第五章 计算机绘图原理.ppt

本章基本内容 教学重点： 1.理解计算机绘图的基本原理 2.掌握地图符号绘制的基本内容 3.掌握利用DTM绘制等高线的方法 教学内容： 1.基本图形绘制 2.地图符号的自动绘制 3.等高线的生成 4.图形显示的分层处理 二、圆和圆弧的绘制 1.绘制圆和圆弧的函数 （1）给定圆心和半径来确定圆周 （2）给定圆周上的三点来确定圆周 （3）给定圆弧的圆心、起始点和圆心角来确定圆弧 （4）给定圆弧上的三点来确定圆弧 三、曲线的绘制 多段线、折线可以分解为若干直线段表示， 复杂曲线显示的直接方法也可以通过直线段来逼近。 将离散点用直线段连接起来再拟合。 2.线状符号库的设计 （1）线长a；（2）符号宽b ；（3）周期；（4）基本图元。 DTM－DEM－三维模型 一、数字地面模型介绍 （一）DTM与DEM的概念 数字地面模型（DTM）就是一个用于表示地面特征的空间分布的数据阵列。严格地说，DTM是定义在某一区域D上的m维向量有限序列，即 （二）DEM的表示形式 规则矩形格网是将离散的原始数据点，依据插值算法归算出规则矩形格网的结点坐标。点Pij的平面坐标（Xi,Yj）可列式为： 不规则三角网:若将按地形特征采集的点按照一定的规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则三角网表示的DEM，通常称为三角网DEM或TIN。 优点：保证了三角形顶点的高程精度，这样能较好地顾及地貌特征点、线，表示复杂地形表面比矩形格网（Grid）精确。 缺点：数据量较大，数据结构较复杂，因而使用与管理也比较复杂。 二、规则矩形格网的建立 三、不规则三角网（TIN）的建立 按照“就近连接原则”，将邻近的三个离散点相连接构成初始三角形，再以这个三角形的三条边为基础连接与其临近的点组成新的三角形。为了保证DTM网格具有较高的精度，应注意构网时把地性线作为TIN中三角形的边，扩展TIN时先从地性线特征点开始。 （三）等高线的光滑 三、图形分层显示的关键技术 实现分层显示的基础是不同类型数据的编码。 在计算机显示三维图形时，采用消隐处理。消隐处理将物体上的所有线段与遮挡面进行遮挡测试，然后画出线段的可见部分。目前常用的消隐算法主要有深度缓冲区算法、扫描线算法及深度排序算法等。 再见！ §5.4、图形显示的分层处理 (一)层的概念 所谓层就是绘有地图实体的透明薄膜，同一薄膜上的实体一般具有共性，所有薄膜置于一体就是一幅完整的全要素地图。分层适用于栅格数据和矢量数据。在矢量结构中，层通常用来区分实体空间的类别，而在栅格结构中新的属性就意味着增加新的一层。 对层进行“关闭／打开”、“冻结／解冻”等操作。 (二)空间数据分层方法 1.按专题分层 按专题分层方法的基本思路是每层对应于一个地图专题，同一层上的信息具有同一种属性，有某一特定的目的或用途，这种分层方法便于专题地图的制作。 2.按地图实体类别分层 优点：便于编码处理和图形数据的管理，但在制作专题图时较为困难。 另外，还可按时间不同分层，对不同时间的地理实体进行描述，反映地理实体的变迁过程，制作有关专题地图；根据垂直厚度分层。 * 第五章 计算机绘图原理 §5.1 基本图形的绘制 1.绘制直线的函数 在图形设备上绘制直线，实质上就是按照直线的延伸方向不断地生成光点所连成的轨迹或绘出微小的线段，光点的间距及绘图笔移动的距离称为步长。 一、直线的绘制 2.绘制直线的算法 （1）逐点比较法 首先从起点开始，每一个步长的线段，判断该点位于直线的下面还是上面，决定下一步进的方向。 叛别B点的位置偏差 （2）DDA算法 设直线的起点坐标为（xA，yA），终点坐标为（xB，yB） 绘制直线的微分方程为： 令 计算出 ，从而有： θ 对于（1）.（3）两种情况，将圆心角 从起点到终点，按一定 递增，可得出圆周上均匀分布的点坐标为： 的增量 （2）、（4）两种情况，将已知的三点坐标分别代入圆方程 从而可按上式计算出圆弧上的点位坐标。 可求解出圆心 和半径 2. 绘制圆和圆弧的算法 Bresenham算法： 确定一个点与圆的相对位置的 判别函数 判断M点位置的函数 如果dO，选择E为所绘圆弧的下一点，其坐标是(xp+1，yp)。 如果d≥0，选择SE为圆弧的下一点，其坐标是(xp+1，yp-1)。 §5.2 地图符号的自动绘制 一、地图符号自动绘制的基本问题 实现地图符号的自动绘制的关键在于建立一个结构完整、功能完备、开放式的地图符号数据库。地图符号数据库一般由描述符号的符号库(数据文件)和调用符号的程序模块组成。 在实现符号化处理