第四章 地理信息系统的基本功能辽宁工程技术大学一、数据采集辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
3
1.数据加工与处理
一,数据分类标准
二,基础原始数据的确定
三,原始数据项目的确定
四,数据标准的准确性的确定
五,数据录入表设计辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
4
一、空间数据输入
空间数据以各种形式存储，它们可能因坐标系以及承载介质等各种因素影响，不能集成在一起。因此，在空间位置相关性的前提之下，需要通过各种手段将各种数据以数字化的形式，输入到计算机中，以方便集成处理。
这里主要介绍矢量数据输入、栅格数据输入以及 DEM的生成。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
5
矢量数据输入
矢量数据输入完成以下几个功能：
– 图件的数字化处理
– 坐标系统的转换
– 矢量数据的编辑
– 拓朴关系的建立
常用的矢量数据输入方法有：
– 扫描矢量化
– 手扶数字化辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
6
手扶数字化
原始图件预处理需要做：原图转绘、原始图件接边检查等操作
参考点定义了图纸坐标与数字化板之间的相对参照关系
地图控制点用于坐标系统转换
手扶数字化及编辑工作需要熟练的操作人员
坐标变换完成图纸坐标到地理坐标的转换
切边裁除多余部分，接边要求各图幅之间的各种要素拼接完好
拼图将各子图幅合并成完整的大图幅
对于具有区性质的空间对象，需要建立拓朴关系
各种空间数据对象，根据需要添加专题属性，
如：等高线的高程值、湖（区）的名字等等原图预处理及设备准备参考点的选择地图控制点的选择手扶数字化编辑、检查坐标转换切边与接边拼图建立拓朴关系属性数据输入入库辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
7
扫描数字化
原始图件预处理需要做：原图转绘、
原始图件接边检查等操作
图像控制点标识用于坐标系统转换
自动识别完成栅格数据矢量化
坐标变换完成图像坐标到地理坐标的转换
切边裁除多余部分，接边要求各图幅之间的各种要素拼接完好
拼图将各子图幅合并成完整的大图幅
对于具有区性质的空间对象，需要建立拓朴关系
各种空间数据对象，根据需要添加专题属性，如：等高线的高程值、湖（区）
的名字等等原图预处理及设备准备控制点位标识及图件扫描图像编辑、去除噪音自动识别编辑、检查坐标转换切边与接边拼图建立拓朴关系属性数据输入入库辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
8
扫描数字化与手扶数字化比较扫描矢量化 手扶数字化工作量 小 大人员要求 简单培训 熟练技术人员精度 较高 一般输入时间 少 多编辑时间 多 少编辑时辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
9
栅格数据输入
栅格数据输入完成以下内容：
– 遥感图像的增强处理
– 地理编码及图像镶嵌
– 图幅裁切辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
10
原始图像增强处理
几种基本的图像增强处理方法
– 彩色增强：
线性扩展,假彩色合成,密度分割,..
– 空间信息增强：
边缘提取,空间滤波,..
– 变换处理：
付立叶变换、小波变换、主组分分析,..
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
11
图像的地理编码
选取控制点需要注意：
– 控制点的选择数量、分布情况、精度
– 通常选择水系交汇处，特殊情况采用明显地物
控制点的数量决定转换次数，经验值是二次，因此至少要选择 9个点以上
图像校正与重采样过程是同步进行的
重采样方法有：
– 最邻近点法
– 双线性插值
– 三次立方插值选取控制点确定转换系数图像校正及重采样入库辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
12
数据采集
一,空间图形数据的采集二,非空间属性数据的采集三,空间数据和非空间数据的连接辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
13
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
14
空间图形数据的采集（一）
1,手扶跟踪数字化输入
1） 数字化过程
2） 数字化方式
数字化有两种基本方式：流方式和点方式 。
3） 数字化仪的其它输入功能
4） 矢量到栅格数据的转换
5） 数字化的精度
6） 数据共享辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
15
空间图形数据的采集（二）
1,扫描数字化
1） 栅格扫描仪扫描
2） 栅格扫描数据到矢量的转换
3） 矢量扫描仪扫描
4） 其它类型的自动数字化仪器
① 视频数字化仪
② 解析测图仪
5） 已是数字形式的空间数据的输入
6） 其它数字形式的空间数据源
① 内插数据
② 其它数据辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
16
数字化设备种类
手扶跟踪数字化仪 （ 数字化仪 ）
简称数字化仪,是一种用来记录和跟踪地图点,
线位置的手工数字化设备
扫描数字化仪 （ 扫描仪 ）
数字化仪，又称图数转换器，是一种通过一定量测手段将图形或图像转换成数字信息的装置。常用的数字化设备有：
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
17
(1)数字化仪的幅面
根据尺寸和使用条件的不同,大致可分为两类：
小型数字化仪 (Tablet)：
A4,A3,A2；
大型数字化仪 (Digitizer)：
A1,A0,A00。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
18
数字化仪的构成
感应板 (Drawing Board)
标识器 (Pointing Device)
数字化仪的性能参数操作方式输出格式数据转换率分辨率精度辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
19
扫描仪
它是一种将地图或图像按一定的分辨率一般转换成栅格格式数据的装置。按辐射分辨率划分：
二值扫描仪、灰度扫描仪和彩色扫描仪；
按结构划分：
滚筒扫描仪、平台扫描仪和 CCD摄像机
按扫描方式划分：
栅格扫描仪、矢量扫描仪辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
20
扫描数据处理
二值化：将彩色或灰度扫描数据的像元用 1位即用 0和 1
表示 。
细化：将扫描图中的线划减细为分辨单元宽的线划 。
矢量化：将栅格数据转换为矢量数据 。
断线修复：由于扫描质量的影响或删除了某些符号造成一些矢量线不连续,连接断线即为断线修复 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
21
扫描数据处理
要素提取：选择需要的要素,
剔除不需要的要素和噪声 。
符号识别：提取出符号的特征 。
属性赋值：对矢量化的要素赋予属性特征值 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
22
2.空间数据存储
空间数据管理的目的在于建立实体的数据结构与实体之间的关系，把他们合理组织起来，便于使用
常见的数据管理有以下几种：
– 文件系统
– 数据库管理系统
– 地理空间数据库系统辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
23
文件系统
文件系统
– 常用于空间数据的存储，如 Arcinfo的
coverage,Arcview的 Shape File.
