《地理信息系统原理》笔记/期末复习资料（11. GIS的输出与地图可视化）

目录

11. GIS的输出与地图可视化

11.1. GIS的输出

11.1.1. 输出方式

11.1.2. GIS的图形输出设备

11.2. 地图符号

11.2.1. 地图符号的实质

11.2.2. 地图符号的分类

11.2.3. 地图符号的设计要求

11.3. 专题信息表达

11.3.1. 专题地图的基本概念

11.3.2. 专题地图的表示方法

11.3.3. 专题地图的设计

11.4. 电子地图

11.4.1. 电子地图的定义

11.4.2. 电子地图的种类

11.4.3. 电子地图的特点

11.4.4. 电子地图的设计

11.5. 空间信息可视化

11.5.1. 地图可视化

11.5.2. 多媒体地学信息可视化

11.5.3. 三维仿真地图可视化

11.5.4. 虚拟环境

11.6. 计算机地图出版系统

11.6.1. 计算机出版系统的过程与工艺流程

11.6.2. 计算机出版系统的优越性

11.7. 习题

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11. GIS的输出与地图可视化

11.1. GIS的输出

地理信息系统产品的输出是指经系统处理分析，可以直接提供给用户的各种地图、图表、数据报表或文字报告。

11.1.1. 输出方式

１．图形

地理信息系统输出的图形可以是各种矢量地图和栅格地图。既可是全要素地图，亦可是根据用户需要分层输出各种专题地图；可以是用以表示数字高程模型的等高线图、透视图、立体图；还可能是通过空间分析得到的一些特殊的地学分析图，如坡度图、坡向图、剖面图等等。

2.数据报表或文字报告

对地图数据库中的图形、属性数据进行分析处理得到的各种表格、清单以及查询报告。

3.数字数据

存贮在磁盘、磁带或光盘上的各种图形、图象或测量、统计数据，这些数据可能是某种地理信息系统或制图软件的格式数据，如MAPGIS的点、线、面数据，ARC/INFO格式数据，AOTOCAD的DXF数据；亦可是符合一些国际标准的数据，如计算机图形元文件CGM格式数据等。

11.1.2. GIS的图形输出设备

实施地图数据到图形转换的设备称之为图形输出设备。图形输出设备可分为矢量和栅格两类。矢量型设备有笔式绘图仪；栅格型设备有光栅扫描显示器、点阵式打印机、静电/喷墨绘图仪以及激光照排机。

1.笔式绘图仪

笔式绘图仪通过计算机控制笔的移动而产生图形。大多数笔式绘图仪是增加型，即同一方向按固定步长移动而产生线。许多设备有两个马达，一个为X方向，另一个是Y方向。利用一个或两个马达的组合，可在8个对角方向移动。但是移动步长应很小，以保持各方向的移动相等。

2.光栅扫描显示器

光栅扫描显示器不但能显示一般的图形，而且能显示具有多种灰度和多种色彩的图像，这就使得显示具有真实立体感的图形成为可能。因此，在计算机地图制图、遥感图像处理以及地理信息系统中都用它作为图形显示器。

光栅扫描图形显示器采用和家用电视机相同的扫描方式。这种方式是把显示屏分成有限个离散点，如1024×1024，每个离散点叫做一个像元，屏幕上的像元阵列组成了光栅。每个像元可具有某种灰度或颜色，这时线段由相邻像元串接而成，字符是由一定大小的像元矩阵构成。当电子束按顺序扫描整个屏幕时，只有电子束经过组成图形所在位置的各个像元才具有灰度或颜色，从而在整个屏幕上得到所需的图形。

3.点阵式打印机

用点阵式打印机打印由点、线组成的图形时，常常按块打印，如一次打印10或25行。为了产生灰色，仅需控制打印的点数。早期是反复打色带型，现代的设备采用激光技术，现在又有了彩色输出，三或四原色的喷枪射出的墨汁流，称为喷墨打印机。

4.静电绘图机

静电绘图机能既快速又不受地图内容复杂程序的限制而生产出幅面相当大的地图。这类装置的送纸方式多为滚筒式，固定纸宽的一边可在1米以上，而另一边（纸长）则不受长度限制。绘图头是一个与绘图机固定边长相当的静电会写头，其上有一排同等长度的形如针头状的绘写针。

绘图时，图纸先在绘图头下逐行滚动通过，每行中相应于图形位置的绘写针与图纸呈接触状态，其余的呈脱离状态；经过绘图头的图纸通过色调涂布器，图形部分就获得单色(或多色)的效果。静电绘图机是靠电子装置控制的静电感应来完成图形绘制的，所以它具有速度快(每幅图1～2min)的优点。

5.激光照排机

激光照排机主要由滚筒和曝光系统两部分组成。绘图时，感光胶片用紧合销钉、胶带或真空吸附装置固定在滚筒上，在滚筒转动过程中，不同大小的光点被以均匀的角步距(其大小取决于所选择像元的尺寸)通过氩气激光管在感光胶片上曝光，光点的大小根据控制机从磁带或磁盘上送给栅格绘图机的像元的灰度值来确定。每当滚筒旋转一圈，即绘完一行以后，量测螺杆系统便向前移动一个行宽，这个过程一直重复下去，直至全图或一个确定的图块绘完为止。

6.喷墨绘图机

这种绘图机的构造从本质上说与上述激光照排机相似，但它不是用光来在感光胶片上曝光，而是同时用CMYK（青色、品红、黄色和黑色）四种色液从四个喷嘴喷出墨点，并按不同比例混合后在纸上产生所希望的图形或色调。

11.2. 地图符号

地图符号也称为“图解语言”。 是地表要素在地图上的表达形式，是传输信息，沟通客观世界、制图者和用图者的桥梁。没有好的地图符号就没有高质量的地图。

11.2.1. 地图符号的实质

符号的种类很多，有人们所熟知的语言的、文字的、数字的、物理学的、化学的以及地图上的符号。故地图符号只是符号应用于地图的一个子类。

地图符号本身可以说是一种物质的对象（图形），它用来代指抽象的概念，并且这种代指是以约定关系为基础的，这就是地图符号的本质特点。我们不妨从地图符号产生和形成的历史发展过程，作一番分析探讨。

原始地图并无现代地图符号的概念，更谈不上符号系统。那时的地图大多数就是山水画，实地有什么就画什么，而且越象越好。 随着人们认识的不断深入，要表达的客观对象渐渐多起来了，形象的画法逐渐感到困难。 例如，房屋有草棚、草房、砖瓦房、钢筋混凝土建筑……；桥梁有石桥、砖桥、拱桥、公路桥、铁路桥、钢架桥…，地图上不可能一一表示它们的个性，而且用图者也不需要了解如此详细的特征。因此，就需要将制图对象进行分类、分级，即用抽象的具有共性的符号来描绘某一类（级）客观对象。例如用几种不同形状的符号将桥梁区分为人行桥、车行桥和双层桥等。

