GIS空间数据与地图制图整合技术研究 摘要：在现代科学技术高速发展的势头下，地图制图的技术手段发展至今也已经快要走向一个新的高峰。本文把空间数据和地图制图的整合技术作为研究项目，对 GIS空间数据的相关特征及空间数据和地图对两者之间的关系表达展开了具体的解释，并且对空间数据和地图制图整合技术进行了一系列的探讨，希望对地图制图技术的发展有所贡献。 关键词：GIS；空间数据；地图制图；整合；技术 前言： 作为一种描述和表达出人类所在环境的信息媒体，地图基于科学与艺术的结合，是人类生产与生活中不可或缺的重要工具。而在人类文明的不断跃迁和变化过程中，各种不同的科学技术不断涌现出来，不仅给地图绘制科学增加了机遇加挑战，还经历过一系列的变化，使得地图制图的技术手段有所替代，而长期的知识累积也对以手工制图到数字制图为技术手段的地图文化的形成埋下伏笔。GIS 主要是综合处理和分析空间数据的一种技术手段，它是建立在空间数据库的基础之上的，并且在计算机技术的掌控下，它对相关的空间数据加以采集、管理最终模拟释放等处理，以此实现地理信息的空间与动态多重效果，是为地理研究而设立的计算机系统。在地理信息工程的层层推动下，怎么样才可以有效利用已有的GIS 数据，采取高效快速的数据加工方案，在实用与科学性都能够有所保障的基础上，快速生产出高质量的地图已经成为制图行业任重而道远的热点研究课题。以下，我们就开始从GIS空间数据和地图制图的整合技术展开具体的研究措施，并且分析该技术在实际地图制作当中的一些实际应用手段，为研究合理的制图技术带来合理的依据。 一、GIS 空间数据 1.概述 在20世纪 80年代，我国国家地理信息系统就这样在一个小小的实验室中被开发出来。我国的GIS空间数据已经从最初的应用技术全面地发展到了一门具有完整理论体系的空间信息系统，在国家信息化、国土安全、经济建设以及重要的科研研究中都起到了非常关键性的价值。GIS 空间数据和地图制图的整合，足以彻底改变人们对地图制图的理解与实践方式，也引发了专业工作者对地图绘制
地图数据简述 地图数据分类 1.地图数据包括各种制图要素的空间位置数据和对应的专题属性数据两大类 2.导航电子地图的数据内容分为四类基本数据 a.道路数据 b.背景数据 c.标记数据 d.索引（POI）数据 电子地图的制作及应用 1.地图数据的采集 车辆采集，步行采集，企业用户，互联网采集，航空摄影测量及卫星影像 2.地图数据的编制生产 数据生产分为导航数据生产和增值数据生产。导航数据生产有几个内容：道路生产，POI 生产，背景生产，图片生产，实时交通，三维城市。 3.数据的应用 车载/前装，无线位置服务，移动导航，互联网位置服务，政府及企业应用 离线地图和在线地图 离线地图：通过wifi或者电脑将需要的地图数据下载到手机内存或者内存卡里面，用户在查看电子地图，不再需要联网，消耗流量加载地图，显示地图。它是针对不好的网络覆盖、连接速度慢、保存数据难、高国外漫游费用等问题的最好解决方案。 在线地图：是指地图服务方根据用户提出的地理信息需求，通过联网自动搜索、为用户提供方便、快捷、准确的所需地图及出行交通指引资讯。 在线、离线地图的优缺点 离线地图的优点：可以在wifi或者用电脑将离线地图下载在手机中，在查看地图时，不需要联网连接，用户在使用地图时，大大减少数据流量的使用。 离线地图的缺点：在离线使用导航过程中，误差比较大；有新的离线包更新时，需要随时更新，如未更新，则地图的准确性和精确性就会降低。 在线地图的优点：地图实时显示，随时更新，显示的地图，线路是地图的最新数据。 在线地图的缺点：在使用地图过程中，需要随时联网，走流量；在网络状况差的情况，地图显示比较慢，甚至不能正常显示。
实验四、空间数据处理 一、实验目的 1. 掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。领会其用途。 2. 掌握地图投影变换的基本原理与方法。 3. 熟悉ArcGIS 中投影的应用及投影变换的方法、技术 4. 了解地图投影及其变换在实际中的应用。 二、实验准备 预备知识： ArcToolbox 是ArcGIS Desktop 中的一个软件模块。内嵌在ArcCatalog 和ArcMap中，在ArcView、ArcEditor 和ArcInfo 中都可以使用。 ArcToolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有： ● 数据管理 ● 数据转换 ● Coverage 的处理 ● 矢量分析 ● 地理编码 ● 统计分析 空间间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。是通过空间分析方法来实现 的。是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集）， 相交（交集）。 地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System） 地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某一点所处的位置。某一个地理 坐标系是基于一个基准面来定义的。 基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的 基准面。