– 缺点在于：
文件格式的变化，管理程序也要发生变化，不同文件格式之间存在转换关系
文件系统通常不允许多用户访问，妨碍了数据共享辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
24
数据库管理系统（ DBMS）
DMBS提供了应用与存储之间的独立性，
常用于非空间数据的存储
优点：
– 数据能够集中控制
– 能够实现多用户访问和数据共享
– 数据独立性
– 控制数据的冗余辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
25
地理空间数据库系统
地理空间数据库是能够管理空间数据与非空间数据的系统
DMBS对于管理空间数据存在问题：
– 空间数据纪录是变长的
– 空间数据的拓朴关系难于存储
– 复杂的图形功能
– 地理信息内容复杂，空间和非空间数据共同存储辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
26
空间数据管理的解决办法
在文件系统的基础上，根据不同的模型建立独立的数据管理服务
在 DBMS的基础上，开发附加软件，用于存储空间数据与空间关系，利用 DBMS存储非空间属性
以 DBMS为核心，进行适当的扩充，使其能够完成空间数据的一些要求
重新设计能够进行综合处理的空间数据库系统辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
27
实例分析
以现有全国 1,100万数据为底图,将光缆主干线路,节点站,中继站直接描述到 1：
100万数据上,以节点站,中继站为分段依据,将光缆主线路分为若干小段,给每段建立相应的关键字,制作成包含有光缆主网拓扑数据的全国 l,100万基础地理数据库 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
28
数据制作整体框架
3,1系统对数据的需求
1,数据要能在宏观上表现光缆主干线路,并提供一定的地物作为参照 。
2,为满足系统功能的实现,1,2000
光缆线路数据必须是无缝连接 。
3,数据格式应为矢量格式 。
4,提供满足系统要求的属性数据 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
29
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
30
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
31
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
32
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
33
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
34
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
35
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
36
图形编辑功能
对空间数据 (图形数据 )的编辑
1.图形编辑 2.拓扑关系生成
3.图形修饰与几何计算
3.空间数据管理辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
37
对图形数据的编辑
对空间实体的增加，删除，修改和存储
点状图层
线状图层
面状图层辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
38
对属性数据的编辑
一般而言，属性数据较为规范，适应于采用表格形式表示，所以许多 GIS都采用关系数据库管理系统管理属性数据。通常的关系数据库管理系统 (RDBMs)都为用户提供了 —套功能很强的数据编辑和数据库查询语言，即通常所说的 SQL(结构化查询语言 )。系统设计人员可以适当组织 SQL语言，建立友好用户界面，以方便用户对届性数据的输入、编辑辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
39
4.空间查询目前大多数成熟的商品化地理信息系统软件的查询功能都可完美地实现对空间实体的简单查找，如根据鼠标所指的空间位置，系统可查找出该位置的空间实体和空间范围（由若干个空间实体组成）以及它们的属性，并显示出该空间对象的属性列表，并可以进行有关统计分析。
该查询工作可分为两步：首先借助于空间索引，
在空间数据库中快速检索出被选空间实体；然后，根据空间数据和属性数据的连接即可得到该空间实体的属性列表。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
40
基于属性特征查询 (SQL)
一般来说，基于属性信息的查询操作主要是在属性数据库中完成的。目前大多数的地理信息系统软件都将属性信息存储在关系数据库中，而发展成熟的关系数据库又为我们提供了完备的数据索引方法及信息查询手段。几乎所有的关系数据库管理系统都支持标准的结构化查询语言。利用
SQL,我们可以在属性数据库中很方便地实现属性信息的复合条件查询，筛选出满足条件的空间实体的标识值，再到空间数据库中根据标识值检索到该空间实体。
空间查询辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
41
基于属性的查询辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
42
基于空间关系的查询（ GSQL）
空间实体间有着许多空间关系（包括拓扑、顺序、
度量等关系）。在实际应用过程中，用户往往希望地理信息系统提供一些更能直接计算空间实体关系的功能，如用户希望查询出满足如下条件的城市：
A在某条铁路的东部； B距离该铁路不超过 30公里；
C城市人口大于 70万； D城市选择区域是特定的多边形。整个查询计算涉及了空间顺序关系（铁路东部）、空间距离关系（距离该铁路不超过 30
公里）、空间拓扑关系（被选城市在特定的选择区域之内）、属性信息查询（城市人口大于 70
万）。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
43
基于空间关系的查询辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
44
5.数据可视化与制图人们常说，一幅图胜过千言万语，指的是地图所包含的信息十分丰富。在空间信息系统中，如何将空间信息的丰富语义表现出来呢？通常的手段是：
文字注记（标注）＋ 图例表示 ＋ 专题表现＋ 专题制图文字注记：对空间实体进行简要的说明，如名字、分类等。
图例表示：用特定的图形符号（包括大小、颜色等）来表示空间实体的分类、属性、统计等信息。
专题表现：利用各种手段（颜色、直方图、饼图等）来表示面状实体的分类、属性、统计等信息。
专题制图：通过多种制图单元（如多图层叠加、鸟瞰图、
附属图、表格、说明文字、指北针、图名、图框、比例尺等等）来表现各种空间信息。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
45
5.1地图的符号地图符号 （ Symbol） 是地图的语言,它是表达地图内容的基本手段 。 地图符号是由形状不同,大小不一和色彩有别的图形和文字组成,注记是地图符号的一个重要部分,它也有形状,尺寸和颜色之区别 。 就单个符号而言,它可以表示事物的空间位置,大小,质量和数量特征；就同类符号而言,可以反映各类要素的分布特点；而各类符号的总和,则可以表明各要素之间的相互关系及区域总体特征 。
