第四讲-电子地图工程设计(桌面电子地图)

电子地图可视化工程主讲人：蔡忠亮武汉大学资源与环境科学学院DATA→DESIGN→CODE桌面（线下）电子地图工程设计纸质地图的设计纸质地图的设计纸质地图的数字地图制图工艺过程发展中的数字地图制图系统纸质地图数字化生产具体作业流程纸质地图设计方法和思路可以借鉴？电子地图工程如何设计？9电子地图工程设计的主要内容电子地图工程设计的重点内容地图设计数据处理信息组织界面设计功能设计总体设计电子地图工程设计的两个方面数据软件电子地图设计一、需求分析二、系统设计三、资料收集四、资料编辑五、系统集成六、检查调试七、出版发行在此阶段主要完成如下任务：对用户需求进行分析，确定系统目的、功能及其内容，软件、硬件的选择，人员的组织以及完成的期限，经费的预算等。一、电子地图工程设计一、需求分析二、系统设计三、资料收集四、资料编辑五、系统集成六、检查调试七、出版发行在此阶段主要完成如下任务：根据需求分析，进行总体设计、功能设计、界面设计等。一、电子地图工程设计一、需求分析二、系统设计三、资料收集四、资料编辑五、系统集成六、检查调试七、出版发行在此阶段主要完成如下任务：在系统的总体设计基础上，根据图集内容要求，进行相关资料的收集。这些资料包括：地图资料（包括地形图、专题图等），专题信息的统计数据、文字资料和视频资料等。在一些特殊的情况下，一些数据要进行实地采集。一、电子地图工程设计一、需求分析二、系统设计三、资料收集四、资料编辑五、系统集成六、检查调试七、出版发行在此阶段主要完成如下任务：在资料收集之后，要进行各种资料的编辑，包括地图的数字化、编辑或者格式的转换，图像的扫描和处理，视频的捕捉及编辑，音乐的编辑，动画的制作，文字的录入和编辑以及其它资料的处理等。一、电子地图工程设计一、需求分析二、系统设计三、资料收集四、资料编辑五、系统集成六、检查调试七、出版发行在此阶段主要完成如下任务：在各种资料处理之后，要进行各种资料的集成，包括目录制作和编辑，图组的定义，主图的制作和编辑，图幅的制作，图元的定义及编辑以及这些媒体之间链接关系的定义等。一、电子地图工程设计一、需求分析二、系统设计三、资料收集四、资料编辑五、系统集成六、检查调试七、出版发行在此阶段主要完成如下任务：检查资料正确性、集成质量（链接关系等）；调试系统运行稳定性、正确性。一、电子地图工程设计一、需求分析二、系统设计三、资料收集四、资料编辑五、系统集成六、检查调试七、出版发行在此阶段主要完成如下任务：此阶段包括出版申请，母盘的制作以及制作出版光盘等。一、电子地图工程设计二、电子地图(集)的总体设计片头（前言）封面图组主图图幅插图片尾（编著信息）纸质图集封面片头片尾主图主图主图图幅主图主图插图主图主图插图图组主图主图主图图幅主图主图插图主图主图插图图组主图主图主图图幅主图主图插图主图主图插图图组电子地图的总体结构图组Group1图组Group3主图Map图幅Map1图幅Map2图幅Map3层Layer1层Layer2层Layer3PointArcLine图组Group2封面CoverPolyRouteComObj关键字属性码坐标外接矩形ODBC空间栅格索引关系数据库数据的逻辑组织结构三、电子地图页面设计多媒体电子地图集页面篇章段落字符串字符文字全图象元组象元图像图幅图层复合目标目标图形音频视频1.页面元素层次特征电子地图超媒体页面的特性静态性伴随关系并置关系压盖关系动态性窗口内容类型的变换（照片－视频）窗口控件的动态变换（按钮变化）①导航条②地图窗口③信息窗④鸟瞰图⑤分类窗⑥热点窗⑦工具条⑧媒体窗2.电子地图页面结构设计三、电子地图页面设计3.页面组合结构图幅窗口主要显示矢量电子地图，即地图图形库，也显示可栅格地图或以文字、图像为主的图像；通常由背景及热点构成，热点根据图幅的类型不同可以是热词、点状、线状或面状热点。索引图窗口显示制图区域总貌及当前地图窗口所在位置；图幅名称列表框本图组全部图幅名称；热点名称列表框本图幅全部热点名称；3.页面组合结构地图名称条图集、图组、图幅名称；系统工具条用于电子地图阅读操作的各类命令集；伴随视频窗口（可选）在整个图组阅读过程中总在循环显示的视频，如一段广告等；背景音乐（可选）音乐或解说词；多媒体信息窗口显示热点相关的文本、图象、图表、视频等信息；3.