广泛的发展，1982年，美国地质调查局建成了1：200万美国国家地图数据库。 4 计算机地图制图的普及应用期 20世纪90年代，逐步取代了传统地图制图的生产模式
计算机地图制图的发展
国内发展状况 1 硬件方面 2 软件开发及系统建立方面
计算机地图制图系统的构成
硬件 软件 地图数据 制图人员
• 数字化仪由电磁感应板、游标和相应的电子电路组成。这种设备利用电磁感 应原理：在电磁感应板的x，y方向上有许多平行的印刷线，每隔200μm一条。 游标中装有一个线圈。当使用者在电磁感应板上移动游标到图件的指定位置， 并将十字叉丝的交点对准数字化的点位，按动相应的按钮时，线圈中就会产生 交流信号，十字叉丝的中心也便产生了一个电磁场，当游标在电磁感应板上运 动时，板下的印制线上就会产生感应电流。印制板周围的多路开关等线路可以 检测出最大信号的位置，即十字叉线中心所在的位置，从而得到该点的坐标值。
计算机地图制图原理
计算机地图制图是什么？
计算机地图制图又称为机助地图制图或数字地图制图，它以传统的地图制图原 理为基础，以计算机及其外围设备为工具，采用数据库技术和图形数据处理方 法，实现地图信息的采集、存储、处理、显示和绘图的应用科学。
从这儿我们可以看出，计算机地图制图和地理信息系统很类似。
计算机地图制图和GIS的区别在哪儿？
数 转数 转据 换据 换
航 遥航 遥天 感天 感
地字 地图 字化 图数 化数
影字 影象 字化 象数 化数
据 获
取
数
数处 数字 处理 字预 理预
投 变投 变影 换影 换
制 综制 综图 合图 合
图 编图 编形 辑形 辑
数数字 接字 接地 边地 边图图
据 处 理
图
普 地普 地通 图通 图
专 地专 地题 图题 图
数据处理阶段
地图数据的预处理： 直接数字化获取的数据，是一种毛坯数据，其中含有错误、误差、非标准化格
式等许多问题，不能作为实际存储的数据，因此，在进行各种地图数据处理之 前，首先要进行预处理。 预处理的内容： 误差纠正、坐标系变换、投影变换、结点匹配、数据格式转换、数据压缩等
数据处理阶段
数据获取阶段
模-数转换方式 1 纸质地图：手扶跟踪或半自动跟踪数字化仪，按统一的编码系统将图形离散
成地图数据（矢量数据） 2 航空、航天遥感相片：扫描数字化仪离散成栅格数据 3 地图数据或影像数据、统计资料：通过键盘或扫描后进行模-数转换
数据处理阶段
数据获取以后、图形输出之前对地图数据的各种处理 地图数据的预处理 制图综合处理 图形处理：图形编辑、地图符号的图形生成等
混合式
利用两个子系统分别存储空间数据和属性数据，空间数据存储在文件中， 属性数据存储在关系型数据库中，两个子系统之间的数据通过标志码ID进 行连接。
扩展式
空间数据和属性数据都存储在一个关系型数据库中。可是标准的关系型数 据库并不能存储空间数据，于是数据库商扩展了关系数据库的功能，能够 存储变长纪录，但是在数据库中，用户还是不能定义自己的数据类型，于 是出现了数据库引擎，把数据库引擎融入关系型数据库管理器中，把数据 类型加入关系数据库中，在数据表中加入图形数据项。
辑操作 2 空间数据管理模块 该模块对用户数据库进行有效的存储、检索和管理 3 数据处理模块 完成地图投影转换、转换各种标准的矢量格式和栅格格式的数据等 4 数据输出模块 5 用户界面
地图数据
地图数据通常分为空间数据和属性数据两种，空间数据可有矢量数据和栅 格数据两种表达形式，空间数据可抽象为三类元素：点、线、面。
分价 分析 价图 析评 图评
统 图统 图计 表计 表
形 输 出
数据采集阶段
• 按照任务的要求采集输入各种所需的地图信息，将地图的图形信息转换成数字 信息，以使计算机存储、识别和处理。
• 数据来源： • 1 地图 • 2 航空、航天遥感像片 • 4 野外测量数据 • 5 地图数据或影像数据 • 6 统计资料 • 6 地理调查资料
差 以不同复杂度的打印字符输出各类地图，精度差，变形大。
较高 可将屏幕图形复制至胶片上，用于制作幻灯片或正胶片。
• 地图 • 图像 • 统计表 • 三维多媒体虚拟现实
图形输出阶段
计算机地图制图的优越性
与传统的地图相比： 1 易于编辑和更新 2 提高绘图速度和精度 3 容量大且易于存储 4 丰富地图品种 5 便于信息共享
计算机地图制图的基本过程
• 计算机地图制图的过程中，由于任务、要求、地图信息的资料来源和种类的不 同，使数据获取的方式、数据处理的内容、地图数据的存贮管理方式、成果输 出形式以及所使用的设备和软件均有一些差异，但都会经过以下三个阶段：
• 数据采集阶段 • 数据处理阶段 • 数据输出阶段
数
数 测数 测字 图字 图
硬件
输入设备 处理设备 输出设备
• 键盘鼠标 • 光笔、触摸屏 • 数字化仪 • 扫描仪 • 全站仪、GPS接收机等
输入设备