显然，地图符号形成的过程，涉及到作出这种“代指”的主体――制图者。制图者将错综复杂的客观对象，经过归纳（分类、分级）进行抽象，并用特定的符号表现在地图上，不仅解决了逐一描绘各个客观对象的困难，而且反映了客观全局的本质规律。因此，这一过程，实质上是对制图对象进行了第一次综合。

地图符号的形成过程，实质上是一种约定过程。任何符号都是在社会上被一定的社会集团或科学共同体所承认和共同遵守的，具有“法定”的意义。 尤其在普通地图中，某些地图符号经过多少个世纪的时间考验，由约定而达俗成的程度，被广大读者所普遍熟悉和承认。 例如，黑色代表居民地、独立地物，蓝色代表水系，棕色代表地貌，绿色代表森林，河流用由细到粗的渐变线表示等。因此，地图符号的实质是以约定关系为基础，用一种视觉形象图形来代指事物的抽象概念。

11.2.2. 地图符号的分类

地图符号是一个开放的大系统，随着地图内容的扩展、地图形式的多样化，地图符号还在不断变革、补充和完善，地图符号的类别也更多。现代地图符号可从不同角度进行分类。

1.按符号的图形特征分类

（1）点状符号：地图符号所代指的概念可认为是位于空间的点，符号的大小与地图比例尺无关只具定位特征。如控制点、居民点、矿产地等符号。点状符号的基本形态可以是规则的或不规则的。

（2）线状符号：地图符号所代指的概念可以认为是位于空间的线，符号沿着某个方向延伸且长度与地图比例尺发生关系。例如，海岸线、河流、渠道、航线、道路等。而有一些等值线符号，如等温线、人口密度线等尽管几何特征是线状的，但并不是线状符号。线状符号的形态和所代表的实地物体之间的关系有着丰富的内涵。稳定性好的物体用实线表示，稳定性差的用虚线；重要的用实线，次要的用虚线；精确的用实线，不精确的用虚线；地面上的用实线，地面下的用虚线。

（3）面状符号：地图符号所代指的概念可以认为是位于空间的面，符号所处的范围同地图比例尺发生关系。用这种地图符号表示的有水部范围、林地范围、土地利用分类范围、各种区划范围、动植物和矿藏资源分布范围等。

符号的点、线、面特征与制图对象的分布状态并没有必然的联系。尽管在一般情况下人们总是寻求用相应几何性质的符号表示对象的点、线、面特征，但不一定都能做到这一点，因为对象用什么符号表示既取决于地图的比例尺，也取决于组织图面要素的技术方案。城市在大比例尺地图上表现为面，而在小比例尺地图上只能是点；河流在大比例尺地图上可以表现为面，而在较小比例尺地图上是线。由于地图上要素的需要，面状要素也可以用点状或线状符号表示，如用点状符号表示全区域的性质特征（分区统计图表、定位图表）；用等值线来表现面状对象等。

2.按符号和所表示对象的比例关系分类

按符号与地图比例尺的关系可将符号分为：依比例符号、半依比例符号和不依比例符号。

制图对象是否能按地图比例尺用与实地相似的面积形状表示，取决于对象本身的面积大小和地图比例尺大小。只有在一定比例尺的条件下，制图对象的宽度或面积仍可保持在图解清晰度允许的范围内时，才可能使用依比例符号。依比例符号主要是面状符号；半依比例符号是指线状符号；而不依比例符号主要是点状符号。随着地图比例尺的缩小。有些依比例符号将逐渐转变为半依比例符号或不依比例符号，因此不依比例符号将相对增加，而依比例符号则相对减少。

3.按符号所表示制图对象的地理特征量度分类

按符号表示的地理特征量度可将符号分为定性符号、定量符号和等级符号。

定性符号即表示地理要素的类别、性质的地图符号。如三角点、塔、独立树等符号。

定量符号即依据某种比率关系来表示地理要素数量指标的地图符号。这种比率关系和地图比例尺无关，借助此比率关系可目估或量测制图对象的数量差异。如用不同大小图形符号表示城市人口多少的符号。

等级符号即表示地理要素的顺序等级的地图符号。此种地图符号表示制图对象的大、中、小或按其他分级方法所分的概略等级顺序，如用大、中、小三种不同大小的圆表示大、中、小三种城市等级（祝国瑞，2004）。

11.2.3. 地图符号的设计要求

地图符号设计以能快速阅读、牢固记忆、为大多数读者所接受为基本出发点。不同性质和用途的地图，对地图符号的设计有不同的要求，但总的可以概括为以下几方面。

1.符号要简明、形状要图案化

地图符号要求形象艺术，构图简单，含义明确，便于绘制和记忆。设计时，要以景物的真实形状为主要依据，突出物体最本质的特征，舍去次要的碎部，对无形可参考的现象，主要以象征或寓意的方法来设计，如以“火炬”象征光明或革命。总之，地图符号要求以简明、图案化的形象来表达事物，激发人们对实际事物的联想。

2.符号应有概括性和表现力

设计地图符号，在于把事物的共同特征概括、归纳在一起，抽出其中最有代表性的事物及其特征，建立典型而有代表性的符号图形。如地形图用以表示树林种类的针叶林、阔叶林符号，以树的外形和叶形特征，概括所表示的树林种类，既将树林总的特征概括于其中，又有强烈的表现力，但不是树林实际形状的真实写照。

3.符号应有独立性和逻辑系统性

每类符号均应有自己的独立特点。在同类符号中，各个符号之间既要求有明显的区别，又能在形式上保持某种联系，结合事物的性质、数量建立一定的系统。如道路虽属线状符号之类，但却又区别于其他线状符号。而在同类符号中，各种道路符号的线划粗度、虚实等又有明显的区别和一定的联系。结合分类、分级，便能清楚看出事物间的相互关系。

4.符号色彩要有象征性

长期以来，五彩缤纷的大自然给人们造成了概念印象，使色彩逐渐形成了习惯象征涵义。符号设计如能善于利用这种象征意义，就会加强地图的显示效果。如植被用绿色，地势用棕色，水体用蓝色；热用红色，冷用蓝色等。

5.符号总体要有艺术性

在保证符号科学性的基础上，一定要注意符号的总体艺术性。设计的符号应给人有一种美的享受。符号本身应构图简练、美观，色彩艳丽、鲜明，高度抽象概括。符号与符号之间，则要求相互协调、衬托，成为完整系统。

11.3. 专题信息表达

在大多数地理信息系统中，管理的空间数据是矢量格式的地物对象，这些地物对象不仅具有空间位置特征，而且具有非空间的属性数据。在表现这些地物对象时，除了显示空间位置以外，同时还可以以特定的方式显示某个或多个相关的属性，生成专题地图。