在ArcGIS 中基于这三个椭球，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系： ● GCS_WGS1984 (基于WGS84 基准面) ● GCS_BEIJING1954 (基于北京1954 基准面) ● GCS_XIAN1980 (基于西安1980 基准面) 投影坐标系（Projected Coordinate Systems） 投影坐标系使用基于X,Y 值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是 从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。 投影坐标系由以下参数确定 ● 地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84） ● 投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert 投影、Mercator 投影） 在ArcGIS 中提供了几十种常用的投影方法 北京1954 投影坐标系和西安1980 坐标系都是应用高斯－克吕格投影，只是基准面、椭球、大地原点不同。 地理变换 地理变换是一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标 系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地 理变换来实现地理变换或基准面平移。 主要的地理变换方法有：三参数和七参数法。 投影变换 当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成 另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。 实验数据： 云南县界.shp; Clip.shp 西双版纳森林覆盖.shp 西双版纳县界.shp
实验四空间数据处理与地图投影 一、实验目的 1．掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。 2．掌握地图投影变换的基本原理与方法。 3．掌握ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术，同时了解地图投影及其变换在实际中的应用。 二、实验准备 1．软件准备：ArcGIS 10.2 2．数据准备： （1）stationsll.shp（美国爱达荷州轮廓图） （2）idll.shp（美国爱达荷州滑雪场资料） 以上两个数据是以十进制表示经纬度数值的shapefile （3）snow.txt（美国爱达荷州40个滑雪场的经纬度值） （4）stations.shp，一个已投影的shapefile，用于检验习作2的投影结果 （5）idoutl.shp，基于爱达荷横轴墨卡托坐标系的爱达荷州轮廓图，用于检验习作3投影的正确性 三、实验容与步骤 1.空间数据处理 1.1 裁剪要素 ?在ArcMap中，添加数据“县界.shp”、“Clip.shp”（Clip 中有四个实体） ?开始编辑，激活Clip图层。选中Clip图层中的一个实体（注意不要选中“县界”中的实体！）
图4-1 编辑Clip ?点击按钮，打开ArcToolBox； ?选择“Analysis Tools->Extract”，双击“Clip”，弹出窗口剪切窗口，指定输入实体为“县界”，剪切实体为“Clip”（必须为多边形实体），并指定输出实体类路径及名称，这里请命名为“县界_Clip1” 如图4-5； 图4-2 工具箱
图4-3 剪切窗口 ?依次选中Clip主题中其它三个实体，重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层——“县界_Clip1”，“县界_Clip2”，“县界_Clip3”，“县界_Clip4”）； ?操作完成后，一定要“Save Editors”。 图4-4 生成四个剪切图层
第4讲 习题作业 思考题 1. 地图有哪些特性？这些特性是如何形成的？ 2. 地图编制内容有哪些？ 3. 电子地图有哪些特点？有哪些技术基础？ 4. 空间信息可视化有哪些形式？ 5. 地图制图学与地理信息系统的联系与区别。 参考答案 1. 地图有哪些特性？这些特性是如何形成的？ 地图以特有的数学基础、地图语言和抽象概括法则表现地球或其他星球自然表面的时空 现象，反应人类的政治、经济、文化和历史等人文现象的状态、联系和发展变化。 （1）可量测性 由于地图采用了地图投影、地图比例尺和地图定向等特殊数学法则，人们可以在地图上精确量测点的坐标、线的长度和方位、区域的面积、物体的体积和地面坡度等。 （2）直观性 地图符号系统统称为地图语言，它是表达地理事物的工具。地图语言由符号、色彩和注记构成，它能准确地表达地理事物的位置、范围、数量和质量特征、空间分布规律以及它们之间的相互联系和动态变化。利用地图可以直观、准确地获得地理空间信息。 （3）一览性 地图是缩小了的地面表象，它不可能表达出地面上所有的地理事物，需要通过取舍和概括的方法只表示出重要的物体，舍去次要的物体，这就是地图制图综合。地图制图综合能使地面上任意大小的区域缩小制图，正确表达出读者需要的内容，使读图者能一览无遗。 2. 地图编制内容有哪些？ （1）数学要素 包括地图的坐标网、控制点、比例尺和定向等内容 （2）地理要素 根据地理现象的性质，大致可以区分为自然要素、社会经济要素和环境要素等 （3）辅助要素 指为阅读和使用地图者提供的具有一定参考意义的说明性内容或工具性内容，主要包