手扶跟踪数字化仪
• 手扶跟踪数字化仪,根据其采集数据的方式分为机械式、超声波式和全电子式 三种, 其中全电子式数字化仪精度最高，应用最广。按照其数字化版面的大小 可分为A
计算机科学 地图学 遥感技术 全球定位系统 电子地图
手扶跟踪数字化仪
• 工作流程： • 把待数字化的图件固定在图形输入板上，首先用鼠标器输入图幅范围和至少四
个控制点的坐标，随后即可输入图幅内各点、曲线的坐标。 • 通过数字化仪采集数据量小，数据处理的软件也比较完备，但由于数字化的速
度比较慢，工作量大，自动化程度低，数字化的精度与作业员的操作有很大关 系，所以，目前很多单位在大批量数字化时，已不再采用它。
处理设备
计算机 计算机是计算机地图制图系统的主要设备，是硬件部分的核心，主要用于
整个系统的数据计算、处理和管理。
输出设备
图形显示终端 绘图仪 打印机
软件
1 计算机地图制图专业软件 2 数据库软件 存储空间数据、属性数据等 3 系统管理软件 操作系统
计算机地图专业软件
核心模块 1 数据输入和编辑模块 支持数字化、图形扫描及矢量化、对图形和属性数据提供修改和更新等编
第一章 绪论
计算机地图制图概述 计算机地图制图的发展 计算机地图制图系统的构成 计算机地图制图与相关科学技术
计算机地图制图概述
计算机地图制图的概念 计算机地图制图的原理 计算机地图制图的基本过程 计算机地图制图的优越性
计算机地图制图原理
• 地图图形的分类 • 点状图形 平面上的一个点来表示 • 线状图形 以中心定位轴线（有序点串）表示线状图形的位置和走向 • 面状图形 以外围轮廓（闭合的有序点串）表示面状要素的位置和分布范围 • 结论：地图上的一切要素可以看作点或点的集合
计算机地图制图系统侧重于可见实体的显示和处理，具有强大的地图制图 功能，而地理信息系统可以包含计算机地图制图的基本功能，还具有丰富 的空间分析能力。
在现实中有哪些属于计算机地图制图的范畴？
我们用过的计算机地图制图系统： AutoCAD, Cass, MapGIS等 我们做过的计算机地图制图工作： 数字测图
特征值 1 2 3 4 5
坐标位置 x1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x5,y5;x6,y6;x7,y7;x8,y8;x9,y9;x10,y10;x1,y1 x28,y28; x29,y29; x30,y30; x31,y31; x32,y32; x33,y33; x28,y28
x1,y1; x11,y11; x12,y12; x13,y13; x14,y14; x15,y15; x16,y16; x17,y17; x18,y18; x19,y19; x9,y9 x10,y10; x1,y1
制图综合 地图是空间信息的重要传播手段之一，空间信息不仅数量庞大，类型复杂，并
且还在与日俱增。因此，在有限的图画上要反映这些庞大而复杂的空间信息， 就不得不进行去粗取精，反映主要的，本质的方面，舍弃决要的、非本质性的 方面，以确保地图的易读性，这个过程就是制图综合。
制图综合
制图综合表现在5个方面： ①制图对象轮廓（形状）的概括； ②制图对象数量特征的概括； ③制图对象质量特征的概括; ④制图对象的取舍; ⑤以各个制图对象（概念）的集合符号（种的甚至是类的概念）代替各单个地
计算机地图制图的基本原理
图形的集合：数-模转换 按一定的模式处理后的数据，通过数模-转换设备（绘图机），变换成人可以
阅读的图形，这就是图解显示。 这种由图形到数字，再由数字变为图形的变换过程就是计算机地图制图的实质。 结论：计算机地图制图的核心问题就是：实现这两种变换的可能性以及怎样实
现的问题。
x18,y18; x19,y19; x9,y9; x8,y8 ; x7,y7; x20,y20; x21,y21; x22,y22; x23,y23; x24,y24; x18,y18
x16,y16; x17,y17; x18,y18; x24,y24; x23,y23; x27,y27; x26,y26; x25,y25; x16,y16
物（概念）。
图形输出阶段
设备 矢量绘图机 喷墨打印机 高分辨彩显 行式打印机 胶片拷贝机
图形输出方式 矢量线划 栅格点阵
屏幕像元点阵 字符点阵 光栅
精度
特点
高
适合绘制一般的线划地图，还可以进行刻图等特殊方式的
绘图
高
可制作彩色地图与影像地图等各类精致地图制品。
一般
实时显示GIS的各类图形、图像产品。
扫描仪
• 通过扫描获得的是栅格数据，数据量比较大。如一张地形图采用300dpi灰度扫 描其数据量就有20兆左右。
• 一般对获得的栅格数据还要进行一些后续处理如图象纠正、矢量化 等 • 扫描输入因其输入速度快、不受人为因素的影响、操作简单而越来越受到大家