专题地图除了采用普通地图某些表示方法并使其得到进一步发展外，本身还需要有专门反映各种要素性质、数量、空间分布和时间变化的表示方法，以便使读者明确对专题内容要素的科学分析。

11.3.1. 专题地图的基本概念

专题地图顾名思义，是表示与某一主题有关内容的地图，按照地图主题的要求，只表示与主题有关的一种或几种要素。按内容可分为三大类：自然地图、社会人文地图和其他专题地图。

1.专题地图的基本特征

与普通地图相比，专题地图具有以下特征：

（1）专题地图只将一种或几种与主题相关联的要素特别完备而详细地显示，而其他要素的显示则较为概略，甚至不予显示。例如在交通旅游图上详细地表示各级道路网及与此相联系的居民地，显示通航河道、码头以及交通网的技术指标，地貌及土质植被则不表示。

（2）内容更加广泛多样。专题地图上表示的内容，除了那些在地表上能见到的和能进行测量的自然现象或人文现象外，还有那些往往不能见到的或不能直接测量的自然现象或人文现象。例如，地质构造、气候现象、洋流、民族组成、经济现象和历史事件等。

（3）不仅可以表示现象的现状及其分布，而且能表示现象的动态变化和发展规律。例如环境保护方面的地图、人口地图和经济预测图等。

综上所述，专题地图的定义应是：按照地图主题的要求，突出而完善地表示与主题相关的一种或几种要素，使地图内容专题化、形式各异、用途专门化的地图（黄仁涛，2006）。

2.专题地图的构成

专题地图由三个方面构成，即专题地图的数学要素、专题要素和地理底图要素。

（1）专题地图的数学要素

构成专题地图的数学要素有坐标网、比例尺和地图定向等内容。

在专题地图中，对人文、经济现象一般是表示其相对宏观的态势及其在区域间的对比，因此多数采用较小的比例尺。在这种地图上，坐标网为地理坐标网，即经纬网；控制点不表示；地图定向则以中央经线为正北方向。

对自然现象、资源状况，诸如地质现象、地貌现象、土壤及植被的分布、各种土地资源状况的表示，由于它们都必须以国家的基本地形图为基础，通过勘测和调绘获得，因此与普通地图一样，有一定的比例尺系列。大、中比例尺地图的坐标网也存在着两种坐标网，即地理坐标网(经纬网)和平面坐标网(投影坐标网)；大比例尺图上要选用一些大的控制点；大比例尺图如同国家基本大比例尺图一样，运用三北方向图。但中、小比例尺的图只用地理坐标网，以经线定向，不表示控制点。

专题地图因其主题和用途的要求，会有多种多样的地图投影，其经纬网的形式也形状各异。

（2）专题地图的专题要素

专题要素是专题地图内容的主体。根据地图主题和用途要求的不同，专题要素在不同

的专题地图中，有的只表示一种要素，有的则可表示多种要素；由于可以运用不同的表示方法，有的表示方法可以详细而精确地表达专题内容，有的则只能概略地表达专题内容；有的表示方法可以表达专题内容的多重属性，有的却只能表达内容的某一属性；加之地图用途所决定的地图比例尺要求的不同，因此不同的专题地图，其专题要素的内容容量、精确程度和复杂程度是有很大差异的。

（3）专题地图的地理底图要素

专题地图根据其各自的主题，有着各自要求表达的专题要素。这些要素不论是地质、地貌、气候、水文、土壤、植被，还是人口、社会、经济、历史状况，都会因发生的区域不同而有所不同。描述这些区域地理状况的水系、居民地、交通网、地貌、土质、植被及境界等要素(即地理基础要素)，是作为专题地图的底图而存在的，而表示这些地理要素的地图就称为专题地图的底图。底图具有确定方位的骨架作用，是确定专题要素的控制系统，底图中的这些要素就是地理底图要素。

由于专题地图的内容涉及广泛，所以当某一专题地图的主题所要求表示的要素与地理

底图中某一两种要素一致时，这时的地理底图要素也就是专题要素了。例如，地势图中的专题要素是水系和表示地貌形态起伏的等高线，以及少量的居民地和高等级的境界线，那么这些原作为地理底图的要素在地势图中就成为专题要素了。

在专题地图中，地理底图要素起着说明专题现象发生、发展的地理环境的作用，因此它应是退居第二平面乃至第三平面的“背景”要素。用色要浅淡，内容容量不能干扰专题要素的表达。

11.3.2. 专题地图的表示方法

目前专题地图的表示方法，一般有定点符号法、线状符号法、质底法、等值线法、定位图表法、范围法、点数法、统计图法和运动线法。表示方法的选择取决于现象和物体的空间分布特征以及地图用途的要求（表示信息的精度及其使用的性质）。

1.点状分布现象的表示方法

定点符号法（简称符号法）用来表示呈点状分布的要素。它是用各种不同图形、尺寸和颜色的符号表示各自独立的、以整体概念显示的各个物体的空间分布及其质量和数量特征。一般用符号图形和色彩表示现象的质量特征，尺寸表示数量指标。将符号定位于现象的实际位置上。

定点符号按图形可分为几何符号、文字符号和艺术符号。几何符号为简单的几何图形构成，其结构简单，区别明显，便于定位，易于比较。文字符号是用物体名称的缩写或名称的第一、二个字母来表示的，能顾名思义，便于识别和阅读。艺术符号，可分为象形符号和透视符号。象形符号是用简单而形象化的图形表示物体或现象，符号生动直观，易于记忆。透视符号是按物体透视关系绘成的符号，形象生动，通俗注目。艺术符号常用于宣传鼓动图和旅游图上。

符号用形状和颜色配合在一起时，用其中的一个表示现象的主要差别，另一个表示现象的次要差别。实践证明，颜色的差别比形状的差别更明显。因此，常用不同的颜色来表示专题要素最主要、最本质的差别，而用符号形状来表示次要的差别。如用红色和绿色或黑色表示城市和农村人口，而以符号的不同形状表示各自不同的数量分级。

定点符号法是用途较广的表示法之一，如居民点、工农业企业、学校、气象站等多用该方法表示。这种表示法能简明而准确地显示出各要素的地理分布和变化状态。

2.线状分布现象的表示方法

用于表示呈线状或带状延伸分布的现象符号，称为线状符号。如河流、海岸线、交通线、地质构造线、断层线、山脊线等。通过不同的图形和颜色可以表示现象的质量特征，如区分不同的交通规划线。线状符号法一般不表示数量指标，符号的粗细只代表质量等级的差异，如主要和次要的区别。

