《计算机地图制图》期中知识总结一、基本理论知识部分1、名词：（1）计算机地图制图计算机地图制图（Computer-Aided Cartography，简称CAC）又称数字化制图、计算机辅助制图等，简称为机助制图。

简单的讲计算机地图制图是以地图学基本原理为基础，应用计算机和图形输入输出设备，从事地图制作和使用的一门学科。

具体讲，改技术通过数据库技术和图形的数字处理方法，实现最佳的解决地学信息的获取、变换、传输、识别、存储、处理以至最后实现地图的自动制作及其分析的一门学科。

实质上。

计算机地图制图就是数字化地图或者称为制作电子地图，其过程是从图形（连续）转换为数字（离散），经过一定的处理，再由数字转换为图形。

（2）数字地图与电子地图数字地图是以数字形式记录和存储的地图；电子地图是数字地图转化为模拟地图的软拷贝形式。

（3）无极比例尺指以一个大比例尺空间数据库为基础数据源，在一定区域内空间对象的信息量随比例尺变化自动增减，从而使得空间地理信息的压缩和复现与比例尺自适应的一种信息处理技术。

2、回答（1）比较电子地图与数字地图的概念与联系。

数字地图是以数字形式记录和存储的地图；电子地图是数字地图转化为模拟地图的软拷贝形式。

（2）机助制图与地理信息系统计算机地图制图的发展孕育了地理信息系统的诞生，而地理信息系统的发展又推动着计算机地图制图的迅速提高和进一步发展，所有的GIS都具有计算机地图制图的成分，但不是所有计算机地图制图都含有GIS的全部功能，两者相互联系，相互促进。

区别在于机助制图注重可见实体的显示和处理，对可能存在的非图形属性不太重视，而GIS则两者并重。

（3）分析计算机地图制图、电子地图和GIS三者间的关系。

三者具有密切的联系，同时也有一定的区别。

计算机地图制图是最先发展起来的一门地图处理技术，是实现其他两者的基础技术。

电子地图是利用计算机地图制图技术而形成的一种新的地图形式。

GIS则是在电子地图的基础上，增强了数据库管理和计算分析功能，而形成更加先进的信息处理工具和辅助决策工具。

（4）电子地图与传统的纸质地图相比较，其具有的优势有哪些。

1、交互性强2、能无级缩放3、无缝4、动态的对地图信息的载负量调整5、可以实现多维化6、信息丰富7、易于实现信息共享8、可以自动实现基本地图计算、统计和分析功能（5）CAC与传统的地图制图相比，其优越性表现在：●地图数据采集与存储的数字化；●地图表达与处理的数字化；● 地图分析的自动化与交互化； ● 地图显示方式的多样化； ●灵活性。

（6）CAC 与一般计算机图形学中的计算机制图对比，其特点在于： ● 图形要素的特殊性和复杂性； ● 图形关系的特殊性； ● 地图特点的体现； ● 地图分析；●数据来源的多格式性。

（5）机助制图的基本过程 见下图（6）计算机地图制图的主要问题计算机地图制图的核心问题是如何使用计算机处理地图信息，即解决地图信息如何以数字的形式表示、获取、存储、处理和输出。

具体的需要解决3个主要问题： ● 对连续的地图信息数字化，对不同技术获取多源制图空间数据标准化，一边计算机读取并识别它的内容；● 计算机根据地图制图生产和地理信息应用的要求，对数字形式的地图信息进行一系列的加工处理，按照特定制图规范形成一定形式的数字地图产品，构成地图数据库； ●把数字地图有关的内容转换成人可阅读的地图图形。

（6）CAC 国际发展状况● 探索期：大约是50年代末至60年代后期，出现了首张机绘地图和CAC 系统； ● 发展期：整个70年代，许多国家建立了人机交互的CAC 系统，并发展了GIS ，如CGIS 和JGIS 等；● 发展成熟期：整个80年代，各种类型的地图数据库和GIS 不断涌现，特别是机助的专题地图制图得到了广泛应用和发展；●普及应用期：90年代至今，各种数字形式的地图数据库在各国全面建立并得到广泛的应用，同时CAC 也逐渐发展成为独立的学科体系。

（6）CAC 的当前发展特点数据获取数据处理图形输出●多元数据采集手段一体化●数据标准化●数据库集成化●地图产品多元化●地图分析的深入●地图表达方式多样化●地图及其相关应用系统的商业化（6）CAC系统的软硬件构成完整的CAC系统包括硬件、软件、地图数据和制图人员四个基本组成部分。

（7）CAC硬件系统主要包括计算机、图形图像输入设备、图形图像输出设备和外存储器（8）CAC软件系统●通用软件：计算机操作系统、编程语言和工具、数据库管理系统、网络通讯软件以及设备驱动和接口软件●数字制图专用软件：矢量数据采集软件、栅格数据矢量化软件、数据编辑软件、地图符号制作软件、地图数据处理软件、数字地图出版软件以及电子地图制作软件等。

（9）空间数据与属性数据一体化操作的解决方法有：紧凑式、混合式和扩展式。

（10）CAC与相关科学技术的联系与区别1、CAC与GIS（1）联系：CAC是GIS的技术基础，是其重要组成部分，主要完成GIS前期的数据准备工作；现代GIS都具有CAC成分，具备良好的地图制图功能，但并非所有的CAC系统都含有GIS的全部功能。

（2）区别：主要存在于空间分析方面，CAC具有强大的地图制图功能，而GIS除包含CAC 系统的功能外，海具有丰富的空间分析能力，特别是对图形和属性数据进行深层次空间分析的能力。