括图名、图号、接图表、图廓、分度带、图例、坡度尺、附图、资料及成图说明等【地图的分类】 按内容分类 （普通地图-相对平衡的详细程度、专题地图-突出某一种或几种） 按比例尺分类：1:10万≤大比例尺、1：100万≤中比例尺≤1:10万、小比例尺≤1：100万 按制图区域分类（自然区划、政治行政区划） 按使用方式（桌面、挂图、随身） 【地图的数学基础】 地图投影：将地球椭球面上的点投影到平面上的方法，按照一定的数学法则建立地面点的地理坐标和地图上相对应的平面直角坐标的函数关系。是地图的数学基础。 地图投影变形：形状和大小；实质上是长度变形和方向变形引起的。 地图投影分类：按性质分为等角、等面积和任意投影；按构成方法分为几何投影（平面、圆锥表面、圆柱表面等，从而构成方位投影、圆锥投影和圆柱投影，根据位置关系不同分为正轴、斜轴、横轴）和非几何投影（伪方位投影、伪圆锥投影、伪圆柱投影和多圆锥投影）。 双标准纬线正等角割圆锥投影：我国1:100万地形图采用。假设圆锥轴与地球椭球体旋转轴重合，圆锥面与地球椭球相割，将经纬网投影与圆锥面上展开而成。相割的两条纬线称为标准纬线。纬度4°一幅，共有15个投影带，每幅经差6°。 【地图定向】 地形图定向：在大于1:10万的图上需要 三北方向（真北又叫子午北---过地面任意一点，指向北极的方向，对一幅地图，通常把图幅的中央经线方向叫做真北、坐标北—纵坐标值递增的方向、磁北---实地上磁北针所知方向，与真北不一致）。其他比例尺都是以磁北定向，特殊情况下可用斜方位定向。 地图比例尺：数字式、文字式、图解式。比例尺 = l / L 【地图语言】 地图符号：点、线、面、体积（六个变量：形状、尺寸、色彩、方向、亮度、密度）地图色彩： 地图注记：名称、说明、数字、图外注记等（字体、字号、字色、字隔、字位、字向、字顺）。 【普通地图编制】 海洋要素、陆地水系、地貌（等高线：首曲线、计曲线、间曲线、助曲线）、居民地、交通网、境界、土质植被
国家地理信息公共服务平台 公共地理框架数据—————————————————————— 电子地图数据规范 （试行稿-20100921版） 国家地理信息公共服务平台总体技术组
目录 前言 (3) 1.范围 (4) 2.引用标准 (4) 3.电子地图数据的定义 (4) 4.电子地图数据的数学基础 (4) 5.电子地图数据集定义 (4) 5.1.矢量数据集 (5) 5.1.1.基础专业级 (5) 5.1.2.政务应用级 (5) 5.1.3.影像标记级 (5) 5.2.影像数据集 (7) 6.地图瓦片定义 (7) 6.1.瓦片规则 (8) 6.2.瓦片数据格式 (8) 6.3.金字塔规则 (8) 6.4.瓦片文件组织 (9) 7.地图表达定义 (10) 附录A（资料性附录）要素内容选取 (11) 附录B（资料性附录）符号与注记 (16) 参考资料 (68)
前言 为应对国家信息化环境中政府部门和社会大众对地理信息在线服务的迫切需求，国家测绘局做出了建设国家地理信息公共服务平台（以下简称“公共服务平台”）的战略性决策。“公共服务平台”由数据层、服务层和运行支持层组成。其中数据层是“公共服务平台”的建设重点之一，其主体内容是公共地理框架数据，包括地理实体数据、电子地图数据、地名地址数据、影像数据与高程数据。 本规范由国家测绘局地理信息与地图司提出。 本规范起草单位：国家基础地理信息中心
1.范围 本规范规定了公共地理框架数据中电子地图数据的定义、分级内容组合方案、地图瓦片制作及在线发布显示设定要求、地图表达符号与注记等。 2.引用标准 GB/T 13923-2006 《基础地理信息要素分类与代码》 3.电子地图数据的定义 电子地图数据是针对在线浏览和专题标图的需要，对矢量数据、影像数据进行内容选取组合所形成的数据集，经符号化处理、图面整饰、分级缓存后形成重点突出、色彩协调、符号形象、图面美观的视屏显示地图。 电子地图数据类型包括线划地图与影像地图两类。线划地图以矢量基础地形要素数据为主要数据源，经过数据分级与可视化设置而成；影像地图以航空、航天遥感影像为基础，并配以矢量线划和适量注记。 除此之外，数据生产者可根据其实际情况与需求制作扩展电子地图，如各类旅游图、人口图、房地产图等。 4.电子地图数据的数学基础 （1）坐标系统：2000国家大地坐标系（CGCS2000）。 （2）坐标单位：度。 5.电子地图数据集定义 构成线划地图与影像地图的矢量及影像数据需要针对在线显示的要求进行
《专题地图编制》理论课教学大纲 课程性质：专业选修课 教学对象：测绘工程专业本科学生 学时学分：48学时， 3学分（其中理论20学时，上机28学时） 一、课程说明 1、课程简介 《专题地图编制》是测绘工程专业的一门选修课。该课程简要介绍专题图的起源与发展趋势，专题图生产过程、专题图的设计与编制、专题图的表示及其编制方法。通过练习，使学生进一步掌握地图学的基本概念、基本理论，并能掌握读图、识图、用图及绘图的技能与技巧。 2、课程教学目标 通过以上学习，使学生基本掌握专题地图的设计与编制方法，为今后地图测量、编绘、输入输出的图形化表达提供技术支撑。 3、预修课程与后续课程 预修课程：计算机应用基础、专题图学、测量学、计算机地图制图。 后续课程：电子地图与导航。 4、教学手段及教学方法建议 该课程属于专业选修课程。在教学观念和教学方法上重在操作，以课堂练习为主，并与多媒体手段相结合，边教边练，灵活机动教学方法。 5、考核方式 本课程实践性较强，考核也偏向于实践，主要以考勤、平时上机练习、综合作业练习的完成数量与质量来综合评定成绩。 课程总成绩=考勤成绩（占30%）+平时上机练习成绩（占30%）+综合作业练习成绩（占40%）。 6、指定教材 《专题地图编制》黄仁涛，武汉大学出版社，2015年1月 7、教学参考书