地图符号可以指出目标种类（如公路）及其数量特征和质量特征（如公路行车部分的铺面种类和宽度），并且可以确定对象的空间位置和现象的分布（如人口密度等）。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
46
地图符号的分类
1） 按照符号的定位情况分类可以将符号分为定位符号和说明符号 。
定位符号是指图上有确定位置,一般不能任意移动的符号,如河流,居民地及边界等,地图上的符号大部分都属于这一类；
说明符号是指为了说明事物的质量和数量特征而附加的一类符号,它通常是依附于定位符号而存在的,如说明森林树种的符号等 。 它们在图上配置于地类界范围内,但都没有定位意义 。
2） 按照符号所代表的客观事物分布状况分类可以把符号分为面状符号,点状符号和线状符号 。
面状符号是一种能按地图比例尺表示出事物分布范围的符号 。 面状符号是用轮廓线 （ 实线,虚线或点线 ） 表示事物的分布范围,其形状与事物的平面图形相似,轮廓线内加绘颜色或说明符号以表示它的性质和数量,
并可以从图上量测其长度,宽度和面积,一般又把这种符号称为依比例符号 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
47
面状符号面状符号是一种能按地图比例尺表示出事物分布范围的符号 。 面状符号是用轮廓线 （ 实线,虚线或点线 ） 表示事物的分布范围,其形状与事物的平面图形相似,轮廓线内加绘颜色或说明符号以表示它的性质和数量,
并可以从图上量测其长度,宽度和面积,一般又把这种符号称为依比例符号 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
48
点符号点状符号是一种表达不能依比例尺表示的小面积事物 （ 如油库等 ） 和点状 （ 如控制点 ） 所采用的符号 。 点状符号的形状和颜色表示事物的性质,
点状符号的大小通常反映事物的等级或数量特征,但是符号的大小与形状与地图比例尺无关,它只具有定位意义,一般又称这种符号为不依比例尺符号 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
49
线状符号线状符号是一种表达呈线状或带状延伸分布事物的符号,如河流,其长度能按比例尺表示,而宽度一般不能按比例尺表示,需要进行适当的夸大 。 因而,线状符号的形状和颜色表示事物的质量特征,其宽度往往反映事物的等级或数值 。 这类符号能表示事物的分布位置,延伸形态和长度,但不能表示其宽度,一般又称为半依比例符号 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
50
地图符号的系统化与感受效果地图符号使用了不同的视觉变量,如尺寸,形状,灰度,纹理,方向和颜色等,
实现了不同的感受效果 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
51
地图上的注记
1） 文字注记 说明各种事物的专有名称,如居民点名称；
2） 说明注记 用来说明各种事物的种类,性质或特征,用于补充图形符号的不足,
它常用简注表示；
3） 数字注记 用来说明某些事物的数量特征,如高程等 。
图表示了点,线,面注记的不同配置方式辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
52
文字注记 并不是自然界的组成部分，但它是地图的重要组成部分。文字注记包括名称注记（说明空间实体专有的名称）、说明注记（说明空间实体的种类、属性和特征等）和数字注记（说明空间实体的数量特征，如高度）三种。
在地图上加入文字注记要注重美观性，需要考虑文字注记的字体、大小、颜色、位置等。
从某种意义上看，文字注记除了可以对地图进行补充外，
它还可以用于辅助定位。
示例辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
53
图例图例 是地图的语言，是表达地图内容的基本手段。图例是由 形状不同、大小不一和色彩有别的 图形和文字组成。
就单个图例而言，它可以表示空间实体的位置、大小、质量和数量等特征；就同类图例而言，可以反映空间实体的分布特点；而各类图例的总和，则可以表现空间实体之间的相互关系及区域的总体特征。
根据空间实体的类型，图例一般分为点、线、面三种。
一般空间信息系统平台都提供了 图例编辑器 以制作各种图例。
示例辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
54
5.2专题信息表现专题地图是突出地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。按内容可分为三大类：自然地图、社会经济地图和其他专题地图。
在专题地图中，各种制图对象的基本形状是由点、线、
面及其过渡形态组成的，并以此反映现象的分布特点、
现象的变化时刻、质量和数量的特征及综合特征。因此，
在选择表示方法时，既可以根据专题制图对象的分布方式进行选择，也可以按它们的分布特点进行选择。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
55
专题表示方法面状实体由于它具有一定的面积，因此其信息的表达方式就更加丰富。除了用图例表示之外，还有很多其他的 专题表示 方法，包括：
等值线法：表示一个面实体内某种属性的密度分布
点值法：表示一个面实体内某种属性的密度分布
质底法：用不同底色表示不同面实体的属性
范围法：用附加区域表示面实体及其之间的属性
图例法：用点或线图例表示一个面实体内的属性
动线法：用闪烁、流动的线（箭头线）来表示动态属性
统计图法：用直方图、饼图表示统计信息
DEM法：用三维的方式表现属性辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
56
等值线法等值线指在地图上通过表示一种现象的数量指标的一些等值点的曲线，如等高线、等温线。等值线法宜用于表示地面上连续分布而逐渐变化的现象，并说明这种现象在地图上任一点的数值或强度。等值线的数值间隔原则上最好是一个常数，以便判断现象变化的急剧或和缓，但也有例外。等值线间隔的大小首先决定于现象的数值变化范围，变化范围越大（以等高线为例，地貌高程变化越大），间隔也越大，反之亦然。如果根据等值线分层设色，颜色应由浅色逐渐加深，或由寒色逐渐过渡到暖色，这样可以提高地图的表现力。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
57
质底法质底法又名底色法，用于将区域划分为质量相同的地段。
由于质底法广泛应用各种颜色,所以有时称之为底色法 。 首先按现象的性质进行分类或分区,制成图例,在地图上绘出各分类界线,然后把同类现象或属于同一区划的现象绘成同一颜色或同一的晕纹 。 这种方法可以用于表示地表面上的连续面状现象 （ 如气象现象 ）,大面积分布的现象 （ 如土壤覆盖 ）
或大量分布的现象 （ 如人口 ） 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
58
范围法范围法又名区域法，用于表示某种现象在一定范围内的分布。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
59