2、CAC与CAD（1）联系：二者都是以计算机图形学为数据处理和算法设计的基础，均有空间坐标系统，能把目标和参考系统联系起来，也都能在一定程度上处理非图形属性数据。

（2）区别：CAD一般采用几何坐标系统，处理的多为规则几何图形及其组合，图形功能尤其是现代的三维图形功能极强，属性数据处理功能相对较弱。

CAC一般采用大地坐标系，处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系复杂，且制图数据来源广，输入方式多样，需要及其丰富的地图符号库和属性库的支持。

因此，一个功能强大的CAD系统，并不完全适合于完成CAC任务。

3、CAC与数据库（1）联系：CAC需要一般数据库系统的支持。

（2）区别：一般数据库不具有图形数据库的功能。

SDE是最好的解决方案4、CAC与遥感图像处理遥感图像处理是专门针对遥感图像进行分析处理的软件，图像分析处理功能强大；而一般计算机地图制图的图像分析处理功能较弱。

（11）主要的地图数据源有：地图、遥感影像数据、实测数据、文字与统计资料、已有数字数据。

（12）编码的基础是分类分级，编码的结果是代码。

计算机地图制图中的代码分为两种：分类码和标志码。

（13）扫描跟踪数字化是目前计算机地图制图中最主要的地图数字化方式，主要采用人机交互的数字化方式进行。

（14）属性数据的采集主要使用键盘输入的方式进行，其中当属性数据的数据量较小时，可以在输入几何数据的同时，根据软件的提示用键盘输入；当数据量较大时，可与几何数据分开输入，经检查后转入数据库中。

其与几何数据的联系是通过公共标志码来实现的。

（15）地图数据的编辑是在基本数字化完成后进行的，主要是为了修正和修饰采集的地图数据。

其基本过程包括数据显示和数据的编辑修改。

（16）数据质量的相关内容1、数据质量的含义用地图数据来表达实体的定位、定性和时间特征时，其所能达到的准确性、一致性和完整性，以及它们之间统一性的程度。

2、数据质量的基本内容准确性，一致性，完整性、现势性和统一性。

3、数据质量的评价方法有直接法和间接法。

4、数据质量控制的方法误差带法、比较法和相关分析法等。

（17）对地图数据库概念的两种理解一是把它看作软件系统，即“空间数据库管理系统”，如常用的ArcSDE+Geodatabase；二是把它看作是地图信息的载体，即“图形文件”，是以数字的形式把一幅地图的诸要素及它们之间的相互联系有机的组织起来，并存储在计算机中的一批相互关联的数据文件，如SHAPE, COVERAGE等。

（18）从应用的角度看，地图数据库主要有两种类型，即GIS中的地图数据库和地图制图系统中的地图数据库，它们支持相同的数据格式。

GIS的地图数据库倾向于“空间数据库管理系统”+客户程序构成GIS；CAC的地图数据库依然是图形数据库模式，即文件管理模式。

（19）当前的空间数据库的数据模型均以关系数据库为基础（20）关系模型用于设计地图数据模型的优点在于：●结构灵活，可满足所有用于布尔逻辑运算和数字运算规则形成的询问要求；●能搜索、组合和比较不同类型的数据；●加入和删除数据方便；●适宜表达地理属性数据。

（21）在纯关系数据库管理方式下，地图图形数据和属性数据都可以采用关系数据库来存储，对于存储可变长的图形数据，一般有两种处理方法：●对变长的图形数据进行关系范式分解，使之成为若干定长的记录；●利用存储变长记录的二进制字段类型，如ORACLE公司的Long raw数据类型，SQLServer的IMAGE数据类型。

该方式为大多数的SDBMS所使用。

（22）对象－关系数据库模型的具体结构●面向对象的地物要素模型：从几何方面划分地图的各种地物可抽象为：点状地物、线状地物、面状地物以及混合构成的复杂地物。

则地图M可用面向对象的方式简单表达为节点类、弧段类、多边形类。

●面向对象的属性数据模型：在关系DBMS的基础上，增加面向对象数据模型的封装、继承和信息传播等功能。

●拓扑关系与面向对象模型：通常地物之间的相邻、关联关系可以通过公共节点、公共弧段的数据共享来隐含表达。

（23）空间数据的特殊性，就需要对传统关系数据库进行必要的功能扩展，使其成为SDBMS，目前主要有两种实现技术：●数据库开发商在标准的关系数据库上扩充SQL查询语言，支持空间数据的查询，增加空间数据管理功能，如ORACLE SPA TIAL；●GIS开发商通过扩展空间数据引擎来管理图形对象，保证图形信息的完整性与一致性，动态保持图形信息的逻辑关系，支持空间分析与查询，维护图形信息的安全，以及图形数据与属性数据的连接等。

如ArcSDE+Geodatabase。

●两种技术路线的原理是一致的：利用数据库的BLOB（二进制数据块）字段来存储图形对象，并将传统的关系数据库管理系统扩展为对象—关系数据库管理方式，以此实现图形数据、属性数据的统一管理。

（24）空间数据库中，图形与属性的结合方式：图形文件形式、图形数据库、图形文件＋外挂属性数据、图形数据、属性数据一体化管理、面向对象组织方式。

目前主流的组织方式第三和第四种，最后一种是发展的趋势。

（25）空间数据引擎的概念空间数据引擎是指提供存储、查询、检索空间数据，以及对空间数据进行空间关系运算和空间分析的程序功能集合。

正是空间数据库引擎的引入，才建立了真正意义上的面向分布式的空间数据库。

（26）空间数据引擎的基本功能空间数据引擎作为客户应用和空间数据库的中间层，其具备的基本功能有以下几个方面：多用户管理；多空间数据库管理；空间数据的索引；空间关系运算和空间分析功能；GSQL 语句的解释执行。