3.面积分布要素的表示方法

根据呈面积分布的制图现象的分布特征差异，又可分为三种表示方法：

（1）布满制图区域现象的表示

这种专题要素的表示方法有三种：质底法、等值线法和定位图表法。

① 质底法（质别底色法）：用不同的底色或花纹（乃至注以注记），以显示全制图区域内各种现象的质量差别。图面被各类面状符号所布满。例如行政区划图、地质图、土壤图、植被图、土地类型图、民族分布图等。采用质底法时，首先按专题要素的不同性质将整个制图区域进行分类或分区，制成图例，其次勾绘出分区的界线，最后把同类现象或属于同一区域的现象按图例绘成同一颜色或同一花纹。图上每一界限范围内所表示的专题现象只能属于某一类型或某一区划的，而不能同时属于两个类型或区划。

质底法的优点是清晰美观；但是不能表示各类现象的逐渐过程和互相渗透，当分类很多时，图斑复杂，必须仔细对照图例才能读图。

② 等值线法：等值线是专题要素数值相等的各点的连线。例如，等高线、等温线、等压线、等深线等。等值线法是利用一组等值线来表示某专题现象数量特征的一种方法。

等值线法可以用来表示地面和空间连续分布，且均匀渐变的现象，并能说明这种现象在地图上任一点的数值和强度。它适用于逐渐变化的自然现象如地形、气候等。不适宜于表示复杂而不均匀、不连续变化的社会经济现象（如人口分布密度）。

③ 定位图表法：它是将某地点的统计资料，用图表形式表示该地点某种现象的数量特征及其变化的一种方法。例如，风向频率和风力的玫瑰图表，温度和降水的年变化曲线和柱状图表等。定位图表法中各点的数量指标是根据有较长时间记录的、各点同一时期观测值的平均值而得的。从形式看，它只是反映某些“点”上的现象，然而却可通过这些“点”来说明整个“面”上的现象特征，所以正确地选择典型地点十分重要。定位图表一般描绘于地图内相应的点上，但由于其图形较大，不能准确定位，它在图上的位置尽量靠近产生该现象的所在地。

等值线示例

定位图表

（2）间断呈片分布现象的表示

对间断呈片分布现象常用的表示方法是范围法。范围法是用轮廓线、色彩、晕线、符号和注记，在地图上表示某种现象在制图区域内间断呈片的分布状况的一种表示方法。例如，地震的分布，煤田的分布，森林的分布，小麦、棉花或其他农作物的分布等。范围法表示的范围有绝对的和相对的之分。绝对范围是指所表示的现象仅分布在所标明的地区范围之内，在此范围以外便没有这种现象了；相对范围是指地图上勾绘的范围仅是所表示现象的集中地区，在此范围以外还有同类现象，只是太零星而无法表示而已。所表示的区域范围有精确的，也有概略的。精确的区域范围是尽可能准确地勾绘出要素的分布轮廓线。概略范围是仅仅大致的表示出要素的分布范围，没有精确的轮廓线，这种范围经常不绘出轮廓线，用散列的符号或仅用文字、单个符号表示现象的分布范围。范围法简单明确，仅需区分出各自独立的范围，而且不一定要有精确的范围界线，所以，在同一幅图上表示几种不同现象时，可以互相重叠，从而显示现象的重合性、渐进性和互相渗透性。

精确的和概略的范围法

（3）分散分布现象的表示

用一定大小、形状相同的点子表示现象的分布范围、数量特征和分布密度的方法称为点值法。点子的大小和所代表的数值由地图的内容确定。它适合于表示分布不均匀的现象。例如，人口分布、农作物分布等，从点子的疏密可以看出现象的集中或分散的程度。

点值法是范围法的进一步发展。范围法只能反映现象的分布范围及其质量特征。点值法不仅可以反映现象的的分布范围，而且还可以反映其数量特征。例如，在编绘棉田分布图时，通过均匀的布点，可以反映棉区的范围，借助点的数目可以表明棉花播种的面积。

4.适用于多种分布现象的表示方法

（1）定量数据的表示方法——分区统计图表法

把制图区域分成若干个区划单位（通常以行政区划为单位），按其相应的统计数据制成不同的统计图表绘在相应的区划单位内，以表示现象的总和及其动态变化的方法称为分区统计图表法。

分区统计图表法利用图形符号的大小与个数来表示现象的数量差异，并可在图形内划分几个部分表示其内部结构。也可用图形或图表反映一定时期内现象的发展动态。

分区统计图表法

（2）分级数据的表示方法——分级统计图法

按照各区划单位的统计资料，根据现象的相对指标（密度、强度或发展水平）划分等级，然后根据级别的高低，在地图上按区分别填绘深浅不同的颜色或疏密不同的晕线，以表示各区划单位间数量上的差异的一种表示法。

分级统计图法由于对资料要求不高（只要有各分区某要素的总量和相应的面积），易于保密，能保持较长时间的现势性，故应用极广。但由于它和分区统计图表法一样，只能表示各区划单位的差别，而不能表示同一区划单位内部的差异。故分级统计图的区划单位愈大，区内情况愈复杂，那么它的概略性也就愈显著。所以，分级统计图的区划单位愈小愈好，使分级统计图所反映的现象越接近于实际。分级统计图法适于表示相对的数量指标，如人口密度（人口数/单位面积），耕地所占全区土地的百分比（耕地面积/全区土地面积）等，而分区统计图表法适合于表示绝对的数量指标。在分级统计图上，可保留分级的界线、大的河流与居民点，以便定位。

（3）动态现象的表示方法——运动线法

对各种制图现象的移动路线和方向通常采用运动线法（简称动线法）来表示，它用不同长度和宽窄的箭头符号在地图上表示现象的运动方向、路线、数量、质量和结构等特征。如自然现象中的洋流、风向，社会经济现象中的货物运输、资金流动、居民迁移、军队的行进和探险路线等。

动线法可以表示各种现象的运动特征，即可以反映点状现象的运动路线（如船舶航行），线状现象的移动（如铁路货运的方向），分散成群分布现象的移动（如居民的迁移），整片分布现象的运动（如大气的变化）等。

运动线的表达手段是多种多样的，但不外乎是用不同的颜色、宽度与形状表示现象的数量、质量特征。通常用不同形状的箭形符号表示不同的专题现象；不同颜色的箭形符号可用来区别现象的不同质量特征，如用红色箭形符号表示暖流，蓝色箭形符号表示寒流；不同宽度的动线符号可用来表示现象的数量特征。其宽度与现象的数量值成一定的比例关系，如果是绝对成比例则表示绝对数量，任意成比例则表示相对数量。动线法的优点比较形象直观，缺点是载负量大，使得图面拥挤、紊乱而影响地图易读性。

用运动线表示的地图

11.3.3. 专题地图的设计

专题地图的总体设计，是指任务和要求明确后初步提出的图幅基本轮廓，包括投影选择、明确比例尺、划定图幅范围、进行图面规划和绘制设计略图等内容。

１．图幅基本轮廓的设计

专题地图的总体设计，比普通地图复杂多样。编制一幅专题地图，不仅要学科专业与制图的紧密结合，而且要对图幅的用途和使用者的要求有深入的了解和掌握。在此基础上，才能进行设计图幅的基本轮廓。具体要了解的内容包括：