点值法点值法是在图上用小点表示现象的分布和数量，它适用于表示分布不均匀的现象。从图上点的疏密就可看出现象的集中或分散的程度。布点时要确定点的大小及其代表的值，在最稠密的地方，点可以近于紧接但不能重迭，在最稀疏的地方，也有点的表示；在其他地方，则依比例显示出点的疏密。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
60
符号法符号法就是用各种不同形状、大小和颜色的符号表示现象的分布及其数量特征和质量特征。通常以符号的大小表示数量的差别，形状和颜色表示质量的差别，而将符号绘在现象所在的位置上。符号法可分为个体符号法和和线状符号法。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
61
动线法动线法一般是用箭形符号表示现象的运动路线和方向,
如人口迁移路线,洋流和货运路线等 。 箭头和箭体上部的方向应保持一致,箭头的两翼应保持对称 。 箭形的粗细或宽度表示洋流的速度强度或货运的数量；箭形的长短表示风向,洋流的稳定性；首尾衔接的箭形表示运动的路线,动线法表示面状事物的移动 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
62
统计图法统计图法一般根据编图区域内各区划单位或典型地点的统计资料,用地图形式表达出来 。 可以分为图形统计图法,分级统计图法和定位统计图法三种 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
63
5.3制图综合制图综合 是从已有的地图数据中对空间实体进行取舍和简化，形成新的概括性地图。取舍和简化要根据地图的用途和地图比例尺进行，把最主要的实体的基本轮廓、主要特征和基本规律反映到新的地图上。制图综合围绕着几何性和地理性两个方面进行：
几何性：对空间实体的几何形状、大小进行简化。
地理性：根据专题内容需要，对空间实体进行舍弃和类型更换。
制图综合一般是针对大比例尺地图进行的，以获得小比例尺图。影响制图综合的因素包括：地图比例尺、地图的专题和用途、制图区域的地理特征等。制图综合目前只处于探索阶段。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
64
示例制图单元包括：
图层内容、鸟瞰图、附属图、表格、说明文字、
指北针、图名、
图框、比例尺等辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
65
5.4地图可视化可视化对现代地图学的发展有着极其重要的作用,虽然对其理解还有着一定的分歧 。 Taylor强调了计算机技术基础支持下的地图可视化,并认为可视化包括交流与认知分析 。
MacEachren则强调交流与可视化在地图学中的应用,而不是地图的技术制作,并把可视化与交流作为并列的两个要素 。 地图可视化虚拟地图理论信息表达交流模型地理视觉认知决策模型技术动态地图交互交融地图超地图辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
66
地学可视化研究框架可视化来源于科学计算可视化,带有浓厚的计算机技术特征 。 可视化与传统的地图学相互作用并融合,从而扩展了可视化本身的内涵 。 地学可视化除了技术特征外,还应建立起其理论范式 。
计算机可视化地球系统地学可视化地学多维图解虚拟地理环境虚拟现实 + 网络技术地球系统专题应用领域可视化 （如海洋、大气、地质、城市、社会经济等）
地图可视化 G I S 可视化辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
67
虚拟地理环境虚拟地理环境 是试图综合利用各种空间信息技术及计算机科学技术（包括数据的获取、表达、组织、空间分析、
可视化、虚拟现实等）在计算机中真实再现或更加直观地表现我们所生存的地理空间中的各种信息，使得使用者能够方便地浏览和操作各种空间信息。
从目前来看，虚拟地理环境还只是一个遥远的梦。但有关空间信息的二维显示、三维仿真、时态模拟等方面都取得了很大的进展，都达到了一定的实用水平。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
68
比如，可以设想一个小孩来到地方博物馆的一个数字地球陈列室，当她戴上头盔显示器，她将看到就象是出现在空中的地球。使用,数据手套,,她开始放大景物，伴随越来越高的分辨率，她会看到大洲，随之是区域、国家、城市、最后是房屋、树木以及其它各种自然和人造物体。在发现自己特别感兴趣的某地块时，她可乘上,魔毯,,即通过地面三维图像显示去深入查看。当然，
地块信息只是她可以了解的多种信息中的一种。使用数字地球系统的声音识别装置，小孩还可以询问有关土地覆盖、植物和动物种类的分布、实时的气候、
道路、行政区线，以及人口等方面的文本信息。在这里，她还可以看到自己以及世界各地的学生们为,全球项目,收集的环境信息。这些信息可以无缝地融入数字地图或地面数据里。用数据手套继续向超连结部分敲击，她还可以获得更多的有关她所见物体的信息。比如，为了准备全家去国家黄石公园渡假，她策划一个完美的步行旅游，去观看刚从书中读到的喷泉、北美野牛和巨角岩羊。
甚至在离开她家乡的地方博物馆之前，她就可以把要去步行旅游的地方从头到尾地浏览一遍。
她不仅可以跨越不同的空间，也可以在时间线上奔驰。为了去参观卢浮尔宫，她先在巴黎作了一番虚拟旅游之后，又通过细读重叠在数字地球表面上的数字化地图、时事摘要、传说、报纸以及其它第一手材料，她便回到过去，了解法国历史。她会把其中一些信息转送到自己的 Email库里，等着以后研读。这条时间线可伸回很远，从数日、数年、数世纪甚至到地质纪元，去了解恐龙的情况。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
69
6制图输出
1,1） 点阵打印机点阵打印机是最简单的栅格打印机,适用于对输出质量要求不高,节约成本的情形 。
1,2） 喷墨打印机与普通点阵打印机相比,喷墨绘图仪可以打印幅面更大,质量更高的地图,目前高质量的喷墨绘图仪输出精度可以超过 1000DPI。
1,3） 静电绘图仪主要用于输出大幅面 （ 超过 2m） 的地图 。
1,4） 激光打印机目前黑白激光打印机主要用于输出文本,也可用来打印灰度图形,彩色激光打印机可以用于打印高质量的地图 。
1,5） 激光绘图仪激光绘图仪可以达到非常高的分辨率 （ 2000DPI）,用于打印大幅面地图 。
1,6） 热蜡 （ 热转印 ） 打印机热蜡打印机可以打印更亮,对比度更强的图像 。
1,7） 热升华打印机热升华打印机机理是将颜料加热升华为气态,并输出到纸面上,热升华使得每个输出稍微模糊,适合于输出照片,图像等,但是不适于打印文字 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
70
6、其他空间服务所谓其他空间服务指的是由于计算机科学技术的发展而带来的一般的信息系统功能变化（包括服务功能的增加和提供服务方式的变化），由于空间信息及其服务的特殊性，其要求也有所不同。比如：
分布式空间数据导航与获取；
空间数据仓库与空间数据挖掘；
空间数据和服务的共享和互操作；
空间服务的协同；
基于位置的服务（ Location-based Services）；
…
第四章基本功能
3
1.数据加工与处理
一,数据分类标准
二,基础原始数据的确定
三,原始数据项目的确定
四,数据标准的准确性的确定
五,数据录入表设计辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
4
一、空间数据输入