[1] 《新编地图学教程》，蔡孟裔等，高等教育出版社，2000 [2] 《新编地图学实习教程》，蔡孟裔等，高等教育出版社，2000 [3] 《现代地图学》，廖克，科学出版社.2003 [4] 《地图学》，张力果等，高等教育出版社，1990 [5] 《计算机地图制图原理与应用》，王红、李霖，科学出版社。 [6] 《地图设计与编绘》，祝国瑞，武汉大学出版社.2001。 8、教学环节及学时安排 表1 课程学时分配表 9、教学大纲修订说明 二、教学内容 第一章绪论（2学时） 教学目标 通过本章的学习，使学生：1.掌握专题图的概念、专题图的分类。2.了解
电子地图数据处理及配图流程 一，数据处理 数据处理主要有数据提取、数据格式转换、数据组织重构、分类代码转化、数据实体处理 其中基础的数据有河流编码数据、综合电子地图数据，实体化处理政区、 境界、道路、铁路、河流、地名 由于数据是分比例尺等级显示的，13级的肯定比12级的显示的数据多， 所以数据还要增加属性字段，将每一层要显示的地物等要素 二，配图说明 如果有字体首先安装字体和插件，在arcgis9.3版本环境以上，开启maplax lable engine功能（标注用） 将数据添加进来，分析数据各层的内容，结合各层数据的内容，进行分类，并且将要素名称标上，如图 没有字体要设计符号，按照行业标准地理信息公共服务平台电子地图规范最新版本上面的符号说明，结合自己数据的要素内容，设计符号，如果规范中没有的， 可以自己做，但是要和规范的颜色及风格保持协调。 1，点状符号， 符号设计，可以通过photoshop或画板按照电子地图符号规定的比例做出符号，bmp格式，可以直接作图片符号，或者导入字体符号库中 符号使用，数据分类后，就可以使用字体符号或图片，按照规范给出符号的大小和颜色
2，线状符号，将数据按照clasid分类，挨个按照标准设计，其中注意的是道路的交叉口的处理，道路边线最先显示，等级低的道路最先显示
3，面状符号，按照标准设计，品字型铺面的符号可以利用前面设计的点状符号，图片符号或者字体符号 4，注记，已经装上maplex后，注记就可以按照自己给的方向属性字段或者按照一般的成图的规则避让地物等要素，库外子和生僻字选择过滤掉 过滤要素工具在数据层上面右键，properties,然后defintion query,然后query builder,选择你需要过滤得要素 避让规则
简述数字地图、电子地图、模拟地图的基本概念与差别？数字地图是在一定坐标系统内具有确定坐标和属性标志的制图要素和离散数据在计算机可识别的存储介质上概括而有序的集合。具有计算机可识别性、可量算性、可分析性、可传输性及数字与模拟地图的互转性，是生产电子地图和纸质地图的基础。电子地图：是数字地图在计算机屏幕上的符号化显示，是计算机条件下的空间信息可视化，是人眼直接可视的，包括二维、三维电子地图。模拟地图：传统地图一般绘制印刷在布匹、木板、石板铜板和纸张等介质上，这种地图称为模拟地图。 数字地图的特性：可识别性：指计算机可识别，而目视一般不可识别；可量算：计算可进行几何度量，长度、面积、方位等；可分析性：分析的深度取决于数据结构和数据模型；可转化性：是数字地图与模拟地图之间能够相互转化；可传输性：可借助于当代通讯技术进行远程或近距离传输；存储与显示分离：存储与其显示是分离的； 地图数据的几何变换有哪些类型，各自有什么特征？缩放（比例）、对称、旋转、平移、投影、错切、二维组合等各种变换。平移变换用于移动坐标系的原点变换前后的坐标必须满足，。旋转变换指图形的放置围绕原点旋转θ角，且逆时针为正，顺时针为负。平移和旋转变换都保持二维空间上目标变换时的距离及大小不变，但缩放变换会改变坐标系的单位长度（距离）。 顺序存储、随机存储、链式存储的比较链式存储在某些特定操作上具有比顺序存储和随机存储更多的优点。它能很容易地处理因节点的绝对位置改变带来的变化。尽管一个节点在表中的绝对位置改变了，但它的物理存储位置可以保持不变，只是节点的属性值即地址要改变。随机存储也允许节点的存储位置保持不变，但要改变其指向存储位置的指针。在不改变表中任何节点的绝对位置时，顺序存储和随机存储要优于链式存储。在顺序或随机存储中，可以很容易地访问第j个节点。 DCEL模型的原理? 1.假设C的方向从pN到sN，则与其相邻的多边形RP位于右边，LP位于左边。弧段C是由围绕点sN处的下一个逆时针弧段RC和围绕点pN的下一个逆时针弧段LC界定的边界之内。 2.所谓下一弧段表示了在终结点sN关联的弧段中，该弧段逆时针方向的第一条弧段RC，而所谓上一弧段则表示了在始结点pN关联的弧段中，该弧段逆时针方向的第一条弧段LC。 3.如果沿着多边形RP顺时针移动，那么弧段RC紧位于C后， 4.如果沿着多边形LP顺时针移动，那么LC紧位于C后 路径拓扑模型有哪些，网络拓扑模型有哪些，各自的基本原理?路径拓扑模型有面条模型（面状单元间的边界作为坐标记录下来，没有关于坐标串与单个多边形间关系的相应信息；地理底图的轮廓线可以从这种数据模型中轻易获取）、多边形模型（记录和存储了每个多边形的外轮廓线；很容易标识每个多边形实体，但其存储空间却迅速扩大,因为多边形间的公共边被存储两次）、点位字典模型（该模型是对多边形模型的一个改进，它记录的是各多边形边界上各点的编码ID并构成循环表，同时以数据字典方式记录下各点的坐标值，利用字典就可通过点的编码找到其相应的坐标）、弧段/点位字典模型（表达了多边形与弧段，以及弧段与点的构成和组成关系；在该模型中，每个多边形由弧段的循环表组成，而每条弧段又由一列点组成）。网络拓扑模型有DIME模型（1.要找出所有的DIME段及其左右多边形。 2.这些段按以下顺序排列：第一段的止点是后一段的起点，最后一个段的止点是第一个段的起点，这样便形成了一个循环表。在这个过程中，起、止点是可以按需切换的，以使多边形始终位于每个段的右边。）