计算机地图制图原理与方法PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1　计算机地图制图概述 1

1.1.1　计算机地图制图的基本概念 1

1.1.2　计算机地图制图的特点 3

1.1.3　计算机地图制图的主要问题 4

1.1.4　计算机地图制图的理论与技术基础 5

1.2　计算机图形学的基本概念与研究内容 8

1.2.1　计算机图形学的基本概念 8

1.2.2　计算机图形学的主要研究内容 9

1.2.3　计算机图形系统 12

1.2.4　计算机图形学和图像处理 13

1.2.5　计算机图形学的应用 13

1.3　计算机地图制图系统的构成和功能 15

1.3.1 计算机地图制图的硬件系统 15

1.3.2　计算机地图制图软件系统 19

1.3.3　地图数据 21

1.3.4 地图制图员与用户（Mapmaker and Map reader） 22

1.3.5　地图模型与方法 22

1.4　计算机地图制图的发展 22

1.4.1　计算机地图制图的发展阶段 22

1.4.2　计算机地图制图与地理信息系统的关系 24

1.4.3　计算机地图制图的当前发展特点 24

1.5　计算机地图制图的主要研究内容 24

2　地图与数字地图基础 27

2.1　地图概念 27

2.1.1　地图的定义 27

2.1.2　地图的分类 27

2.2　数字地图与计算机地图制图 28

2.2.1　数字地图 28

2.2.2　计算机地图制图与地图表达 30

2.3　地图数据采集与输入 32

2.3.1　几何数据采集 33

2.3.2　属性数据的获取 36

2.4　计算机地图制图数据预处理 38

2.4.1　几何纠正 38

2.4.2　数据压缩 39

2.4.3　数据规范化 41

2.4.4　数据匹配 42

3　基本图形生成算法 44

3.1 光栅图形中点的表示 45

3.2　直线的生成算法 45

3.2.1　数值微分法 45

3.2.2 中点画线法 47

3.2.3　Bresenham算法 48

3.3　圆的生成算法 50

3.2.4　直线生成算法的改进 50

3.3.1 圆弧扫描算法 51

3.3.2 角度DDA法 51

3.3.3 圆的中点画法 51

3.3.4 Bresenham画圆算法 53

3.4　椭圆生成算法 53

3.5　其他曲线的生成算法 56

3.6　区域的生成算法 56

3.6.1 多边形的扫描转换 56

3.6.2　多边形的区域填充算法 62

3.6.3　扫描转换与区域填充的比较 70

3.7　字符生成技术 71

3.7.1 字符编码标准 71

3.7.2　点阵字符生成 71

3.7.4　点阵字符与矢量字符的比较 72

3.7.3　矢量字符生成 72

3.7.5　字符属性 73

3.8　反走样技术 73

3.8.1　反走样的基本原理 73

3.8.2　反走样的主要方法 74

4　地图数据结构与地图数据库 76

4.1　图形对象的特征 76

4.2　图形数据结构 77

4.2.1　基本图元及其特征 78

4.2.2　空间对象及其定义 78

4.2.3 图形对象的图形信息 82

4.2.4　图形对象的属性信息 85

4.3　地图数据结构与数据组织 86

4.3.1　栅格数据结构 87

4.3.2　矢量数据结构 88

4.3.3　矢量数据、栅格数据的比较 91

4.4　地图数据库 92

4.4.1　地图数据库的概念 92

4.4.2　地图数据管理的几个阶段 92

4.4.3　地图数据库的数据模型 93

4.4.4　地图数据的数据库管理 96

4.4.5　空间数据引擎 99

4.5　地图分层 102

5　图形处理变换与常用地图操作 104

5.1 图形求交 104

5.1.1　求交点算法 104

5.1.2　求交线算法 106

5.1.3　包含判定算法 107

5.1.4　重叠判定算法 110

5.2　图形裁剪 110

5.2.1　矩形窗口裁剪算法 111

5.2.2　多边形裁剪 116

5.2.3　字符裁剪 120

5.3　图形变换 121

5.3.1　坐标系统及其变换 122

5.3.2　图形几何变换 126

5.3.3　形体的投影变换 133

5.4　常用地图操作 142

5.4.1 图形对象的编辑 142

5.4.2　地图坐标变换 144

5.4.3　地图投影变换 146

6　地图符号设计 149

6.1　地图符号 149

6.1.1　地图符号的概念 149

6.1.2　地图符号的分类 149

6.2.1　矢量符号绘制方法 151

6.1.3　地形图图式 151

6.2　地图符号绘制原理与方法 151

6.2.2　栅格符号绘制方法 155

6.2.3　几种特殊符号的绘制方法 163

6.3　地图符号设计 169

6.3.1　地图符号设计的内容与基本原则 170

6.3.2　符号图元设计 171

6.3.3　地图符号库设计 176

6.3.4　地图符号设计系统 178

6.3.5　地图符号动态库设计 180

6.4　地图实体符号化 183

6.4.1　数据准备工作 183

6.4.2　地图实体符号化过程 184

6.5.1　地图注记的功能 185

6.5　地图注记 185

6.5.2　地图注记的设计 186

6.5.3　注记的数据结构 187

6.5.4　地名自动注记 188

6.6　地图布局与图幅设计 189