页面组合结构其它信息输入和输出窗口查询等操作参数输入及结果显示的窗口，如在查询公共汽车最佳乘车方案时，需要输入起迄站点作为参数，由列表框窗口输入，而查询的最佳乘车方案需要一个信息窗口显示出来。※其中前七项为永久性窗口，而后两项为临时性窗口。永久性窗口在页面上是并置关系，而临时性窗口总是压盖在其它窗口上。页面组合结构页面组合结构（1）页面组合结构（2）页面组合结构（3）页面组合结构（4）页面组合结构（5）页面组合结构（6）页面组合结构（7）四、电子地图数据组织方法设计——超媒体结构目前国内外出现了很多超文本/超媒体技术的研究组织和机构，国外有美国ACM超文本特别兴趣小组SIGLINK，澳大利亚的超媒体研究组LINKS,美国德克萨斯A&M大学计算机系超媒体研究实验室,德国Darmstadt技术大学的出版和信息系统一体化研究所等；国内有广西计算机中心的基于图形的超媒体系统（GBH）,方正奥思，西安多媒体研究所等。超文本/超媒体技术已经渗透到计算机学科的各个领域（如，）。利用超媒体技术组织数据之目的以电子地图为基础，采用超媒体技术，以连接着多媒体信息的地理空间实体作为信息“节点”，以地理实体对象间的空间关系作为“链”，“节点”和“链”之间的相互关联关系组成复杂的信息网络。从而实现对地理目标的可视化、空间信息查询、空间检索、空间分析等功能。一般采用了图形图像处理、空间数据库管理技术、分层信息管理模式和面向用户需求的接口设计，为用户提供了方便灵活的图形编辑、视图显示、数据处理、节点和链信息的自定义以及丰富的信息链接和表现形式。利用超媒体技术组织数据之目的1、超媒体的概念（1）节点超文本系统中和某个论题相关的自然数据单元。（2）链超文本系统中表现信息之间关系的实体，它隐藏在信息背后，记录在应用系统里，如果不刻意做些标记，用户只是在从一个节点转向另一个节点时，才会感觉到链的存在。节点与链结构Link2Link3Link5Link6Link4Link1Node1Node2Node3Node4（3）超文本超文本是一种按信息之间关系非线性地存贮、组织、管理和浏览信息的计算机技术。超文本技术将自然语言文本和计算机交互式地转移或动态显示线性文本的能力结合在一起，它的本质和基本特征就是在文档内部和文档之间建立关系，正是这种关系给了文本以非线性的组织。简单地说，超文本是由存放信息的节点和描述信息之间关系的链组成。（4）超媒体超媒体则是利用超文本技术组织、管理多媒体信息的技术，即用超文本技术管理图形、图像、文字、声音、视频、动画等多媒体信息。节点——基本信息链——信息之间的关系（非线性）超文本（超媒体）——复杂的信息网总结2、电子地图及超媒体的特点电子地图是以地图数据库为基础，以数字形式存储于计算机外存储器上，并能在电子屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图”或“瞬时地图”。电子地图技术是集地理信息系统技术、地图数据库技术、数字制图技术、多媒体技术和虚拟现实技术等多项现代技术为一体的综合技术。多媒体电子地图是一种以可视化的电子地图为背景，用文本、照片、图表、声音、动画、视频等多媒体为表现手段展示城市、企业、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品，它可以存贮于计算机外存，以只读光盘（CD-ROM）、网络等形式传播，以桌面计算机或触摸屏计算机等形式提供大众使用。超媒体技术的特点可方便、灵活地管理复杂异质数据；可管理复杂信息关系；用户使用简单、方便、直观；表现形式丰富；超文本技术便于与其他应用共享数据；超文本技术使系统便于集成和扩展。常见的超媒体参考模型（结构）HDM、HM、OOMHS、EDHM、Dexter等表现说明定位机制这些模型不支持或很少支持空间数据的组织和导航！电子地图超媒体模型电子地图超媒体模型概念基于电子地图的超媒体模型（EMBHM）是以电子地图为基础，采用超媒体技术，以连接着信息的地理空间实体（这里是一种抽象概念，包括了地图空间）作为“节点”，以地理实体间的关系作为“链”，“节点”和“链”之间的相互关联关系组成复杂的信息网络。电子地图超媒体是一种存储和管理地理或非地理信息的技术。信息按照相互关系管理，通过关系直接访问是直接或间接地以语义网的形式表现信息的方法为用户提供各种人机交互的接口形式（如按钮/热区/锚等）四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计1.