、POLYVRT模型（将弧段的关系按DIME段给出，弧段的端点被称为结点而不是点）、结点模型（用结点结构来组织这些关系，根据任何一个结点都具有且仅有三个相邻结点，每个结点都具有且仅有三条相关链和与这三条相关链相关的右多边形(按右手法则确定)，在拓扑文件中记录下各结点的三个相邻结点、三条相关链和三个右多边形，以此来实现数据处理时对多边形的操作与检索）、扩展弧段模型（弧段的邻域可加以扩展，从而包含围绕某一结点的下一逆时针弧段的ID。当沿着某一多边形轮廓顺时针方向前进时，这些弧段将依顺序成为下一条弧段。每一弧段的邻域关系包括了第一和最后一个结点，左、右多边形以及相应的左、右弧段(LC和RC)。右弧段依顺序是右多边形的下一条弧段，左弧段依顺序是左多边形的下一条弧段）。 4叉树的基本原理?四叉树分割的基本思想是首先把一幅图像或一幅栅格地图等分成四部分，逐块检查其格网值。四个等分区称为四个子象限，按顺序为左上（NW）、右上（NE）、左下（SW）、右下（SE），可以用树结构表示。如果某个子区的所有格网都含有相同的值，则这个子区就不再往下分割；否则，把这个区域再分割成四个子区，这样递归地分割，直到每个子块都只含有相同的灰度或属性值为止。这就是常规四叉树的建立过程。 数字地图数据采集的方式有哪些？比较各自的优缺点和实用范围?数字遥感数据获取、数字化、野外测量等。数字化具有简便，效率较高，但是精度比野外测量差。 数据测量的尺度有哪4种，各自的特征？定名尺度，顺序尺度，间隔尺度还有比例尺度什么是地图综合，它与数据压缩、比例尺缩放的差别？空间信息数量庞大，类型复杂，因此，在有限的计算机存贮空间与地图的图面上要反映这些庞大而复杂的空间信息，就不得不反映其主要的、本质性的方面，舍弃次要的、非本质性的方面，以确保地图的易读性,满足空间数据库的多尺度表达和GIS的多层次规划、管理与分析决策的需要，这个过程就是地图与GIS综合。数据压缩是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存储和处理效率的一种技术方法。或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间。比例尺缩放只是指一幅地图的比例尺变大或者缩小，地图的所包含的信息数据并没有变。地图综合与数据压缩都导致信息量的减少，都是为了缩小存储空间和节省计算处理时间而去掉繁杂细节。但数据压缩一般是在无损图解精度的前提下去掉“贡献”小而用插值方法可近似恢复的数据元素，即数据压缩可用数据的插值加密手段进行逆处理，而制图综合不受图解精度约束，被删除或被派生的信息不可逆。 地图综合的过程分为几个阶段？分为三个阶段：综合规则的制定，综合过程的控制，综合结果的评测。 线状要素的综合算法有哪些？各自的基本原理和优缺点？独立算法（它不顾及相邻点之间的几何关系。如选取每第k点法，去掉其它点。还有随机取点法。很难捕捉到特征点，会引起曲线的变形。这种方法只能用于简单的数据压缩，而不能用于真正的地理信息综合。）、局部处理算法（该方法在对顶点选择时顾及到直接相邻诸顶点的特征。算法所产生的变形比独立点算法小。但比后继方法差。）、约束扩展局部处理算法（在线的某段周围定义一个搜索域，并利用距离、角度或点数来搜索更多的相邻点。）、无约束扩展局部处理算法（利用线的复杂度，坐标点的密度、开始点的定位等来搜索相邻的点。）、全局算法（它考虑到整条线或特定线段的特征）、基于自然法则的化简算法（对于任何特定的地图比例尺，就必然有其上地图目标的一个极小尺寸SVO ，在这个尺寸内，所有的细部信息都会丢失）。 可视化和符号化的概念？可视化：是指在人脑中形成对事物的图像,是一个心理处理过程，促使对事物的观察力及建立概念等。科学计算可视化：是通过研制计算机工具、技术和系统，把实验或数值计算获得的大量抽象数据转换为人的视觉可以直接感受的计算机图形图像，从而可进行数据探索和分析。地学相关的可视化：测绘学家的地形图测绘编制，地理学家、地质学家使用的图解，地图学家专题、综合制图等，都是用图形(地图)来表达对地理世界现象与规律的认识和理解。包括地图可视化、地理信息系统(GIS)可视化及其在专业应用领域的可视化。符号化是指将专题数字信息转化为模拟的制图符号。 数据增强的手段？数据增强（给线、面状要素增加细节以改进显示效果或者为没有数据采样的地方进行估值。近似地看作为数据选取和其它综合操作的逆过程）有线性插值，分段拟合（用一段一段的曲线来代替每条线段，而且只在每条线段的端点处才相交。使用分段多项式函数能产生理想的结果），曲线拟合，空间插值。 多边形晕线填充的原理？多边形的晕线填充算法要求代表某值的晕线与起点对齐。相邻区域如果属性值相同，这两个区域的晕线则完全对齐。方法：通过固定晕线位置，使之同X 轴平行就可以保持这种特性。 首先将坐标轴按晕线的方向角旋转。然后在旋转后的坐标空间中找到多边形的最大Y坐标(YMAX)。穿过多边形的晕线中最顶端的那条Y坐标可以根据下式计算：Y*=INT [YMAX / DELTA ] × DELTA （其中INT是最大取整函数；DELTA是晕线间的垂直距离。）取得多边形晕线中的最高一条的Y坐标后，其他各晕线的Y坐标可以通过将Y*依次递减DELTA值来得到，这个过程直到该多边形中再没有晕线经过时停止。基本方法有：单线法（首先将多边形先旋转一个方向角，然后依序每次一条晕线地分别处理各线。下一步检查多边形轮廓的每一段，判断其是否与所处理的晕线相交，保存交点并按X坐标排序。这种排序是为了通过一系列（移动，绘制）对操作来保证恰当地绘出晕线。最后所有的交点旋转回原始多边形空间显示），绕行法（原理是环绕多边形一周以计算所有晕线与多边形的交点）。 网格法追踪原则和鞍部处理？通过网格追踪等值线方法的优点，在于网格可以按照行列编号隐式地建立起邻域间的位置关系。步骤：1.一条等高线从网格单元(i,j)的四个邻接单元(i-1,j),(i+1,j),(i,j-1),(i,j+1)之一进入，应退出该单元并继续往其余三个网格单元追踪。