空间数据以各种形式存储，它们可能因坐标系以及承载介质等各种因素影响，不能集成在一起。因此，在空间位置相关性的前提之下，需要通过各种手段将各种数据以数字化的形式，输入到计算机中，以方便集成处理。
这里主要介绍矢量数据输入、栅格数据输入以及 DEM的生成。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
5
矢量数据输入
矢量数据输入完成以下几个功能：
– 图件的数字化处理
– 坐标系统的转换
– 矢量数据的编辑
– 拓朴关系的建立
常用的矢量数据输入方法有：
– 扫描矢量化
– 手扶数字化辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
6
手扶数字化
原始图件预处理需要做：原图转绘、原始图件接边检查等操作
参考点定义了图纸坐标与数字化板之间的相对参照关系
地图控制点用于坐标系统转换
手扶数字化及编辑工作需要熟练的操作人员
坐标变换完成图纸坐标到地理坐标的转换
切边裁除多余部分，接边要求各图幅之间的各种要素拼接完好
拼图将各子图幅合并成完整的大图幅
对于具有区性质的空间对象，需要建立拓朴关系
各种空间数据对象，根据需要添加专题属性，
如：等高线的高程值、湖（区）的名字等等原图预处理及设备准备参考点的选择地图控制点的选择手扶数字化编辑、检查坐标转换切边与接边拼图建立拓朴关系属性数据输入入库辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
7
扫描数字化
原始图件预处理需要做：原图转绘、
原始图件接边检查等操作
图像控制点标识用于坐标系统转换
自动识别完成栅格数据矢量化
坐标变换完成图像坐标到地理坐标的转换
切边裁除多余部分，接边要求各图幅之间的各种要素拼接完好
拼图将各子图幅合并成完整的大图幅
对于具有区性质的空间对象，需要建立拓朴关系
各种空间数据对象，根据需要添加专题属性，如：等高线的高程值、湖（区）
的名字等等原图预处理及设备准备控制点位标识及图件扫描图像编辑、去除噪音自动识别编辑、检查坐标转换切边与接边拼图建立拓朴关系属性数据输入入库辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
8
扫描数字化与手扶数字化比较扫描矢量化 手扶数字化工作量 小 大人员要求 简单培训 熟练技术人员精度 较高 一般输入时间 少 多编辑时间 多 少编辑时辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
9
栅格数据输入
栅格数据输入完成以下内容：
– 遥感图像的增强处理
– 地理编码及图像镶嵌
– 图幅裁切辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
10
原始图像增强处理
几种基本的图像增强处理方法
– 彩色增强：
线性扩展,假彩色合成,密度分割,..
– 空间信息增强：
边缘提取,空间滤波,..
– 变换处理：
付立叶变换、小波变换、主组分分析,..
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
11
图像的地理编码
选取控制点需要注意：
– 控制点的选择数量、分布情况、精度
– 通常选择水系交汇处，特殊情况采用明显地物
控制点的数量决定转换次数，经验值是二次，因此至少要选择 9个点以上
图像校正与重采样过程是同步进行的
重采样方法有：
– 最邻近点法
– 双线性插值
– 三次立方插值选取控制点确定转换系数图像校正及重采样入库辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
12
数据采集
一,空间图形数据的采集二,非空间属性数据的采集三,空间数据和非空间数据的连接辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
13
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
14
空间图形数据的采集（一）
1,手扶跟踪数字化输入
1） 数字化过程
2） 数字化方式
数字化有两种基本方式：流方式和点方式 。
3） 数字化仪的其它输入功能
4） 矢量到栅格数据的转换
5） 数字化的精度
6） 数据共享辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
15
空间图形数据的采集（二）
1,扫描数字化
1） 栅格扫描仪扫描
2） 栅格扫描数据到矢量的转换
3） 矢量扫描仪扫描
4） 其它类型的自动数字化仪器
① 视频数字化仪
② 解析测图仪
5） 已是数字形式的空间数据的输入
6） 其它数字形式的空间数据源
① 内插数据
② 其它数据辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
16
数字化设备种类
手扶跟踪数字化仪 （ 数字化仪 ）
简称数字化仪,是一种用来记录和跟踪地图点,
线位置的手工数字化设备
扫描数字化仪 （ 扫描仪 ）
数字化仪，又称图数转换器，是一种通过一定量测手段将图形或图像转换成数字信息的装置。常用的数字化设备有：
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
17
(1)数字化仪的幅面
根据尺寸和使用条件的不同,大致可分为两类：
小型数字化仪 (Tablet)：
A4,A3,A2；
大型数字化仪 (Digitizer)：
A1,A0,A00。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
18
数字化仪的构成
感应板 (Drawing Board)
标识器 (Pointing Device)
数字化仪的性能参数操作方式输出格式数据转换率分辨率精度辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
19
扫描仪
它是一种将地图或图像按一定的分辨率一般转换成栅格格式数据的装置。按辐射分辨率划分：
二值扫描仪、灰度扫描仪和彩色扫描仪；
按结构划分：
滚筒扫描仪、平台扫描仪和 CCD摄像机
按扫描方式划分：
栅格扫描仪、矢量扫描仪辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
20
扫描数据处理
二值化：将彩色或灰度扫描数据的像元用 1位即用 0和 1
表示 。
细化：将扫描图中的线划减细为分辨单元宽的线划 。
矢量化：将栅格数据转换为矢量数据 。
断线修复：由于扫描质量的影响或删除了某些符号造成一些矢量线不连续,连接断线即为断线修复 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
21
扫描数据处理
要素提取：选择需要的要素,
剔除不需要的要素和噪声 。
符号识别：提取出符号的特征 。
属性赋值：对矢量化的要素赋予属性特征值 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
22
2.空间数据存储
空间数据管理的目的在于建立实体的数据结构与实体之间的关系，把他们合理组织起来，便于使用
常见的数据管理有以下几种：
– 文件系统
– 数据库管理系统
– 地理空间数据库系统辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
23
文件系统
文件系统
– 常用于空间数据的存储，如 Arcinfo的
coverage,Arcview的 Shape File.