（1）该图幅是专用还是多用

专题地图既能专用也可多用，而且愈来愈向多用方向发展，并相应地产生了一版地图多种式样的作法。

（2）已出版的类似专题地图

分析这些图件在使用中的优缺点，吸收长处，改进不足，以便更好地满足地图使用者的需要。

（3）明确地图使用者的特殊要求

根据不同的读者对象、不同用途以及不同使用场合等要求，考虑到所编制的专题地图是作为规划用的还是作参考用的、教学用的等，予以满足。

在弄清上述图幅的用途与要求之后，就要明确总体设计的指导思想，拟定专题内容项目，突出重点，提出图幅总体设计的方案。

２．制图区域范围的确定

专题地图图幅的区域范围，是根据用途和要求来确定的。范围选择是否合适，在很大程度上影响着图幅的使用效能，并与专题地图的数学基础有紧密的联系。与普通地图一样，根据图幅范围可分为单幅、单幅图的“内分幅”、分幅三种形式。

（1）单幅

这是指一幅图的范围能完整地包括专题区域而言，通常叫截幅。专题区域放置在图幅的正中，它的形状确定了图幅的横放、竖放和长宽尺寸。专题区域与周围地区的关系要正确地处理。为了便于阅读和使用，专题地图一般以横放为主要式样；有些专题区域性形状是长的，而地图的方向习惯是上北下南，所以只好竖放。

（2）单幅图的“内分幅”

这是指超过一张全开纸尺寸而分为若干印张而言。“内分幅”应按纸张规格，一般分幅不宜过于零碎，分幅的面积大体相同。

（3）分幅

分幅是地形图普遍采用的一种形式。分幅图不受比例尺限制，分幅图的分幅线是根据区域大小采用矩形分幅和经纬线分幅的，分幅图原则上是不重叠的。

此外，图廓内专题区域以外的范围如何确定，在总体设计时也应明确下来。方法有：

第一种是突出专题区域线，区内区外表示方法相同，只把专题区域界线加粗，或加彩色晕边，以显示专题区域范围，同时也能与相邻区域紧密联系；第二种是只表示专题区域范围，区域外空白，突出专题区域内容，区内要素与区外没有什么联系。第三种是内外有别，即专题区域内用彩色，区外用单色，且内容从简。这是专题地图普遍采用的方法。

３．专题地图数学基础的设计

专题地图数学基础包括地图投影、比例尺、坐标网、地图配置与定向、分幅编号和大地控制基础等，其中地图投影和比例尺是最主要的。

（1）影响数学基础设计的因素

①专题地图的用途与要求：这是影响数学基础设计的主要因素，因为投影和比例尺都是根据图幅的用途和要求选择设计的。

②制图区域的地理位置、形状和大小：该要素是一个重要的因素，位置和形状往往影响投影和比例尺的选择。在设计时对制图区域的形状和大小要详细研究，并同时设计几个方案，选择一个合理的方案。

③地图的幅面及形式：它们对数学基础设计有一定的影响，直接关系到使用效果。

（2）投影和比例尺的设计

①投影设计

在专题地图制图中采用较多的是等积投影和等角投影，具体设计时采用何种投影，要视专题地图的用途和要求而定。如类型图、区划图等要求保持面积对比关系的正确，因此应选用等积投影。

②比例尺设计

专题地图比例尺的设计应考虑图幅的用途和要求，根据制图区域形状、大小，充分利用纸张有效面积，并将比例尺数值凑为整数。在实际设计地图比例尺的工作中，往往还会出现一些特殊的问题，如：不要图框或破图框、移图、斜放（邬伦，2001）。

４．图面内容的安排

图面内容安排也可称图面配置。在同一幅地图上，图面内容的安排包括：各种大小或类型的地图的配置；地图的图名、图例、比例尺、统计图表、照片、影像、文字说明等的位置与大小；专题要素与底图要素的配合与取舍；专题内容与图廓的关系等。在许多情况下，一个幅面上所表示的不仅只有一幅地图，可能有多幅地图，而这些地图之间的关系可能是同等重要的，也可能有主次，幅面的大小、比例尺、区域范围、专题内容等也可能有很大不同。如何进行合理、有序的安排，是图面配置的重要内容。

（1）主图：主图是专题地图图幅的主体，应占有突出位置及较大的图面空间。同时，在主图的图面配置中，还要注意几个问题：

a．在区域空间上，要突出主区与邻区是图形与背景的关系，增强主图区域的视觉对比度。

b．主图的方向一般应按惯例定为上北下南。如果没有经纬网格标示，左、右图廓线即指示南北方向。但在一些特殊情况下，如果区域的外形延伸过长，难以配置在正常的制图

区域内，就可考虑与正常的南北方向作适当偏离，并配以明确的指向线。

c．移图：制图区域的形状、地图比例尺与制图区城的大小难以协调时，可将主图的一部分移到图廓内较为适宜的区域，这就成为移图。移图的比例尺可以与主图比例尺相同，但经常是主图的比例尺缩小。移图与主图区域关系的表示应当明白无误。假如比例尺及方向有所变化，均应在移图中注明。在一些表示我国完整疆域的地图中，经常在图的右下方放置比例尺小于大陆部分的南海诸岛，就是一种常见的移图形式（蔡孟裔，2001）。

d．重要地区扩大图：对主图中专题要素分布较密，难以正常显示专题信息的重要区域，可适当采取扩大图的形式处理。扩大图的表示方法应与主图一致，可根据实际情况适当增加图形数量。扩大图一般不必标注方向及比例尺。

(2)副图：指补充说明主图内容不足的地图，如主图位置示意图、内容补充图等。一些区域范围较小的单幅地图，用图者难以明白该区域所处的地理位置，需要在主图的适当位置配上主图位置示意图，它所占幅面不大，但却能简明、突出地表现主图在更大区域范围内的区位状况。内容补充图是把主图上没有表示，但却又是相关或需要的内容，以附图形式表达，如地貌类型图上配一幅比例尺较小的地势图，地震震中及震级分布图上配一幅区域活动性地质构造图等。

(3)图名：其主要功能是为读图者提供地图的区域和主题的信息。表示统计内容的地图，还必须提供清晰的时间概念。图名要尽可能简练、确切。组成图名的这三个要素（区域、主题、时间）如已经以其他形式作了明确表示，可以酌情省略其中的某一部分。例如在区域性地图集中，具体图幅的区域名可以不用。图名是展示地图主题最直观的形式，应当突出、醒目。它作为图面整体设计的组成部分，还可看成是一种图形，可以帮助取得更好的整体平衡。一般可放在图廓外的北上方，或图廓内以横排或竖排的形式放在左上、右上的位置。图廓内的图名，可以是嵌入式的，也可以直接压盖在图面上，这时应处理好与下层注记或图形符号的关系。

