1、第第3章章 電子地圖集的數據結構與數據組織電子地圖集的數據結構與數據組織3.1 電子地圖集概述電子地圖集概述l地圖集是具有統一設計原則和編制體例的一系列地圖的匯集，但是，地圖集并不是許多地圖的簡單總和或機械湊合。 l地圖集的特點地圖集的特點l地圖集是為了某一用途和服務對象，地圖集是為了某一用途和服務對象，依據統依據統一的編制原則系統地匯編一的編制原則系統地匯編而成的。而成的。l 它有著統一的思想結構和地理基礎；它有著統一的思想結構和地理基礎；l有協調而完善的表示方法；有協調而完善的表示方法；l圖幅與圖組編排的先后次序、各類地圖的比重都按照邏圖幅與圖組編排的先后次序、各類地圖的比重都按照邏輯性和

2、系統性相互協調配合；輯性和系統性相互協調配合；l 圖幅的配置和圖例的表示都遵循一致的規格；圖幅的配置和圖例的表示都遵循一致的規格；l各地圖內容的取舍、制圖綜合的要求遵守統一規定；各地圖內容的取舍、制圖綜合的要求遵守統一規定；l地圖投影、比例尺、地圖投影、比例尺、 各圖的選題、圖型、表示方法、各圖的選題、圖型、表示方法、圖幅大小、文字說明、地名索引以及圖集的整飾裝幀等圖幅大小、文字說明、地名索引以及圖集的整飾裝幀等等，都是經過詳細研究和精心等，都是經過詳細研究和精心 設計的。設計的。 電子地圖集電子地圖集l電子地圖集是為了一定主題和 應用需要設計和組織起來的一組電子地圖的集合，是電子地圖設計、加

3、工、表達和應用的高層次產品。l是電子技術與傳統地圖集結合的產物。l與傳統地圖集的聯系與區別（內容、數據、功能）電子地圖（集）的基本特征電子地圖（集）的基本特征l 1 1能夠全面繼承并發展了地圖科學中對地學信息進行能夠全面繼承并發展了地圖科學中對地學信息進行多層次智能綜合加工、提煉的優點；多層次智能綜合加工、提煉的優點； 2 2很強的空間信息可視化性能；系統而嚴密的教學很強的空間信息可視化性能；系統而嚴密的教學基礎，科學而系統的符號系統，強有力的可視化界面，基礎，科學而系統的符號系統，強有力的可視化界面，支持地圖的動態顯示，并可采用閃爍、變色等手段增強支持地圖的動態顯示，并可采用閃爍、變色等手段

4、增強讀圖手段和提高效果；讀圖手段和提高效果； 3 3支持空間信息的多種查詢、檢索和閱讀；支持空間信息的多種查詢、檢索和閱讀； 4 4支持基本的統計、計算和分析；支持基本的統計、計算和分析； 5 5大多數電子地圖支持大多數電子地圖支持 所見即所得所見即所得 地編輯和輸出地編輯和輸出硬拷貝，支持電子出版；硬拷貝，支持電子出版； 6 6大多數電子地圖支持多媒體信息技術。大多數電子地圖支持多媒體信息技術。 電子地圖（集）的設計目標電子地圖（集）的設計目標1 1、一般用戶、一般用戶 1地圖內容一般是普通地圖的要素； 2能夠方便的翻閱、瀏覽地圖內容，因而要求圖形符號清晰，圖面能夠迅速翻頁，漫游，縮、放功能

5、； 3必要的檢索功能：用戶能夠查詢地圖上主要要素的數據和說明； 4定位檢索和開窗放大：即通過定位選擇某一區域，可以快速彈出該區域放大圖或更大比例尺圖，滿足人們對感興趣地區進一步瀏覽； 5一般的量測：角度、面積、長度等指標能夠很方便地量測。 6多媒體信息瀏覽功能。2 2、行政及科研部門、行政及科研部門 1比較功能，能同時展現多圖、多表、多種數據，進行在時空序列上的比較； 2制作綜合性地圖，利用原來的基礎底圖生成新的評價圖、規劃圖； 3動態模擬，提供專業性的動態變化圖，展現現象的發展與變化。 4提供常用的分析模型，如動態序列地圖模型、統計分析、定位分析、網絡分析，一些專業預測模型、規劃模型； 5必

6、要的數據傳輸及通訊支持，及時的數據更新。 分類分類l電子地圖集多種多樣，根據不同的分類指標，地電子地圖集多種多樣，根據不同的分類指標，地 圖集圖集可以分為相應不同的幾種可以分為相應不同的幾種類型類型：l按按制圖區域范圍制圖區域范圍分類，可分為世界地圖集、分類，可分為世界地圖集、 國家地圖國家地圖集、區域地圖集、城市地圖集；集、區域地圖集、城市地圖集；l按按內容內容分類，可分為普通地圖集、專題地圖集、綜合性分類，可分為普通地圖集、專題地圖集、綜合性地圖集；地圖集；l按功能分類按功能分類:瀏覽型、查詢型、分析型電子地圖集；瀏覽型、查詢型、分析型電子地圖集；1.按按 圖集的圖集的用途用途分類，可分為