– 缺点在于：
文件格式的变化，管理程序也要发生变化，不同文件格式之间存在转换关系
文件系统通常不允许多用户访问，妨碍了数据共享辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
24
数据库管理系统（ DBMS）
DMBS提供了应用与存储之间的独立性，
常用于非空间数据的存储
优点：
– 数据能够集中控制
– 能够实现多用户访问和数据共享
– 数据独立性
– 控制数据的冗余辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
25
地理空间数据库系统
地理空间数据库是能够管理空间数据与非空间数据的系统
DMBS对于管理空间数据存在问题：
– 空间数据纪录是变长的
– 空间数据的拓朴关系难于存储
– 复杂的图形功能
– 地理信息内容复杂，空间和非空间数据共同存储辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
26
空间数据管理的解决办法
在文件系统的基础上，根据不同的模型建立独立的数据管理服务
在 DBMS的基础上，开发附加软件，用于存储空间数据与空间关系，利用 DBMS存储非空间属性
以 DBMS为核心，进行适当的扩充，使其能够完成空间数据的一些要求
重新设计能够进行综合处理的空间数据库系统辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
27
实例分析
以现有全国 1,100万数据为底图,将光缆主干线路,节点站,中继站直接描述到 1：
100万数据上,以节点站,中继站为分段依据,将光缆主线路分为若干小段,给每段建立相应的关键字,制作成包含有光缆主网拓扑数据的全国 l,100万基础地理数据库 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
28
数据制作整体框架
3,1系统对数据的需求
1,数据要能在宏观上表现光缆主干线路,并提供一定的地物作为参照 。
2,为满足系统功能的实现,1,2000
光缆线路数据必须是无缝连接 。
3,数据格式应为矢量格式 。
4,提供满足系统要求的属性数据 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
29
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
30
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
31
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
32
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
33
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
34
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
35
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
36
图形编辑功能
对空间数据 (图形数据 )的编辑
1.图形编辑 2.拓扑关系生成
3.图形修饰与几何计算
3.空间数据管理辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
37
对图形数据的编辑
对空间实体的增加，删除，修改和存储
点状图层
线状图层
面状图层辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
38
对属性数据的编辑
一般而言，属性数据较为规范，适应于采用表格形式表示，所以许多 GIS都采用关系数据库管理系统管理属性数据。通常的关系数据库管理系统 (RDBMs)都为用户提供了 —套功能很强的数据编辑和数据库查询语言，即通常所说的 SQL(结构化查询语言 )。系统设计人员可以适当组织 SQL语言，建立友好用户界面，以方便用户对届性数据的输入、编辑辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
39
4.空间查询目前大多数成熟的商品化地理信息系统软件的查询功能都可完美地实现对空间实体的简单查找，如根据鼠标所指的空间位置，系统可查找出该位置的空间实体和空间范围（由若干个空间实体组成）以及它们的属性，并显示出该空间对象的属性列表，并可以进行有关统计分析。
该查询工作可分为两步：首先借助于空间索引，
在空间数据库中快速检索出被选空间实体；然后，根据空间数据和属性数据的连接即可得到该空间实体的属性列表。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
40
基于属性特征查询 (SQL)
一般来说，基于属性信息的查询操作主要是在属性数据库中完成的。目前大多数的地理信息系统软件都将属性信息存储在关系数据库中，而发展成熟的关系数据库又为我们提供了完备的数据索引方法及信息查询手段。几乎所有的关系数据库管理系统都支持标准的结构化查询语言。利用
SQL,我们可以在属性数据库中很方便地实现属性信息的复合条件查询，筛选出满足条件的空间实体的标识值，再到空间数据库中根据标识值检索到该空间实体。
空间查询辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
41
基于属性的查询辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
42
基于空间关系的查询（ GSQL）
空间实体间有着许多空间关系（包括拓扑、顺序、
度量等关系）。在实际应用过程中，用户往往希望地理信息系统提供一些更能直接计算空间实体关系的功能，如用户希望查询出满足如下条件的城市：
A在某条铁路的东部； B距离该铁路不超过 30公里；
C城市人口大于 70万； D城市选择区域是特定的多边形。整个查询计算涉及了空间顺序关系（铁路东部）、空间距离关系（距离该铁路不超过 30
公里）、空间拓扑关系（被选城市在特定的选择区域之内）、属性信息查询（城市人口大于 70
万）。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
43
基于空间关系的查询辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
44
5.数据可视化与制图人们常说，一幅图胜过千言万语，指的是地图所包含的信息十分丰富。在空间信息系统中，如何将空间信息的丰富语义表现出来呢？通常的手段是：
文字注记（标注）＋ 图例表示 ＋ 专题表现＋ 专题制图文字注记：对空间实体进行简要的说明，如名字、分类等。
图例表示：用特定的图形符号（包括大小、颜色等）来表示空间实体的分类、属性、统计等信息。
专题表现：利用各种手段（颜色、直方图、饼图等）来表示面状实体的分类、属性、统计等信息。
专题制图：通过多种制图单元（如多图层叠加、鸟瞰图、
附属图、表格、说明文字、指北针、图名、图框、比例尺等等）来表现各种空间信息。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
45