2.确定当前单元的哪条边作为退出边时，要看该边两端点的z值范围是否包含了zi值。 3.等值线在退出边上的准确位置通常使用内插方法确定， 4.该内插是在网格单元的边上进行的。在得到等值线与网格的交点以后可以按顺序直接绘出。“鞍点”现象：一个网格单元内可能会出现多于一条的有相同z值的等值线段。出现“鞍点”时的追踪：基于四个端点的z值内插出网格单元的中心点的z值，然后把单元分成四个三角形(图6－36d)。对于每个三角形来说，由于其只有三边，就不存在难以确定追踪方向的。问题：如果一条等值线从三角形的一边进入的话，只可能从另外两边的一边中出去。网格中心点的z值为53，所以应该把S1与S2，S3与S4相连 位-平面方法裁剪线段的算法（分区裁剪）？1.窗口把这个平面分成九个区域。2.点的x,y 坐标如果都位于四个角区域中的任一个，那么该点位于窗口外。3.如果点的x或y坐标位于四个边区域的任一个，那么这个点也在窗口外。4.除了角区域和边区域，就是剪裁窗口了。5.如果一条线段的端点都位于窗口的内部，那么这条线段就全部显示出来。6.而两端点都位于窗口的同一条边界外，这条线段就要全部剪裁掉。7.只有当端点一个位于窗口外，一个在窗口内，或者两端点都在窗口外但是线段穿过不同的窗口边界时才需要进一步处理。
第六讲景观生态学中的一些重要理论 一岛屿生物地理学理论 1岛屿生物地理学理论的数学模型 岛屿为自然选择、物种形成与进化，生物地理学和生态学的理论和假设的发展和检验提供了一个重要的自然实验室，其理论被广泛运用到岛屿状生境的研究中。 对于某一岛屿，MacArthur- Wilson 理论的数学模型，简称M-W模型，用一阶常微分方程表示 （3.1） S(t) 表示t 时刻的物种丰富度，I是迁入率， E灭绝率。 假定I 和E 具有种间均一性、可加性以及随时间的稳定性，它们随物种丰富度的增加则呈线形变化。 I (s) = I0 [ S p – S(t)] （3.2） I0单位物种迁入率或迁如入系数，E0单位灭绝率或灭绝系数 E(s) = E0 S(t) （3.3） S p大陆物种库中潜在迁入种的种数 两方程合并（3.3）代入（3.2） （3.4） 该微分方程表示非平衡状态是物种丰富度随时间的变化率，积分得： （3.5） S(0)是到上初始种丰富度。当迁入率等于灭绝率（I=E）时平衡态的物种丰富度为： （3.6）该式表明，对于某以岛屿，平衡状态物种丰富度取决于单位种迁入率和灭绝率，以及大陆物种库的大小。为了探讨物种丰富度变化率及其平衡态值的关系，方程可改写为： （3.7）由此可知，种丰富度的变化率与t时刻和平衡态时种数的差成正比，而当S(t)< Se 种的丰富度增加；S(t)>Se 时，种的丰富度减小。 如将方程（3.6）代入（3.5）得 （3.8） 该方程反映，种丰富度的非平衡态值与其初始值、平衡态值以及迁入系数和灭绝系数的关系。 根据方程（3.8）可以求得岛屿从某一非平衡状态达到或恢复到平衡状态所需的时间。即，
《专题地图制图》作业参考答案 一、名词解释 1、专题地图：按照地图主题的要求，突出尔完善的表示与主题相关的一种和几种要素，使地图内容专题化、形式各异、用途专门化的地图。 2、范围法：使用轮廓线、底色、晕线、注记、符号等整饰方法，在地图上表示某专题要素在制图区域间断成片分布范围的表示方法。 3、绝对比率符号：是指符号面积、符号准线、等和表示要素四数量指标具有绝对的正比关系。 4、电子地图：是以地图数据库为基础，以数字形式存储于计算机外存储器上，并能以电子屏幕实时现显示的可视地图，又称为屏幕地图或瞬时地图。 5、普通地图：比较全面地反映制图区域自然和社会经济要素一般概貌的地图。 6、质底法：按区域界线或类型范围普颜色或填绘晕线、花纹以显示布满制图区域专题要素质量差别的表示方法。 7、分级统计图法：是在整个制图区域的若干个小的区划单位内（行政区划或其他区划单位），根据各分区资料的数量（相对）指标进行分级，并用相应色级或不同疏密的晕线，反映各区现象的集中程度或发展水平的分布差异。8、条件比率符号：符号（面积）大小与专题要素的数量之间存在比率关系，但是两者纸币不是绝对的正比关系，而是在绝对比率上加上某种函数关系条件。 9、视觉重力：地图上的图形，由于所处的位置，图形本身的大小、颜色、结构以及其背景的影响，有些给人轻的感觉，有些给人重的感觉。 10、定位图表法：是一种定位于现象分布范围某些地点或均匀配置于区域内的一些相同类型的统计图表，表示全制图区域或沿某些线状分布范围内的呈周期性变化的现象的表示方法。 11、连续比率符号：只要有一个数量指标，就必然有一个一定大小的符号代表，符号大小与所代表的数量指标都是连续的。 12、互补色：任意两个原色混合得到的间色，与另外一原色为互补色，混合可得黑色。 二、填空 1．专题地图按照内容的概括程度可以分为解析型图、合成型图、综合型图。 2．专题地图的数据源有地图数据、遥感数据、统计数据和数字资料、文字报告和图片四种。 3、点值法的两种布点方法是均匀布点和地理布点。 4．专题地图数学基础设计包括地图投影选择与设计、制图网格密度设计、地图比例尺设计。 5．按比例尺分符号可以分为依比例符号、半依比例符号和不依比例符号。 6．范围法按照表示的精度可分为精确范围法和概略范围法。 7．色彩的三要素是色相、饱和度和明度。
“天地图·甘肃”电子地图 数据制作 目录 第一章引言 (1) 1.1研究目的和意义 (1) 1.2国内外发展现状 (1) 1.3研究内容和方法 (2) 第二章电子地图和“天地图.甘肃” (4)