节点一般类型的超媒体节点文本、图像、图形、动画、视频、音乐等节点适于表达地理信息的超媒体节点目录（Catalog）节点图组（Group）节点主图（MainMap）节点图幅(Map)/插图(SubMap)节点表格（Table）节点。目录节点图组节点热区1.节点目录节点四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计1.节点目录节点的多样化四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计1.节点主图节点主图节点图幅节点热区四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计1.节点图幅节点图幅节点插图/媒体节点热区四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计1.节点表格节点四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计2.链链的方向性单向链（如由“热点”指向照片、视频、文字等节点的链）双向链（目录与图组、主图与图幅，图幅与图幅等节点间的链）悬空链（没有目的节点的链）四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计2.链链的组合方式线性结构树状结构无环网状结构块状结构任意网状结构四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计2.链链的连接方式节点到另一节点节点到另一节点内部节点内部到另一节点节点内部到另一节点内部节点内部到同节点内部四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计2.链EMBHM中的链主图节点图幅节点热区目录节点图组节点热区图幅/插图节点图幅/插图节点热区图幅/插图节点媒体节点热区四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计3.热点/热区按目标的空间类型分：点状热点线状热点面状热点路径热点组合热点文本热点四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计3.热点/热区按热点功能分：文件类热区视图热区媒体热区空间查询热区空间分析热区四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计EMBHM中的节点与链结构四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计4.EMBHM的结构用户接口层逻辑层物理层四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计5.EMBHM的结构化为什么要进行结构化分析？——2W＋1HWhere——在哪里？What——能看到什么？How——如何到达目的地？四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计5.EMBHM的结构化导航力(P)、线性力(L)与自由度(F)的关系:线性力与自由度成反比而导航力则与线性力成正比，与自由度成反比四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计5.EMBHM的结构化电子地图超媒体结构的复杂度衡量标准节点的集中性置换出距置换入距置换距相对出集中性（置换距/置换出距）相对入集中性（置换距/置换入距)节点深度（距离）网络的密集性（节点间的连通性）网络的等级四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计5.EMBHM的结构化电子地图超媒体结构的层次化本质是由图结构变树结构提高导航力回答2W＋1H问题Where—节点在层次结构的位置（路径）What—以当前节点为中心的一定距离范围的所有节点（如FishEye）How—基于层次结构计算节点间的最短路径，或导航机制（如导航器）四、电子地图数据组织方法设计——信息节点与链的设计五、电子地图数据处理与表达设计1、文本人类最基本的