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环境与水利学院2010.11课程的定位和目标定位地理信息系统本科的专业选修课程。属于现代测绘学与地理学的一门交叉学科，研究在计算机环境下电子地图的设计、制作与应用方法。目标通过该课程的学习，掌握电子地图的基本知识和原理，以及电子地图的设计、制作与应用方法。包括：电子地图的定义、分类、功能和构成；电子地图的数据模型、数据结构及其建库方法；电子地图的可视化表达、空间分析；了解不同种类电子地图及电子地图集的设计、制作和集成技术。教材教材1龙毅，温永宁，盛业华，电子地图学，科学出版社，2006教材2廖克，现代地图学，科学出版社，2003课程要求按时参加课堂学习独立完成课程作业认真参加实验课程积极参与课堂讨论考核方式论文OR考试70%平时成绩15%考勤成绩15%课程安排讲课实践讨论课合计电子地图基本概念44电子地图数据结构和数据组织44电子地图可视化表达22多媒体电子地图448网络电子地图448三维电子地图22移动导航电子地图22专业应用的电子地图22合计24832第一章电子地图基本概念地图学的历史和发展古代地图学的萌芽和发展古埃及绘在苇草上的金图矿最早的地图实物是古巴比伦地图中国最早的古地图－汉代古地图长沙国深平防区地形图亦称长沙国南部地形图（西汉文帝），成图于公元前168年以前。比例尺约为1：180000，相当于汉代一寸折十里，地图幅面为纵96cm、横96cm。原图上本无名，因地图内容包含山川、道路、城镇等要素，故取名“地形图”。1973年12月发掘湖南长沙市东郊马王堆三号汉墓时出土。绢底彩绘，现藏于湖南省博物馆。托勒密世界地图——在世界地图科学史上，古希腊的著名数学家、天文学家、地图学家托勒密（Ptolemy公元87－150年）占有重要的地位。托勒密世界地图所附27幅地图，是世界最早的地图集。他创造普通圆锥投影和球面投影两种世界地图的新投影方法，所绘的地图具有划时代的意义。地图上的一些概念，甚至在1538年墨卡托的第一幅世界地图上，也还有着相当的影响。探险时代最著名的地图学家荷兰的墨卡托（GerardusMercator1512－1594）于1538年绘制了第一张世界地图，这是从北极的角度俯视绘制而成。贴在他拥有的托勒密地图集内。墨卡托世界地图——17世纪，各国纷纷成立测绘机构。18世纪，实测地形图出现，将数字应用于制图，地图投影发展，逐渐形成了地图学的基础。19世纪，缩编地图、专题地图出现。20世纪，航空摄影测量技术和照相、彩色印刷技术的发展，使地图的生产工艺极大改变。制图综合理论、专题制图和综合制图逐步发展和完善，使地图学逐渐成为同测量学紧密联系并成为一门独立的学科。地图学的历史和发展20世纪60年代计算机为主体的电子技术的全面应用，地图信息论、地图感受论、地图符号学、地图模式论及地图传输论等现代地图学理论的产生和不断引向深入，逐渐发展成为现代地图学。现代地图学的学科体系结构1.1电子地图的定义多名学者给出了多种定义Taylor（1991）：在电子介质上使用的地图；郭仁忠（1995）：基于电子技术，在屏幕上显示的地图的总称；祝国瑞（2004）：是数字地图经过可视化处理在屏幕上显示出来的地图；吴忠性（1993）、张文诗（1994）：以数字地图为基础，在屏幕上显示的地图形式。1.1电子地图的定义电子地图的基本性质电子地图是一种模拟地图产品。具有地图的三个基本特征；电子地图的数据来源是数字地图；电子地图的采集和设计都是在计算机平台环境下实施的；电子地图的表达载体是屏幕。1.1电子地图的定义综上所述，可从狭义和广义来定义电子地图狭义：以数字地图数据为数据基础，以计算机系统为处理平台，在屏幕上实时显示的地图。广义：屏幕地图和支持其显示的地图软件的总称。电子地图的特点数据与软件的集成性地图数据和软件系统的集成。过程的交互性区别于纸质地图，可以让用户交互操作。信息表达的多样性地图载负量极大扩展。无级缩放和多尺度数据快速、高效的信息检索和地图分析多维和动态可视化共享性低成本性可存储于地图数据库中，方便复制更新编辑，容易再版。电子地图与地图、GIS的关系电子地图与传统模拟地图的联系电子地图也属于模拟地图形式，和纸质地图在很多方面（设计、表达）具有一致性；传统地图通常是数字地图的数据来源之一；电子地图可以通过打印输出为纸质地图；电子地图与传统模拟地图的区别在地图的三个基本特征上两者具有显著差异；电子地图增加了多媒体数据的应用；在表达上电子地图更容易描述动态过程和立体场景。