2.1电子地图与电子地图数据 (4) 2.2电子地图分类 (4) 2.3“天地图.甘肃” (6) 2.3.1“天地图.甘肃”介绍 (6) 2.3.2电子地图分级与内容 (6) 第三章 ARCGIS与“天地图.甘肃”数据 (8) 3.1A RC GIS概述 (8) 3.2“天地图.甘肃”数据 (8) 第四章“天地图.甘肃”电子地图数据制作 (10) 4.1框架数据生产 (11) 4.1.1基础库中要素的导出 (11) 4.1.2要素的逐层溶解 (12) 4.1.3坐标系转换 (13) 4.1.4基础数据到框架数据转换 (13) 4.1.5地理要素实体化 (14) 4.2地图要素综合 (18) 4.2.1点状要素综合 (18) 4.2.2道路综合 (22) 4.2.3水系综合 (25) 4.2.4居民地综合 (25) 4.3影像数据处理 (28) 4.3.1数据匀光 (29) 4.3.2坐标系转换 (30) 4.3.3数据拼接 (31) 4.3.4投影转换 (31) 4.3.5数据裁切 (31) 4.4电子地图制作 (32) 4.4.1符号库建立 (32) 4.4.2电子地图配图 (32) 4.5地图质量控制与脱密 (34) 4.5.1地图质量控制 (34) 4.5.2地图脱密 (34) 4.6瓦片制作 (37) 第五章结论与展望 (38) 5.1结论 (38) 5.2展望 (38)
电子地图如何制作简介 下列为电子地图的制作过程 1.准备纸的地图如：交通旅游图、测绘局购买的图等你想做的图。 2.把准备的地图扫描进计算机 3.下载地图矢量化软件mapinfo professional，autoCAD等也可以。 4.练习熟悉mapinfo professional的使用方法，矢量化你扫描的地图（也可以购买别人矢量化好的电子地图，这当然就剩了好多时间，或许还有金钱）。 5.下载地图网上发布软件“mapinfo MapXtreme”。 6.用mapinfo MapXtreme发布你矢量化好的地图就行了。 当然Mapinfo professional需要你化点时间熟悉，mapinfo MapXtreme需要你化点时间学习开发。如果想做的专业一些的话，用专业的做地图的软件mapinfo 下载地址： 是mapinfo的中国官方网站 使用emule下载 emule的下载地址: MapInfo地理信息系统平台作为一个图形－文字信息完善结合的软件工具，能将所需要的信息资料形象、直观地与地理图形紧密地联结起
来，能提供大量常用的分析、查询功能，能将结果以图形或表格的方式显示出来。 MapInfo软件提供与一些常用数据库的接口,可以直接或间接地与这些数据库进行数据交换。MapInfo软件提供的开发工具MapBasi c, 可完成用户在图形、界面、查询、分析等方面的各种要求，以形成全用户化的应用集成。配接多媒体系统可使用户对地图进行多媒体查询。MapInfo软件适用于军队管理与指挥、市场营销、城市规划、市政管理、公安交通、邮电通讯、石油地质、土地资源、人口管理、金融保险等各个应用领域，能对用户的管理、决策提供有力的支持与帮助。 一、强大的图形表达、处理功能 MapInfo做为一种功能强大的图形软件，利用点、线、区域等多种图形元素，及丰富的地图符号、文本类型、线型、填充模式和颜色等表现类型，可详尽、直观、形象地完成电子地图数据的显示。同时MapIn fo对于位图文件(如GIF、TIF、PCX、BMP、TGA等多种格式的位图文件)和卫片(SPOT)、航片、照片等栅格图象，也可以进行屏幕显示，根据实际需要还可以对其进行矢量化。此外，DXF格式(Auto CAD和其它CAD软件包的图形/数据交换格式)的数据文件，也可以直接运用于MapInfo当中。在图形处理方面，它提供了功能强大的
电子地图如何制作简介收藏 下列为电子地图的制作过程 1.准备纸的地图如：交通旅游图、测绘局购买的图等你想做的图。 2.把准备的地图扫描进计算机 3.下载地图矢量化软件mapinfo professional，autoCAD等也可以。 4.练习熟悉mapinfo professional的使用方法，矢量化你扫描的地图（也可以购买别人矢量化好的电子地图，这当然就剩了好多时间，或许还有金钱）。 5.下载地图网上发布软件“mapinfo MapXtreme”。 6.用mapinfo MapXtreme发布你矢量化好的地图就行了。 当然Mapinfo professional需要你化点时间熟悉，mapinfo MapXtreme需要你化点时间学习开发。如果想做的专业一些的话，用专业的做地图的软件mapinfo 下载地址： https://www.doczj.com/doc/ad17679602.html,是mapinfo的中国官方网站http://li https://www.doczj.com/doc/ad17679602.html,/2005/04/07/0000045369.html 使用emule下载 emule的下载地址:https://www.doczj.com/doc/ad17679602.html,/download/
MapInfo地理信息系统平台作为一个图形－文字信息完善结合的软件工具，能将所需要的信息资料形象、直观地与地理图形紧密地联结起来，能提供大量常用的分析、查询功能，能将结果以图形或表格的方式显示出来。 MapInfo软件提供与一些常用数据库的接口,可以直接或间接地与这些数据库进行数据交换。MapInfo软件提供的开发工具MapBasi c, 可完成用户在图形、界面、查询、分析等方面的各种要求，以形成全用户化的应用集成。配接多媒体系统可使用户对地图进行多媒体查询。MapInfo软件适用于军队管理与指挥、市场营销、城市规划、市政管理、公安交通、邮电通讯、石油地质、土地资源、人口管理、金融保险等各个应用领域，能对用户的管理、决策提供有力的支持与帮助。 一、强大的图形表达、处理功能 MapInfo做为一种功能强大的图形软件，利用点、线、区域等多种图形元素，及丰富的地图符号、文本类型、线型、填充模式和颜色等表现类型，可详尽、直观、形象地完成电子地图数据的显示。同时MapIn fo对于位图文件(如GIF、TIF、PCX、BMP、TGA等多种格式的位图文件)和卫片(SPOT)、航片、照片等栅格图象，也可以进行屏幕显示，根据实际需要还可以对其进行矢量化。此外，DXF格式(Auto CAD和其它CAD软件包的图形/数据交换格式)的数据文件，也可以
