《数字地图制图原理_武大吴凡版.》.pdf

数字地图制图原理 吴 凡 宋 鹰 汪汇兵 乔庆华 武汉大学 资源与环境科学学院 地图科学与地理信息工程系 二○○二年八月 前言 计算机技术的出现，对地图的生产和应用方式乃至地图的含义都产生了深刻的和变革 性的影响。数字地图的生产过程不再是模拟以往的手工操作流程，取而代之的是计算机和 现代通讯技术支持下的新的作业方式和作业要求。数字技术渗入地图生产，给古老的地图 制图学科带来了新的发展机遇，同时也提出了新的挑战，迫使地图学者重新思考地图学实 践并且更加从数量化的角度对待地图学理论的发展。在此趋势下，以数字制图技术为支撑， 出现了一些新的发展方向和研究领域，如地理信息系统、虚拟现实技术与虚拟地理环境、 地图模式识别技术、地图数据库技术、全数字化地图生产系统、智能化数字地图制图系统、 遥感图像的处理和应用、GPS技术与数字地图的结合等，使与地理信息相关的学科之间的界 限日益模糊，这对数字制图技术今后的发展有着决定性的影响。数字地图学作为地理空间 数据处理与表达的基础理论之一，对新兴的地球空间信息科学的发展具有十分重要的意义。 我校测绘和地理信息类各本科专业大多开设了数字地图制图原理课程，为此我们编写了《数 字地图制图原理》讲义以供教学参考。 本讲义共分九章，从数字地图制图的不同方面阐述了有关的基本概念和原理，以及数 字地图在决策支持中的作用。每个章节都附有必要的插图或表格帮助解释关键问题。本讲 义还提供了解决当前数字地图问题的一些算法，但没有列出程序代码或是讨论程序设计（有 关的程序代码将陆续放到我系的网站上以供本校师生下载）。 本讲义第一至第四章由吴凡、汪汇兵编写，第五章由吴凡编写，第六至第七章由吴凡、 乔庆华编写，第八、九章由宋鹰编写，最后由吴凡统、定稿。由于时间仓促和水平所限， 不当和错误之处敬请指正。 吴 凡 二○○二年八月于珞珈山 1 目 录 第 1 章 绪论 1 1.1 计算机辅助地图制图的发展 1 1.2 数字地图的数据模型观 2 1.3 地图数据处理系统 4 第 2 章 几何分析基础 6 2.1 地图与几何学的基本关系 6 2.2 地图目标 10 2.3 笛卡尔坐标系 13 2.4 矢量与矩阵 15 2.5 图形的几何变换20 2.6 点线关系 25 2.7 线与面的测量 31 2.8 本章小结 33 第 3 章 地图数据结构与数据组织 34 3.1 拓扑概念基础 34 3.2 文件结构 39 3.3 数字地图的空间结构 44 3.4 拓扑数据模型及其结构 49 3.5 剖分数据结构 68 3.6 面向对象的数据模型及其结构 72 3.7 本章小结 80 第 4 章 地图数据的获取与预处理 81 4.1 编码方法 81 4.2 测量与比例尺 83 4.3 数据获取 86 4.4 预处理 89 4.5 本章小结 99 第 5 章 数字地图的自动综合 100 5.1 地图自动综合的目的与任务 100 5.2 地图自动综合的策略与概念框架102 5.3 地图自动综合的基本方法 112