(4)图例：图例应尽可能集中在一起。尽管经常都被置于图面中不显著的某一角，但这并不降低图例的重要性。为避免图例内容与图面内容的混淆，被图例压盖的主图应当缕空。只有当图例符号的数量很大，集中安置会影响主图的表示及整体效果时，才可将图例分成几部分，并按读图习惯，从左到右有序排列。通过对图例的位置、大小，图例符号的排列方式、密度、注记字体等的调节，还会对图面配置的合理与平衡起重要作用。

(5)比例尺：专题地图的比例尺一般被安置在图名或图例的下方。专题地图上的比例尺，以直线比例尺的形式最为有效、实用。但在一些区域范围大、实际的比例尺已经很小的情况下，如一些表示世界或全国的专题地图，甚至可以将比例尺省略。

(6)统计图表与文字说明：是对主题的概括与补充比较有效的形式。由于其形式（包括外形、大小、色彩）多样，能充实地图主题、活跃版面，因此有利于增强视觉平衡效果。统计图表与文字说明在图面组成中只占次要地位，数量不可过多，所占幅面不宜太大，对单幅地图更应如此。

(7)图廓：单幅地图一般都以图框作为制图的区域范围。挂图的外图廓形状比较复杂。桌面用图的图廓都比较简练，有的就以两根内细外粗的平行黑线表示内外图廓。有的在图廓上表示有经纬度分划注记，有的为检索而设置了纵横方格的刻度分划。

专题地图的图面配置，不像普通地图，特别是地形图那样在很多方面可以执行规范的要求，而必须由编图人员自行设计。图面配置是否得当，将会显著影响专题信息的传递，从而直接影响用图者的感受效果。

进行图面配置还应考虑地图的使用条件及经济效益的核算。

５．色彩与网纹设计

地图的色彩设计具有不同于艺术作品的原则，它必须在色彩基本原理基础上，充分考虑地图内容、用途以及表示方法，经过制图者的创意，取得图面设计的色彩效果。

（1）按照专题现象的不同特性，可以有不同的设色方法与要求

①表示专题现象的质量差异或类别：运用色彩的色相差异，能简洁、有效地反映现象的质量差异。如以不同颜色反映结构符号、柱状符号、圆形定位符号中的质量差异；以不同色彩的点值反映同一主题不同现象的分布特点（如几个少数民族在同一区域的分布）；不同色带作为不同行政区的界线；不同色相对类型图上不同大类的区分（土地利用现状、地貌类型）；表示对象实地分布范围时，以不同色相进行划分。

②表示专题现象的数量差异：区域内的数量分布可能是渐变、连续的，也可能是突变、不连续的。渐变、连续的数量变化以面状符号居多，如果用色相的差异较难把握，应以色彩的亮度变化较好；突变、不连续的数量分布以点状及线状符号居多，可采用色相变化，但要利用色谱带中的某一连续区间反映数量变化。点状及线状符号本身的尺寸（宽度或面积）有限，颜色的差异必须较明显才有较好的读图效果。

③表示专题现象的动态变化：运用色彩中前进色、后退色概念，以及色彩的深浅连续变化表示事物相对意义上的运动状态。这在以线状符号指示运动方向（运动线法）中运用最为直观、普遍，有时把点状符号给出从大到小的系列变化，也能取得象征性的动态效果。

(2)）色彩设计应注意的几个问题

①注意用色的双重意义：虽然不同的色相可以区分不同的质量，但应尽可能结合色彩的象征意义及用色习惯。

②用色上的对比性与和谐性的统一：色相区分不同事物的效果最为直观，具有较高的对比性，但同时也使其缺乏足够的和谐；运用色彩中的亮度、甚至饱和度的差异来区分不同的质量差异或者在更多情况下的数量差异，能显示良好的和谐性，但同时却造成可分性的明显下降。因此，必须根据不同的图形特征，选择最有效的色彩对比性与和谐性的统一。

③色彩设计时，对大小不同的图形面积采用不同的设色方法：点状符号一般较小，线状符号的宽度一般也有一定限度，都必须用较重的色彩加大差异性。即使对面状符号，在没有对符号有规范或比较习惯、固定用色的情况下，在制定图例符号的色彩时，就应考虑各类事物所占面积的比例多少与组成特点是分散或是集中。对图形面积小、符号分布分散的情况下，应设定较深、较重的色彩，这样不但增加易读性，而且也提高了层次结构及对比度。

④色彩的数目及其组合的情况：这对制图工艺有很大关系，也会直接影响成图的成本，应予重视。

11.4. 电子地图

11.4.1. 电子地图的定义

电子地图是以地图数据库为基础，通过一定的硬件和软件在电子屏幕上显示的可视地图，是数字地图在电子屏幕上的符号化显示。有人又把它称为“屏幕地图”，“无纸地图”等。电子地图与数字地图的根本区别点之一是地图因素的符号化处理与否。电子地图与GIS的关系密切，它是GIS的主要数据源，是GIS中地理数据表达的主要方式，在GIS中是联系用户和地理数据库的桥梁。

11.4.2. 电子地图的种类

选择适当的硬件平台及系列软件的支持，即可形成不同形式的电子地图产品。

1.单机或局域网电子地图

存储于计算机或局域网系统的电子地图，一般作为政府、城市管理、公安、交通、电力、水利、旅游等部门实施决策、规划、调度、通信、监控、应急反应等的工作平台。

2.CD-ROM或DVD-ROM电子地图

主要用于国家普通电子地图(集)、省市普通电子地图(集)、城市观光购物电子地图、旅游观光电子地图、交通导航电子地图等。

3.触摸屏电子地图

主要用于机场、火车站、码头、广场、宾馆、商场、医院等公共场所及各级政府和管理机构的办公大楼，为人们提供交通、旅游、购物和政府办公信息。

4.个人数字助理(PDA)电子地图

个人数字助理(PDA)电子地图携带方便，具备GPS实时定位、导航、无线通信网络功能，

目前正显示其广阔的应用前景。

5.互联网电子地图

互联网电子地图在国际互联网上发布电子地图，供全球网络使用者查询阅读，广泛用于旅游。

11.4.3. 电子地图的特点

1.超媒体集成

电子地图以地图为主体结构，将图像、图表、文字、声音、视频、动画作为主体的补充融入电子地图中，通过各种媒体的互补，弥补地图信息的缺陷。

2.交互性

在地图数据库以及系统提供的工具的支持下，用户可以进行信息的交互查询以及其它的一些交互操作，如放大、缩小、漫游等；

3.动态性

可以采用视觉的（闪烁、颜色渐变，动态符号、运动线等）及听觉的（声音、音乐等）等多种手段动态地表达空间现象；

4.无缝拼接

电子地图能容纳—个地区可能需要的所有地图图幅，不需要进行地图分幅，所以是无缝拼接，利用慢游和平移阅读整个地区的大地图。

5.多尺度显示

由计算机按照预先设计好的模式，动态调整好地图载负量。比例尺越小，显示地图信息越概略；比例尺越大，显示地图信息越详细。

6.多维化表示

电子地图可以直接生成三维立体影像，并可对三维地图进行拉近、推远、三维慢游及绕X、Y，Z三个轴方向旋转。还能在地形三维影像上叠加遥感图像，逼真地再现地面情况。运用计算机动画技术，可产生飞行地图和演进地图。飞行地图能按—定高度和路线观测三维图像；演进地图能够连续显示事物的演变过程。