5.1地图的符号地图符号 （ Symbol） 是地图的语言,它是表达地图内容的基本手段 。 地图符号是由形状不同,大小不一和色彩有别的图形和文字组成,注记是地图符号的一个重要部分,它也有形状,尺寸和颜色之区别 。 就单个符号而言,它可以表示事物的空间位置,大小,质量和数量特征；就同类符号而言,可以反映各类要素的分布特点；而各类符号的总和,则可以表明各要素之间的相互关系及区域总体特征 。
地图符号可以指出目标种类（如公路）及其数量特征和质量特征（如公路行车部分的铺面种类和宽度），并且可以确定对象的空间位置和现象的分布（如人口密度等）。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
46
地图符号的分类
1） 按照符号的定位情况分类可以将符号分为定位符号和说明符号 。
定位符号是指图上有确定位置,一般不能任意移动的符号,如河流,居民地及边界等,地图上的符号大部分都属于这一类；
说明符号是指为了说明事物的质量和数量特征而附加的一类符号,它通常是依附于定位符号而存在的,如说明森林树种的符号等 。 它们在图上配置于地类界范围内,但都没有定位意义 。
2） 按照符号所代表的客观事物分布状况分类可以把符号分为面状符号,点状符号和线状符号 。
面状符号是一种能按地图比例尺表示出事物分布范围的符号 。 面状符号是用轮廓线 （ 实线,虚线或点线 ） 表示事物的分布范围,其形状与事物的平面图形相似,轮廓线内加绘颜色或说明符号以表示它的性质和数量,
并可以从图上量测其长度,宽度和面积,一般又把这种符号称为依比例符号 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
47
面状符号面状符号是一种能按地图比例尺表示出事物分布范围的符号 。 面状符号是用轮廓线 （ 实线,虚线或点线 ） 表示事物的分布范围,其形状与事物的平面图形相似,轮廓线内加绘颜色或说明符号以表示它的性质和数量,
并可以从图上量测其长度,宽度和面积,一般又把这种符号称为依比例符号 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
48
点符号点状符号是一种表达不能依比例尺表示的小面积事物 （ 如油库等 ） 和点状 （ 如控制点 ） 所采用的符号 。 点状符号的形状和颜色表示事物的性质,
点状符号的大小通常反映事物的等级或数量特征,但是符号的大小与形状与地图比例尺无关,它只具有定位意义,一般又称这种符号为不依比例尺符号 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
49
线状符号线状符号是一种表达呈线状或带状延伸分布事物的符号,如河流,其长度能按比例尺表示,而宽度一般不能按比例尺表示,需要进行适当的夸大 。 因而,线状符号的形状和颜色表示事物的质量特征,其宽度往往反映事物的等级或数值 。 这类符号能表示事物的分布位置,延伸形态和长度,但不能表示其宽度,一般又称为半依比例符号 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
50
地图符号的系统化与感受效果地图符号使用了不同的视觉变量,如尺寸,形状,灰度,纹理,方向和颜色等,
实现了不同的感受效果 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
51
地图上的注记
1） 文字注记 说明各种事物的专有名称,如居民点名称；
2） 说明注记 用来说明各种事物的种类,性质或特征,用于补充图形符号的不足,
它常用简注表示；
3） 数字注记 用来说明某些事物的数量特征,如高程等 。
图表示了点,线,面注记的不同配置方式辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
52
文字注记 并不是自然界的组成部分，但它是地图的重要组成部分。文字注记包括名称注记（说明空间实体专有的名称）、说明注记（说明空间实体的种类、属性和特征等）和数字注记（说明空间实体的数量特征，如高度）三种。
在地图上加入文字注记要注重美观性，需要考虑文字注记的字体、大小、颜色、位置等。
从某种意义上看，文字注记除了可以对地图进行补充外，
它还可以用于辅助定位。
示例辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
53
图例图例 是地图的语言，是表达地图内容的基本手段。图例是由 形状不同、大小不一和色彩有别的 图形和文字组成。
就单个图例而言，它可以表示空间实体的位置、大小、质量和数量等特征；就同类图例而言，可以反映空间实体的分布特点；而各类图例的总和，则可以表现空间实体之间的相互关系及区域的总体特征。
根据空间实体的类型，图例一般分为点、线、面三种。
一般空间信息系统平台都提供了 图例编辑器 以制作各种图例。
示例辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
54
5.2专题信息表现专题地图是突出地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。按内容可分为三大类：自然地图、社会经济地图和其他专题地图。
在专题地图中，各种制图对象的基本形状是由点、线、
面及其过渡形态组成的，并以此反映现象的分布特点、
现象的变化时刻、质量和数量的特征及综合特征。因此，
在选择表示方法时，既可以根据专题制图对象的分布方式进行选择，也可以按它们的分布特点进行选择。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
55
专题表示方法面状实体由于它具有一定的面积，因此其信息的表达方式就更加丰富。除了用图例表示之外，还有很多其他的 专题表示 方法，包括：
等值线法：表示一个面实体内某种属性的密度分布
点值法：表示一个面实体内某种属性的密度分布
质底法：用不同底色表示不同面实体的属性
范围法：用附加区域表示面实体及其之间的属性
图例法：用点或线图例表示一个面实体内的属性
动线法：用闪烁、流动的线（箭头线）来表示动态属性
统计图法：用直方图、饼图表示统计信息
DEM法：用三维的方式表现属性辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
56
等值线法等值线指在地图上通过表示一种现象的数量指标的一些等值点的曲线，如等高线、等温线。等值线法宜用于表示地面上连续分布而逐渐变化的现象，并说明这种现象在地图上任一点的数值或强度。等值线的数值间隔原则上最好是一个常数，以便判断现象变化的急剧或和缓，但也有例外。等值线间隔的大小首先决定于现象的数值变化范围，变化范围越大（以等高线为例，地貌高程变化越大），间隔也越大，反之亦然。如果根据等值线分层设色，颜色应由浅色逐渐加深，或由寒色逐渐过渡到暖色，这样可以提高地图的表现力。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
57
质底法质底法又名底色法，用于将区域划分为质量相同的地段。
由于质底法广泛应用各种颜色,所以有时称之为底色法 。 首先按现象的性质进行分类或分区,制成图例,在地图上绘出各分类界线,然后把同类现象或属于同一区划的现象绘成同一颜色或同一的晕纹 。 这种方法可以用于表示地表面上的连续面状现象 （ 如气象现象 ）,大面积分布的现象 （ 如土壤覆盖 ）
或大量分布的现象 （ 如人口 ） 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
58