6.6.1　地图布局 189

6.6.2　图幅设计 189

6.6.3　地图整饰 191

7　三维地形模型与可视化 193

7.1　真实感图形技术与地形三维可视化 193

7.1.1 实时真实感图形学技术 193

7.2.1　地形的表达 194

7.2.2　DTM与DEM 194

7.2　数字地面模型（DTM）及其生成 194

7.1.2　地形三维显示技术 194

7.2.3　数据获取、转换及预处理 196

7.2.4　DTM建模 197

7.2.5　格网GRID与TIN的比较 197

7.2.6　TIN的建立 198

7.2.7　规则格网的建立 207

7.3　等高线追踪与平滑处理 209

7.3.1 矩形格网的等高线追踪 209

7.3.2　TIN等高线的追踪 211

7.3.3　等高线的平滑处理 214

7.4　基于LoD的三维地形数据组织 217

7.4.1 LoD技术 217

7.4.2　LoD模型的分类 218

7.4.3　地形LoD模型的生成算法 219

7.5.1　OpenGL概述 222

7.5.2　OpenGL的特点 222

7.5　基于OpenGL的三维地形可视化 222

7.5.3　OpenGL绘图方法 223

7.5.4　OpenGL图形操作步骤 223

7.5.5　OpenGL下地形三维可视化 224

8　计算机地图制图系统设计与实现 231

8.1　计算机地图制图系统分析与设计 231

8.1.1　需求分析 231

8.1.2　总体设计 233

8.1.3　详细设计 235

8.2　计算机地图制图系统开发与实现 235

8.2.1 基于高级语言的底层开发实现 235

8.2.2　基于计算机图形学软件平台的实现 238

8.2.3　基于组件GIS产品的实现 240

8.3.2　专题地图制图 241

8.3.1　普通地图制图 241

8.3　普通地图制图与专题地图制图 241

8.4　影像地图制图 244

8.4.1　影像地图制图 244

8.4.2　数字正射影像图的制作 245

9　地图分析与地理信息系统 249

9.1　地图分析 249

9.1.1　地图分析概述 249

9.1.2　地图分析的主要方法 250

9.1.3　地图分析的步骤 252

9.2　数字地图分析 253

9.2.1　坐标查询获取 253

9.2.2　基本几何参数计算 253

9.2.3　剖面图生成 256

9.3　计算机地图制图与地理信息系统 259

9.3.1 计算机地图制图与地理信息系统的关系 259

9.3.2　地理信息系统的组成 260

9.3.3　地理信息系统的主要功能 262

9.3.4　地理信息系统的应用 264

9.3.5　地理信息系统的主要应用 265

9.3.6　地理信息系统的发展趋势 267

10　基于AutoCAD的地图制图 270

10.1　AutoCAD基本使用 270

10.1.1　AutoCAD的用户界面 270

10.1.2　AutoCAD命令输入方式 271

10.1.3　坐标系与点的输入方式 271

10.1.4　基本绘图命令 272

10.1.5　基本编辑修改命令 272

10.1.6　绘图辅助手段 273

10.2　AutoCAD的定制与开发 274

10.2.1 概述 274

10.2.2　定制的基础 276

10.2.3　形与字体的定制 277

10.2.4　线型的定制 281

10.2.5　填充图案的定制 282

10.2.6　菜单的定制 283

10.3　AutoCAD的二次开发技术 290

10.3.1　ActiveX技术 291

10.3.2　ARX技术 294

10.4　基于AutoCAD的地图制图技术 298

10.4.1　手扶跟踪数字化 298

10.4.2　屏幕数字化 299

10.4.3　数字测图 300

10.5　基于AutoCAD的地图制图系统设计与实现 308

10.5.1　系统设计要求 308

10.5.2　符号库的设计 309

10.5.3　系统的实现 310

11.1　网络地图发布 311

11.1.1 网络地图发布系统的体系结构 311

11　计算机地图制图的发展与展望 311

11.1.2　SVG的应用 313

11.2　电子地图 314

11.2.1 电子地图的概念 314

11.2.2　电子地图与数字地图 314

11.2.3　电子地图的特点 314

11.2.4　电子地图的定义 315

11.2.5 电子地图的分类 316

11.2.6 电子地图的结构 316

11.2.7 电子地图系统与电子地图集 316

11.2.8 电子地图的主要应用 317

11.2.9 国民经济和社会发展电子地图简介 318

11.3.2　多媒体地图研究的主要内容 320

11.3　多媒体地图 320

11.3.1　概述 320

11.3.3 多媒体地图研究的应用实例 321

11.3.4 多媒体电子地图集的设计和制作 323

11.4　虚拟现实与数字地图 324

11.4.1　虚拟现实 324

11.4.2　虚拟现实地图 325

11.4.3　虚拟地理环境 326

11.5　数字地图更新与系列成图 326

11.5.1　数字地图更新 327

11.5.2　基于高分辨率卫星遥感影像的地图更新 327

11.5.3　制图综合与自动处理 328

11.6　计算机地图制图发展趋势展望 332

参考文献 335