电子地图与数字地图数字地图是用数字形式描述地图要素的位置、属性和关系信息的数据集合，与具体表达的符号无关，是一种存储方式；电子地图是数字地图符号化处理后的数据集合，是数字地图的可视化，是一种表示方式。电子地图是以数字地图为基础的屏幕模拟表达，并以多种媒介显示地图数据的可视化产品。数字地图是电子地图的数据基础，电子地图是数字地图的表达结果；数字地图是虚地图，电子地图是实地图。电子地图与数字地图数字地图数字地图IO接口电子地图电子地图与GIS电子地图和GIS联系紧密，但是在数据、功能、应用目的、通用程度等方面有显著差别，彼此不能相互替代，主要表现在：地图数据的完整性要求不同GIS注重分析功能，强调地理实体的空间完整性。电子地图为了表达目的有可能损失完整性。核心功能的要求不同GIS着重空间分析。电子地图着重地图表达。地图表达的应用要求不同GIS制图要求相对简单。电子地图需要丰富的地图表现形式。产品的通用程度不同GIS常作为政府、行业的决策支持系统。电子地图的用户多是广大的普通用户。1.2电子地图的分类1.3电子地图的系统构成电子地图系统的基本构成电子地图数据硬件系统软件系统人员电子地图的数据类型空间数据与非空间数据空间数据表达地理实体的位置、大小和分布信息，也称为图形数据或者几何数据非空间数据主要包括专题属性数据和地理统计数据等基础地理数据和专题数据基础地理数据是只具有空间定位和基本属性信息的地图数据专题地理数据是电子地图要反映的主题数据电子地图的数据构成基础地理数据专题地理数据空间数据基础空间数据专题空间数据非空间数据基础非空间数据专题非空间数据分类分级信息专题属性信息专题统计信息其他地学信息多媒体信息电子地图的硬件系统电子地图的软件系统电子地图软件的组成和功能电子地图软件的组成和功能1.设计系统负责电子地图数据采集、数据处理、图面配置符号设计和存储管理等功能2.浏览系统是用户操作电子地图的平台，又称为阅读系统3.地图数据库管理模块CDBMS（CartographicDatabaseManagementSystem）,承担电子地图数据库的组织和管理4.地图符号库管理系统是设计、组织和管理电子地图使用符号的应用系统5.商品化的辅助性软件电子地图中多媒体数据的设计加工辅助软件，如Photoshop、3DSMax等电子地图集系统电子地图集根据一定的应用目的，按照统一的规则设计和编排的一组电子地图集合。电子地图集系统电子地图集及其应用软件的总称。用户通过电子地图集软件查看和操作电子地图集的相关信息。推荐阅读——微软大百科全书Encarta1.4电子地图的功能和应用表达功能可视化是电子地图的核心。包括地图无级缩放和漫游、分层分级显示、基于多媒体的表达等。分析功能是电子地图区别于传统地图的关键。包括查询、量算、距离分析、统计分析、智能规划和决策等。服务功能提供用户和地理空间信息相关的服务，具有大众化的特点。电子地图的应用特点电子地图具有范围广、种类多、技术和设备依赖性强的特点范围广•应用遍及自然科学、人文科学等多领域种类多•电子地图具有众多类型，如导航、旅游、军用、单机版、网络版、手机版、触摸屏等等技术和设备依赖性强•不同种类的电子地图依赖特定的技术和设备电子地图的应用领域智能交通和导航旅游和公众信息服务规划管理军事指挥防灾减灾城市公共设施管理1.5电子地图和电子地图学电子地图学产生的基础理论基础•以现代地图学理论为基础(地图传输论、符号论、认知理论、可视化理论等)技术基础•计算机技术、通信技术、计算机地图制图技术、地图数据库技术、人工智能技术等应用与实践基础•市场不同领域、不同技术的大量电子地图软件和产品1.5电子地图和电子地图学地图学的定义地图学是研究地图的理论、编制技术和应用方法的科学，是一门研究以地图图形反映和揭示各种自然和社会现象空间分布、相互关系以及动态变化的科学、技术和艺术相结合的科学。电子地图学的定义电子地图学是以地理信息的屏幕可视化为核心，研究电子地图设计、技术和方法的综合性科学。电子地图学的研究对象从基本概念看电子地图学的研究对象是电子地图从数据层面看电子地图学的研究对象是数字地图数字地图纸质地图电子地图GIS计算机辅助地图制图屏幕地图显示空间分析电子地图的作用电子地图学的研究内容电子地图学的发展1.基础萌芽阶段20世纪80年代中期以前2.技术发展阶段20世纪80年代中期-90年代中期3.广泛应用阶段20世纪90年代中期至今