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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DEM194

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