空间数据的存储和地图缓存容量估计 1、空间数据的存储 此次项目空间数据全部保存在空间数据库中，空间数据库是基于Oracle的，因此对空间数据的访问可等同于对Oracle数据库的访问，因此空间数据保存在数据库服务器连接的SAN存储上对GIS系统的应用没有影响。 ArcGIS的空间数据引擎（ArcGIS Server SDE）是数据库和GIS系统之间的桥梁，ArcGIS Server通过SDE访问数据库中的空间数据，而SDE系统会在Oracle中创建独立的表空间和Schema用于保存空间数据。 SDE本身对硬盘和CPU的压力很小，既可以部署到数据库服务器中也可以部署到GIS服务器中。就本项目而言部署到GIS服务器中比较合适，SDE与数据库的通讯完全遵照Oracle 的数据访问协议，能够满足等保的要求。 2、地图缓存容量估计 目前所有的WebGIS都使用了缓存机制以提高地图访问速度。原理都是将地图设定为多个比例尺，对于每个比例尺提前将地图分成若干小图片，存在服务器上，客户端访问时直接获取需要的小图片拼接成地图，而不是由服务器动态创建出一幅图片来送到客户端，极大程度的提高了响应速度。 地图缓存的原理是按照比例尺预先生成地图图片文件,比例尺级别越多图片量越大,占用空间越多，一般的地图缓存占用空间和地图的复杂度和图层数量无关仅与地图缓存的比例尺级别相关。而且并不是所有地图服务都需要制作缓存，只有底图类的地图才有缓存的必要。 全国范围的地图缓冲比例尺级别一般为13级，就广东省而言，九到十级比例尺已经完全可以满足要求，最大比例尺可以达到1：5000左右。各个级别图片数量见下表，10级比例尺图片总量为349524（三十四万）。
第七章专题地图设计与制作 本章要点 掌握地图编制的一般过程； 掌握专题地图设计；地理底图的准备； 一般了解地图的印制过程。 第七章预习思考题 2学时 地图编制的一般过程包括哪几个阶段？ 什么是地图设计？其成果是什么？ 什么是编绘原图？原图编绘可采用哪几种方法？原图编绘的成果是什么？ 编图资料按照利用程度可分为哪几种？ 出版准备是怎么一回事？什么是连编带绘？ 专题地图设计的一般过程包括哪几个阶段？ 第七章预习思考题 2学时 专题地图的资料类型有哪些？ 对专题地图资料的评价应从哪几个方面入手？ 专题地图的地理底图的作用是什么？其编制有什么特点？ 图面配置设计是怎么一回事？ 根据印刷版上印刷要素和空白要素相互位置关系，地图印刷分为哪几种类型？ 地图平版制版的原理是什么？ 第一节地图编制的一般过程 地图制作的主要过程有如下四个阶段： 一、地图设计 又称为编辑准备，它是地图制作的龙头，是保证地图质量的首要环节。地图设计包括确定地图的基本规格、内容及详细程度、表示方法和编图工艺。地图的用途和要求是地图设计的主要依据。 地图设计通常包括下列内容：地图设计准备、地图内容设计、编写地图设计书。地图设计阶段的最终成果是完成地图设计书。 1、地图设计准备 研究和了解新编地图的主题和用途； 搜集与整理编图资料；基本资料、补充资料、参考资料。 分析评价编图资料； 分析制图区域和制图对象。 2、地图内容设计 地图数学基础设计； ?包括选择地图投影和确定比例尺。 确定地图幅面大小和用纸规格； 地图内容和形式的设计； 符号设计； 概括指标的设计；
地图图幅配置设计； 样图试编； 工艺方案设计。 3、编写地图设计书 编写地图设计书（亦称编图大纲）就是把地图设计思想具体化。设计书是地图生产过程中的指导性文件，其主要内容包括：编图目的任务，编图资料的分析、处理及应用，制图区域地理特征，地图幅画，地图内容及其图画表现形式，地图的数学基础，地图概括方法及指标，地图符号系统，地图配置方案，地图生产工艺流程及综合样图等。 二、原图编绘 编绘原图就是根据地图的用途、比例尺和制图区域的特点，将地图资料按编图规范要求，经地图概括在制图底图上编绘的地图原稿。 编绘原图是原图编绘阶段的最终成果。 1、编绘前准备工作 熟悉编图规范和编图大纲； 熟悉编图资料； 熟悉制图区域特点； 编图材料的准备。 2、转绘地图内容 （1）网格转绘法 （2）同名点转绘法（软件平台） 3、各要素的编绘 按照编图设计书的要求，对各要素进行编绘。要对各要素进行合理的选取和概括，并对各要素采用不同的颜色和线型分别描绘。 采用的方法有编稿法和连编带绘法。 连编带绘法：是将地图编绘与出版准备两个步骤合二为一。也就是将基本资料扫描成栅格数据，在制图软件平台下，按照地图设计书要求，连编带绘，最后编绘成线划、注记符合出版要求的彩色数字地图。 三、出版准备 计算机制图中，出版准备是将编绘原图扫描成栅格数据，在某制图软件平台下，按照地图设计书要求，绘制成线划、注记符合出版要求的彩色数字地图，即出版原图，以便交付制版、印刷。 传统手工制图中，出版原图是采用一版清绘或分版清绘的方式获得的。 四、地图印刷 是利用出版原图进行制版印刷，以便获得大量的印刷地图（地图复制品）。 第三节专题地图设计 一、专题地图设计编绘的一般过程 包括地图设计、原图编绘和出版准备。 1、设计书内容包括： 编图的目的、范围、用途和使用对象； 地图的名称、地图幅画大小、地图配置方案； 地理底图和成图比例尺、地图投影和经纬网格大小；