第五章 计算机绘图原理

第五章计算机绘图原理数字化测图技术§5.1地图符号的自动绘制符号化是数字化成图系统最重要功能，直接影响成图效率与质量地图符号种类繁多，是一个极为复杂的体系，要实现地图符号的自动绘制，要建立一个结构完整、功能完备、开放式的地图符号库数字化测图技术地图符号地图地物符号按图形特征可以分为三类：数字化测图技术自动绘制基本方法符号库按生成符号数据的方法分为两类：1、程序法由绘图程序按符号图形参数计算绘图向量并绘制地图符号2、符号库法通过程序处理已存在符号库中的信息块数字化测图技术程序法数字化测图技术即一段程序描述一个地物定位点dc.Ellipse(x-3,y-3,x+3,y+3);dc.Ellipse(x-8,y-15,x-2,y-9);dc.Ellipse(x+8,y-15,x+2,y-9);dc.MoveTo(x-5,y-15);dc.LineTo(x-5,y-18);dc.LineTo(x+5,y-18);dc.LineTo(x+5,y-15);dc.MoveTo(x,y-3);dc.LineTo(x,y-18);适于编写易于描述的地图符号增加符号时较为繁琐，用户自主权小，应用较少符号库法地图符号库实质上就是将具有同类特征的地图符号按一定得规则（编码）组织存放，在绘图时，利用编码查找相应的图示符号，实现符号自动绘制数字化测图技术点状地物自动绘制大多数点状符号是基本图元的集合，包括：点、线段、圆（弧）、多边形数字化测图技术pLcgk=0：圆（弧线）k=1：涂黑区域k=2：圆形洞k=1：涂黑区域k=2：多边形洞数字化测图技术线状符号分类单实线符号：如水涯线周期单线符号：如小路、篱笆双实线符号：公路周期双线符号：如标准铁路、依比例尺围墙等数字化测图技术面状符号自动绘制面状符号通常由：边界轮廓线和填充模式组成。通常是在一定轮廓区域内用填绘晕线或一系列某种密度的点状符号来表示。在轮廓区域内填绘点状符号，最终也可归结到首先用晕线的方法计算出点状符号的中心位置，然后再绘制点状符号。数字化测图技术多边形轮廓线内绘制晕线数字化测图技术Y’X’O(O’)YXaa90°-a绘图步骤—1对轮廓点坐标进行旋转变换。为了处理简单起见，要求晕线最好和y轴方向一致，因此，一般先对轮廓点坐标进行坐标旋转变换，可将轮廓点的坐标系xoy顺时针旋转一个角度90°-a，使得新坐标系的轴和晕线平行，其中a为晕线和x轴的夹角，变换公式如下：数字化测图技术)cos()sin(')cos()sin('iiiiiixyyyxx绘图步骤—2求晕线条数。在新坐标系中找出轮廓点x’方向的最大坐标x’max和最小坐标x’min，则可求得晕线条数M为：把整个轮廓区域内的晕线按从左到右的次序从小到大顺序进行编号，第一条晕线编号为1，最后一条晕线编号为晕线条数M。数字化测图技术]/)''[(minmaxDxxM绘图步骤—3求晕线和轮廓边的交点。在变换后的新坐标系中，对编号为j的晕线式中，j=1,2,…,M。对于第j条晕线是否通过轮廓线的第i条边，可以简单地用该条边两端点的坐标来判别，即当成立，就说明第j条晕线与第i条轮廓边有交点数字化测图技术jDxxjmin''0)''()''(1jijixxxx多边形轮廓线内绘制晕线•晕线和轮廓边的交点可按下式计算：•式中，和为第j条晕线和第i条轮廓边的交点坐标，和为第i条轮廓边的端点坐标。)''/(')''()''/()''''('''1),(1111),(min),(iijiJiiiiiiiijiJjiJxxxyyxxxyxyyjDxx),('jiJx),('jiJy)','(iiyx)','(11iiyx绘图步骤—4交点排序和配对输出。在逐边计算出晕线和轮廓边的交点后，需对同一条晕线上的交点按值从小到大排序，排序后两两配对。这里需要注意的是，在输出晕线之前，需要把晕线交点坐标先变换到原坐标系中，其变换公式为：数字化测图技术)cos()')sin(')cos(')sin(',(),(),(),(),(),(jiJjiJjiJjiJjiJjiJxyyyxx面状符号的绘制OXYa§5.2等高线的自动生成野外测定的地貌特征点一般是离散的数据点，由离散点绘制等高线的方法是：首先构建数字地面模型（DTM），然后在DTM上跟踪等高线通过点，再利用适当的光滑函数对等高线通过点进行光滑处理，从而形成光滑的等高线。数字化测图技术DTM的概念数字化测图技术DTM（DigitalTerrainModel）——”DTM是描述地面诸特性空间分布的有序数字阵列，在最通常的情况下，所描述的地面特性是地面点的高程Z，它们的空间分布由X，Y水平坐标系来描述，也可以用经纬度来描述”——F.T.DoyleDTM——表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标数值集合的总称DEM的概念数字高程模型DEM(DigitalElevationModel)——以数字的形式按一定结构组织在一起，表示实际地形特征空间分布的模型，是定义在x,y域离散点（规则或不规则）上以高程表示地面起伏形态的数字集合。DEM的核心是地形表面特征点的三维坐标数据和对地表提供连续描述的算法。最基本的DEM由一系列地面点x,y位置及其相联系的高程Z组成。数字化测图技术规则格网ＤＴＭ一般采用规则矩形格网，用矩形格网点三维坐标来描述地面特性的空间分布。其数据的获取可以是直接采样（例如：从航测立体模型上规则采样），也可以是根据不规则采样点进行内插。数字化测图技术不规则三角网DTM一般采用不规则三角网（ＴＩＮ），直接利用测区内野外实测的所有地形特征点（离散数据点），构造出邻接三角形组成的格网型结构，用三角形顶点的三维坐标来描述地面特性的空间分布。它的每个基本单元的核心是组成不规则三角形的三个顶点的三维坐标，这些坐标数据完全来自原始测量成果。数字化测图技术数字化测图技术在数字测图的建模中，都是采用三角形格网法，因为它避免了因内插方格网而牺牲原始测点的精度，从而保证了整个数模的精度。数字化测图技术不规则三角网构建方法建立TIN的基本过程是将最邻近的三个离散点连接成初始三角形，再以这个三角形的每条边为基础连接邻近离散点，组成新的三角形。新三角形的边又成为连接其它离散点的基础，继续下去，直到所有的三角形的边都无法再扩展成新的三角形，所有的离散点都包含在三角网中。数字化测图技术泰森多边形法构造不规则三角网原理1、最近距离法2、最小边长法3、泰森多边形算法（常用）数字化测图技术数字化测图技术等高线自动生成等高线的生成要在生成DTM之后，因此主要有网格法和三角网法。由于TIN格网没有原始测点精度的损失，精度高于格网法，因此等高线生成往往采用三角网法数字化测图技术等高线自动生成过程1、自动连接三角网2、在三角形边上内插等值点3、寻找等值线起始点和追踪等值点4、连接等值点绘制光滑曲线数字化测图技术数字化测图技术