范围法范围法又名区域法，用于表示某种现象在一定范围内的分布。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
59
点值法点值法是在图上用小点表示现象的分布和数量，它适用于表示分布不均匀的现象。从图上点的疏密就可看出现象的集中或分散的程度。布点时要确定点的大小及其代表的值，在最稠密的地方，点可以近于紧接但不能重迭，在最稀疏的地方，也有点的表示；在其他地方，则依比例显示出点的疏密。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
60
符号法符号法就是用各种不同形状、大小和颜色的符号表示现象的分布及其数量特征和质量特征。通常以符号的大小表示数量的差别，形状和颜色表示质量的差别，而将符号绘在现象所在的位置上。符号法可分为个体符号法和和线状符号法。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
61
动线法动线法一般是用箭形符号表示现象的运动路线和方向,
如人口迁移路线,洋流和货运路线等 。 箭头和箭体上部的方向应保持一致,箭头的两翼应保持对称 。 箭形的粗细或宽度表示洋流的速度强度或货运的数量；箭形的长短表示风向,洋流的稳定性；首尾衔接的箭形表示运动的路线,动线法表示面状事物的移动 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
62
统计图法统计图法一般根据编图区域内各区划单位或典型地点的统计资料,用地图形式表达出来 。 可以分为图形统计图法,分级统计图法和定位统计图法三种 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
63
5.3制图综合制图综合 是从已有的地图数据中对空间实体进行取舍和简化，形成新的概括性地图。取舍和简化要根据地图的用途和地图比例尺进行，把最主要的实体的基本轮廓、主要特征和基本规律反映到新的地图上。制图综合围绕着几何性和地理性两个方面进行：
几何性：对空间实体的几何形状、大小进行简化。
地理性：根据专题内容需要，对空间实体进行舍弃和类型更换。
制图综合一般是针对大比例尺地图进行的，以获得小比例尺图。影响制图综合的因素包括：地图比例尺、地图的专题和用途、制图区域的地理特征等。制图综合目前只处于探索阶段。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
64
示例制图单元包括：
图层内容、鸟瞰图、附属图、表格、说明文字、
指北针、图名、
图框、比例尺等辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
65
5.4地图可视化可视化对现代地图学的发展有着极其重要的作用,虽然对其理解还有着一定的分歧 。 Taylor强调了计算机技术基础支持下的地图可视化,并认为可视化包括交流与认知分析 。
MacEachren则强调交流与可视化在地图学中的应用,而不是地图的技术制作,并把可视化与交流作为并列的两个要素 。 地图可视化虚拟地图理论信息表达交流模型地理视觉认知决策模型技术动态地图交互交融地图超地图辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
66
地学可视化研究框架可视化来源于科学计算可视化,带有浓厚的计算机技术特征 。 可视化与传统的地图学相互作用并融合,从而扩展了可视化本身的内涵 。 地学可视化除了技术特征外,还应建立起其理论范式 。
计算机可视化地球系统地学可视化地学多维图解虚拟地理环境虚拟现实 + 网络技术地球系统专题应用领域可视化 （如海洋、大气、地质、城市、社会经济等）
地图可视化 G I S 可视化辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
67
虚拟地理环境虚拟地理环境 是试图综合利用各种空间信息技术及计算机科学技术（包括数据的获取、表达、组织、空间分析、
可视化、虚拟现实等）在计算机中真实再现或更加直观地表现我们所生存的地理空间中的各种信息，使得使用者能够方便地浏览和操作各种空间信息。
从目前来看，虚拟地理环境还只是一个遥远的梦。但有关空间信息的二维显示、三维仿真、时态模拟等方面都取得了很大的进展，都达到了一定的实用水平。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
68
比如，可以设想一个小孩来到地方博物馆的一个数字地球陈列室，当她戴上头盔显示器，她将看到就象是出现在空中的地球。使用,数据手套,,她开始放大景物，伴随越来越高的分辨率，她会看到大洲，随之是区域、国家、城市、最后是房屋、树木以及其它各种自然和人造物体。在发现自己特别感兴趣的某地块时，她可乘上,魔毯,,即通过地面三维图像显示去深入查看。当然，
地块信息只是她可以了解的多种信息中的一种。使用数字地球系统的声音识别装置，小孩还可以询问有关土地覆盖、植物和动物种类的分布、实时的气候、
道路、行政区线，以及人口等方面的文本信息。在这里，她还可以看到自己以及世界各地的学生们为,全球项目,收集的环境信息。这些信息可以无缝地融入数字地图或地面数据里。用数据手套继续向超连结部分敲击，她还可以获得更多的有关她所见物体的信息。比如，为了准备全家去国家黄石公园渡假，她策划一个完美的步行旅游，去观看刚从书中读到的喷泉、北美野牛和巨角岩羊。
甚至在离开她家乡的地方博物馆之前，她就可以把要去步行旅游的地方从头到尾地浏览一遍。
她不仅可以跨越不同的空间，也可以在时间线上奔驰。为了去参观卢浮尔宫，她先在巴黎作了一番虚拟旅游之后，又通过细读重叠在数字地球表面上的数字化地图、时事摘要、传说、报纸以及其它第一手材料，她便回到过去，了解法国历史。她会把其中一些信息转送到自己的 Email库里，等着以后研读。这条时间线可伸回很远，从数日、数年、数世纪甚至到地质纪元，去了解恐龙的情况。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
69
6制图输出
1,1） 点阵打印机点阵打印机是最简单的栅格打印机,适用于对输出质量要求不高,节约成本的情形 。
1,2） 喷墨打印机与普通点阵打印机相比,喷墨绘图仪可以打印幅面更大,质量更高的地图,目前高质量的喷墨绘图仪输出精度可以超过 1000DPI。
1,3） 静电绘图仪主要用于输出大幅面 （ 超过 2m） 的地图 。
1,4） 激光打印机目前黑白激光打印机主要用于输出文本,也可用来打印灰度图形,彩色激光打印机可以用于打印高质量的地图 。
1,5） 激光绘图仪激光绘图仪可以达到非常高的分辨率 （ 2000DPI）,用于打印大幅面地图 。
1,6） 热蜡 （ 热转印 ） 打印机热蜡打印机可以打印更亮,对比度更强的图像 。
1,7） 热升华打印机热升华打印机机理是将颜料加热升华为气态,并输出到纸面上,热升华使得每个输出稍微模糊,适合于输出照片,图像等,但是不适于打印文字 。
辽宁工程技术大学地质动力区划研究所第 页中国 ·阜新 电话,0418-3350473
第四章基本功能
70
6、其他空间服务所谓其他空间服务指的是由于计算机科学技术的发展而带来的一般的信息系统功能变化（包括服务功能的增加和提供服务方式的变化），由于空间信息及其服务的特殊性，其要求也有所不同。比如：
分布式空间数据导航与获取；
空间数据仓库与空间数据挖掘；
空间数据和服务的共享和互操作；
空间服务的协同；
基于位置的服务（ Location-based Services）；
…
