关于计算机辅助地图制图介绍

[拼音]：jisuanji fuzhu ditu zhitu

[外文]：computer-assisted cartography

指运用电子计算机的处理分析功能制作地图。根据地图制图原理，利用电子计算机和图形输入、输出等设备，通过应用数据库技术和图形的数字处理方法，实现地图信息的量化、编辑、传输、处理，最后以自动或人机结合的方式输出地图。简称机助制图，亦称数字制图或自动化制图。

20世纪50年代，计算机控制的行式打印机开始输出地图图形。1964年，研制成英国牛津自动制图系统。1967年，美国H.T.费希尔领导的实验室研制出组合统计制图软件包。1970年，美国人口统计局设计出具有拓扑编辑功能的双重独立地图编辑技术(DIME)，奠定了机助制图数据结构的拓扑学基础。在中国，1972年，由中国科学院地理研究所主持开始制图自动化系统的研制，至80年代，各种类型的数据库和地理信息系统相继建立，在为普通地图的计算机辅助生产准备和积累数据的同时，专题地图的计算机制图得到了广泛的应用。

机助制图的基本工艺过程包括输入、处理和输出3个主要环节。

（1）数据输入。指图形的数量化和输入系统的全过程。用于编图的资料有地透、像片和统计数据等。对于图形和影像通过数字化，变为机器的可读数字。数字化方法有很多种，最普遍的是以联机方式的手扶跟踪数字化方法。这种方法的速度较慢，但实用、可靠、容易处理。扫描数字化方法，是将像片或地图图形分解为一系列由0和1组成的图形元素，或按不同灰度值构成的二维矩阵像元组，速度快，但所含数据量相当大，计算机处理也复杂得多，它是数字化技术的发展方向。

（2）信息处理。指在数据输入和图形输出这两个阶段之间，计算机对数据进行的各种加工。包括数据的编辑加工，数据检索和更新，以及图形的变换、简化和处理。如比例尺和投影的变换，数据压缩和内容分类，专门要素的符号化等，以获取符合编图要求的制图文件，并将制图文件进一步加工为绘图机可以识别的绘图文件。所有这些工作都是编图人员通过调用系统程序、制图库程序和用户应用程序来实现的。处理方式有联机、脱机或混合方式三种，一般使用图形联机编辑处理方式较为理想。

（3）图形输出。指计算机执行绘图文件，驱动绘图机输出图形。根据数据的不同来源、不同图形特点和对绘图质量的不同要求，可以采用矢量绘图机、光栅绘图机、阴极射线管显示或计算机输出缩微胶片等。由于地图常常需要复制，一般采用带有光学绘图头的平台式矢量绘图机。

包括硬件系统和软件系统两大部分。

硬件系统为机助制图装置的总称，一般由电子计算机和各种输入、输出设备构成（见图）。电子计算机是系统的关键设备，用以控制整个制图过程，完成各种复杂的运算和数据处理；输入设备主要有图形数字化仪，其功能是将图形或图像转换为数字。较常用的是手扶跟踪数字化仪。输出设备主要有各类自动绘图机、图形显示设备和缩微胶片记录仪等。

软件系统为机助制图程序和数据文件的总称。由于地图内容和制作过程复杂，软件的类型和功能也多种多样，常按数据类型、设备类别、制图目的和应用功能进行分类，分为矢量制图软件和栅格制图软件；行式打印机制图软件、绘图机软件和屏幕显示软件，地形图制图软件、专题地图制图软件和晒图制图软件；以及基本软件、功能软件和应用软件等等。根据目前开发的机助制图软件，制图程序分为：

（1）数据采集、编辑和管理；

（2）基本绘图 *** 作；

（3）绘制地图的点、线和面状符号；

（4）插值和绘制等值线；

（5）三维图形表示；

（6）建立地图数学基础和地图投影转换；

（7）图表和统计地图的显示；

（8）屏幕显示系统；

（9）距离和面积的量算；

（10）其他分析和处理程序。

由于程序的功能主要取决于制图算法和数据结构的有效性，因此算法和数据结构的研究也是机助制图软件的重要组成部分。

长期以来，地图靠手工方法制作，人工耗费多，生产周期长，资料更新慢，影响地图的使用价值。机助制图的诞生，引起地图生产方式和地图面貌的变化，也改变了地图使用的实质。通过建立以知识库为基础的地图专家系统，将推进地图设计和地图应用的发展。从人机结合到人工智能，从数据库设计到模型库技术，从产品开发到系统设计，从信息管理到决策分析，将代表机助制图今后发展的新领域。