7.共享性

数字化使信息容易复制、传播和共享。电子地图能够大量无损失复制，并且通过计算机网络传播。

8.分析功能

用电子地图可进行路径查询分析、量算分析和统计分析等空间分析。

11.4.4. 电子地图的设计

电子地图设计的基本原则是内容的科学性、界面的直观性、地图的美观性和使用的方便性。电子地图的设计既要遵循一些共同的原则，又要充分考虑自身的特点。因此，电子地图应重点从界面设计、图层设计、符号设计和色彩设计等方面来考虑。

1.界面设计

界面是电子地图的外表，一个专业、友好、美观的界面对电子地图是非常重要的。界面友好主要体现在容易使用、美观和个性化的设计上。界面设计应尽可能简单明了，如果用图者在操作地图界面时感到困难或难以掌握，就会对地图失去兴趣。可以增加操作提示以帮助用户尽快掌握地图的基本操作，也可以通过智能提示的方式简化操作步骤。

2.图层显示设计

由于电子地图的显示区域较小，如果不进行视野显示控制和内容分层显示，读者很难得到有用信息。通常，重要信息先显示，次要信息后显示。随着比例尺的放大与缩小而自动显示或关闭某些图层，以控制图面载负量，使地图图面清晰易读。

3.符号与注记设计

地图作为客观世界和地理信息的载体，主要是由地图符号来表达。地图符号设计的成功与否，对地图表示效果起着决定性的影响。符号设计要遵循精确、综合、清晰和形象的原则，体现逻辑性与协调性。符号的尺寸要根据视距和屏幕分辨率来设计，一般不随着地图比例尺的变化而改变大小。要合理利用敏感符号和敏感注记，减少图面载负量。闪烁的符号易于吸引注意力，特别重要的要素可以使用闪烁符号。

4.色彩设计

地图给读者的第一感觉是色彩效果。电子地图的色彩设计主要是色彩的整体协调性。地图内容的设色以浅淡为主时，界面的设色应用较暗的颜色，以突出地图显示区；反之，界面的设色则用浅淡的颜色。点状符号和线状符号必须以较强烈的色彩表示，使它们与面状符号或背景色有清晰的对比。注记色彩应与符号色彩有一定的联系，可以用同一色相或类似色，尽量避免对比色。在深色背景下注记的设色可浅亮些，而在浅色背景下注记的设色要深一些。

11.5. 空间信息可视化

可视化是—种将抽象数据转化为几何图形的计算方法，以便研究者能够观察其模拟和计算的过程和结果。可视化包括图像的理解和综合，其目的是解释输入计算机中的图像。它主要研究人和计算机怎样协调一致地接收、使用和交流视觉信息。

空间信息可视化是运用计算机图形学、地图学和图像处理技术，将空间信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据和结果，用符号、图形、图像，结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法和技术。空间信息可视化为人们提供了一种空间认知工具，在提高空间数据复杂过程分析的洞察效果、多维多时相数据和过程显示等方面，将有效地改善和增强空间地理环境信息的传播能力(宁津生，2004)。

空间信息可视化形式主要有地图、多媒体地学信息、三维仿真地图和虚拟环境等。

11.5.1. 地图可视化

地图有纸质地图、电子地图等形式。电子地图是空间数据最主要的一种可视化形式，通常显示在屏幕上。动态化电子地图可称为动态地图。动态的可视化，确实比静态图面更生动，用动态地图反映不同时刻的某一主题现象的变化，让读者自己形成动态的心像，认识发展的内在规律。可交互性是电子地图独有的特性，设计一个图文结合、便于检索的界面，是可视化技术的重要内容。对于地图，交互可以改变比例尺、视角、方向，使图形发生变化。

11.5.2. 多媒体地学信息可视化

多媒体地学信息是使用文本、表格、声音、图像、图形、动画、视频等各种形式逻辑地联结并集成为一个整体概念，综合、形象地表达空间信息。多媒体形式能够真实地表示空间信息某些特定方面，是全面地表示空间信息的重要形式。

11.5.3. 三维仿真地图可视化

三维仿真地图是基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图。三维仿真地图是表示地质体、矿山、海洋、大气等地学真三维数据的重要手段。

1.三维模型的可视化原理

几十年以来，随着计算机图形显示设备性能的提高，以及一些功能强大的开发软件（如OpenGL、Directx、OpenGvs等）的推出，使得在普通微机上进行高度真实感三维图形的显示成为现实。在计算机图形显示设备上生成一副高度真实三维图形，一般需要完成以下几步（朱文军，2005）：

（1）场景描述（建模）：根据被描述对象的几何特征，使用适当的数学模型对被描述对象进行严格的函数描述，从而把被描述对象变成计算机可以接受的事物。

（2）坐标变换和投影变换：坐标变换指对需要显示的对象进行平移、旋转、或缩放等数学变换。投影变换指选取投影变换的方式，如：透视投影或正射投影，对物体进行变换，完成从物方坐标到眼睛坐标的变换。

（3）消除隐藏面和隐藏线：在把描述对象显示在计算机屏幕上之前，首先判断该对象的可见面或可见线，对被遮盖的线或面不予显示，从而保证显示对象的正确性。

（4）明暗亮度处理：选取适当的光照模型，设置光源的位置对物体进行光照和渲染，计算物体的光照程度或阴影面，从而产生较强的立体感。

（5）颜色与纹理的生成：根据物体材质或自然常识对物体设置一定颜色或对其贴合一定的自然纹理，从而增强物体的真实感。

（6）绘制和显示：完成了以上各个步骤后，即可选取适当的显示范围，进行显示或打印输出。

2.三维空间体数据可视化

对于分布在三维空间的体数据来说，有两类不同的可视化算法（唐泽圣，1999）。

第一类算法首先由三维空间数据场构造出中间几何图元（如曲面、平面等），然后再由传统的计算机图形学技术实现画面绘制。最常见的中间几何图元就是平面片，当我们需要从传统的计算机图形学技术实现抽取出等值面时就属于这种情况。可以抽取出一个等值面，也可以抽取出多个等值面。由于这种方法只是将原始数据中的部分属性映射成平面或曲面，因而这种方法构造出的可视化图形不能反映整个原始数据场的全貌及细节。但是，这类算法可以产生较清晰的等值面图象，且使图象生成及变换的速度加快。所以，这是一类常用的可视化算法，例如，地学尤其是勘查地质学中，经常用到由点源数据形成连续变化的曲面来表达某种场的变化。

第二类算法与第一类算法完全不同，它并不构造中间几何图元，而是直接由三维数据场产生屏幕上的二维图象，称为体绘制算法。这是近年来得以迅速发展的一种三维数据场可视化方法。这种方法能产生三维数据场的整体图象，包括每一个细节，并具有图象质量高、便于并行处理等优点。其主要问题是，计算量很大，且难于利用传统的图形硬件实现绘制，因而计算时间长。

第一类算法又分基于三维空间规则数据场中的等值面绘制和基于三维空间非规则数据场（如四面体格网的数据场）中等值面绘制。

11.5.4. 虚拟环境

虚拟环境是利用虚拟现实技术在空间数据库支持下构建虚拟环境。虚拟现实是通过头盔式的三维立体显示器、数据手套、三维鼠标、数据衣、立体声耳机等，使人完全沉浸在计算机生成创造的—种特殊三维图形环境中，并且人可以操作控制三维图形环境，实现特殊的目的。与其他技术相比，虚拟现实技术在思想上有了质的飞跃，它将用户与计算机视为一个整体，通过各种直观的工具将信息可视化，用户直接置身于这种虚拟环境中去感受和驾驭三维信息空间信息。虚拟现实向人们提供一个与现实世界极为相似的虚拟世界。多感知性(视觉、听觉、触觉、运动等)、沉浸感、交互性、自主感是虚拟现实技术的四个重要特征(宁津生，2004)。

传统的地学分析图形中，三维地形立体图通常是用一组经投影变换的剖面线或网线构造的，图形简单，内容单一，缺乏实体感，实用价值受到限制。而三维地形模型的动态显示是区域地形等多种要素三维景观的综合体现，具有信息丰富、层次分明、真实感强的特点.我们可通过获取地形等高线及地表属性多边形等信息，采用适当的内插拟合方法，生成真实描述实际地表特征的数字高程模型，并用网格化、三角剖分等技术建立相应的描述区域地表类型的网格及不规则三角网（如Delaunay三角网），经透视投影变换后，显示曲面，采用恰当的消隐处理和光照模型进行显示，再现区域的三维地形形态，取得真实、鲜明、直观的图像效果。

经过投影变换后的图形因为失去了深度信息，往往导致图形的二义性。消隐的目的是在实际绘制时消除实际不可见的线和面，消除多义性，增强物体显示的真实性。消隐处理可分为消除隐藏线和消除隐藏面（识别可见面）两种，可见面的识别算法有基于物空间的深度排序算法和基于图像空间的深度缓冲、面积细分和扫描线算法。

还可以由对航测、遥感图像解析测量生成DEM或由实测离散数据网格化，完成网格立体图、立体阴影图等的生成，通过着色、光照、明暗、纹理、消隐等高级图像处理以及在3D地面模型上叠加影像数据（DOM）。建立3D地形表面，实现三维地形模型的动态显示，全方位、多视角地动态观察、飞行浏览。

11.6. 计算机地图出版系统

目前计算机地图出版系统(也称电子出版系统)，是包括地图设计、编辑与自动分色制版一体化的全数字化地图生产系统，国际上最主要的计算机地图出版系统有比利BARCO Graphics地图出版生产系统和美国Intergraph地图出版生产系统。

11.6.1. 计算机出版系统的过程与工艺流程

计算机出版系统基本工艺流程如下：

1．各类编图资料的收集、分析与处理，包括已有编稿草图的扫描或跟踪数字化，或统计与观测数据的输入；

2．建立或补充建立线型库，符号库、色彩库、文字库；

3．计算机地图设计与编图；

4．计算机设计与编辑，包括符号、色彩、文字的选用，并形成技术设计文件；

5．输出彩色喷墨样，并审校、修改，必要时输出第二次喷墨样；

6．输出分色挂网软件，晒版印刷打样或直接上机印刷。新出现CTP技术，由计算机通过24束激光在热敏版上利用热敏成像技术建立图形，直接印刷，减少一些软片制版的中间环节，进一步提高印刷质量，缩短生产周期。

11.6.2. 计算机出版系统的优越性

计算机出版系统同传统的地图编制出版，以及同计算机制图与常规地图制印工艺相比较，具有以下优越性与根本性变革：

1．实现了地图设计、编绘与分色制版及印刷一体化的全数字化、自动化生产，工艺流程大为简化，综合效率大幅度提高：常规的地图编制生产包括地图设计、编绘、清绘与地图制版、印刷两大阶段。前者还包括地图编辑准备、地图编稿(对各类专题地图而言)、地图编绘、刻绘整饰等具体阶段；后者包括复照、翻版、分版、修版、套考、晒版、打样、印刷等多道工序。而计算机出版系统减少了地图清绘、复照、翻版、分版、修版、套考、晒版等多道中间工序；既大大缩短了地图生产周期，而且减少了材料的损耗，提高了地图编绘与制版质量。

2．实现了地图生产的标准化、规范化与数据化管理，地图产品质量有很大提高：由于地图设计与编辑均按线型库、符号库、色彩库、文字库所提供的统一标准，为地图标准化与规范化创造了条件，不仅便于地图生产的数据化管理，而且有利于国内外地图的使用。同时地图出版系统的精度比传统手工制图与制版的精度提高了1～2个数量级(由±0.1～0.3mm提高到±0.01～0.005mm)，从而地图制印成品线划精细，套色准确，制印总体质量有很大提高。

3．便于地图保存、修改与适时更新，有利派生多种形式的地图产品：计算机制图的电子出版系统由于修改补充较容易，在设计编辑与制版过程中，直至正式印刷之前还可对地图进行内容与形式的修改与补充，最大可能保持地图的现势性。地图出版之后，只要保存原有数据库，以后地图的更新再版也比较简便。同时，有了全部数字化的地图，再出版电子地图集、互联网地图也比较容易。

11.7. 习题

1．GIS的输出产品都有哪些形式？它们各通过什么设备输出？

2．怎样理解地图符号的实质。

3．设计地图符号的基本要求有哪些？

4．GIS中为什么要建地图符号库、汉字库和颜色库？这些库和数据输入、数据处理以及输出系统有什么关系？

5．专题地图的主要表示法有哪些，试比较之？

6．专题地图表示法与数据特点的关系是什么？

7．如何通过色彩的变化表示专题现象的不同特性？

8．地图编制与制版一体化是什么含义？它在GIS系统中处于什么地位？