7、教學地圖集、科研、生產分類，可分為教學地圖集、科研、生產用電子地圖集、文化生活用電子地圖集。用電子地圖集、文化生活用電子地圖集。3 3、其它專業用戶、其它專業用戶 其它專業用戶一般包括軍事、測繪、城市管理專業，水、氣、電各專業工作部門，它們的專業要求更為具體、專業性強，要求非常廣泛，除上述功能外，還須要一些專業特定功能及分析： 1數據提取功能； 2專題圖設計制作功能，具有專門的符號庫、色彩庫，建立數學基礎，符號化、設色、調色、圖文編輯； 3專業分析功能：比如各種管道的爆管處理及分析，三維分析、顯示功能、行軍分析、圍殲分析等。 4彩色電子出版功能。3.2電子地圖集的基礎數據結構電子地圖集的基礎數

8、據結構圖幅劃分圖幅劃分l專題內容的劃分與編排l圖幅的分幅確定l圖幅的內容設計圖幅之間的基本聯系圖幅之間的基本聯系l圖幅之間的空間一致與語義一致l圖幅之間的空間關聯與語義關聯電子地圖集的分層結構電子地圖集的分層結構l電子地圖集的分層特點：4l電子地圖集的分層結構描述l電子地圖集的分層存儲電子地圖集的分塊（區）結構電子地圖集的分塊（區）結構l劃分（規則分塊與不規則分塊）電子地圖集的多比例尺分級電子地圖集的多比例尺分級l圖幅之間的分級結構l圖幅數據的分級結構3.3 電子地圖集的圖層結構電子地圖集的圖層結構l電子地圖集的圖層概念及特點（圖幅+圖層）l電子地圖集的圖層與GIS圖層的異同電子地圖集的圖層分

9、類電子地圖集的圖層分類l單一層圖層與混合型圖層l基礎圖層、專題圖層、注記圖層和柵格圖層l點、線、。面圖層和混合圖層3.4 電子地圖集的目錄結構電子地圖集的目錄結構l圖幅的索引結構l目錄的邏輯結構3.5電子地圖集的超媒體結構電子地圖集的超媒體結構3.6電子地圖集的超目錄結構電子地圖集的超目錄結構l功能性頁面l說明性頁面l地圖型頁面l三種關聯內容頁面的比較（功能、作用、關聯內容）3.7幾種數據結構及數據組織方式的比較幾種數據結構及數據組織方式的比較l分層結構與分塊（區）結構的對比l分層結構與圖層結構、目錄結構的對比l目錄結構與超媒體結構的對比l超媒體結構與超目錄結構的對比電子地圖集結構電子地圖集結

10、構外部環境：外部環境： 1 以以GPS技術，遙感技術和航空攝影測量技術等為主體，技術，遙感技術和航空攝影測量技術等為主體，構成該系統的輸入端；構成該系統的輸入端； 2 是與空間系統理論和空間分析方法相結合，綜合吸收是與空間系統理論和空間分析方法相結合，綜合吸收系統科學、系統科學、GIS、地理學（系統地理學、理論地理學、地理學（系統地理學、理論地理學、行為感應地理學、數量地理學）和人工智能思想方法的行為感應地理學、數量地理學）和人工智能思想方法的新型地理信息系統。新型地理信息系統。 3 吸收地圖學、認知心理學和圖形學的思想方法，以地吸收地圖學、認知心理學和圖形學的思想方法，以地理空間信息傳輸、利

11、用為目的的輸出部分，在此提供給理空間信息傳輸、利用為目的的輸出部分，在此提供給用戶一個信息的集成環境，該輸出部分就是電子地圖集用戶一個信息的集成環境，該輸出部分就是電子地圖集系統的大模式。系統的大模式。內部結構：內部結構： 集操作和信息組織表示為一體的、面向大眾化的集操作和信息組織表示為一體的、面向大眾化的信息系統，它是有以下部分組成：地圖集數據信息系統，它是有以下部分組成：地圖集數據庫子系統，用戶界面子系統和地圖集系統的方庫子系統，用戶界面子系統和地圖集系統的方法庫法庫用戶界面系統用戶界面系統： 電子地圖的用戶界面電子地圖的用戶界面是指電子地圖系統與用戶之間的綜是指電子地圖系統與用戶之間的綜

12、合操作環境。合操作環境。 其用戶界面系統是由：外部接口、內部接口和轉換其用戶界面系統是由：外部接口、內部接口和轉換 功能功能三部分組成。三部分組成。l 外部接口外部接口是在屏幕上顯示出來的外觀形式；是在屏幕上顯示出來的外觀形式；l 內部接口內部接口是界面系統與應用部分的交互方式；是界面系統與應用部分的交互方式；l 轉換動作轉換動作是界面接收一個數據并將其轉換為內部接口是界面接收一個數據并將其轉換為內部接口的動的動 作序列。作序列。地圖集數據庫系統：地圖集數據庫系統： 地圖集數據庫是該信息系統的核心和基礎，它是地圖集數據庫是該信息系統的核心和基礎，它是信息系統中大信息系統中大 量的地圖、文本、圖

13、表、圖象等量的地圖、文本、圖表、圖象等數據按一定的模型組織起來，數據按一定的模型組織起來，提供存儲，維護，提供存儲，維護，檢索等數據操作功能檢索等數據操作功能，使電子地圖集系統可以，使電子地圖集系統可以方便、及時、準確地從數據庫中獲得所方便、及時、準確地從數據庫中獲得所 需的信需的信息。息。 電子地圖集數據庫系統是由：物理數據庫、地電子地圖集數據庫系統是由：物理數據庫、地圖集數據庫管理系統和應用系統三部分組成。圖集數據庫管理系統和應用系統三部分組成。電子地圖集的方法庫：電子地圖集的方法庫： 地理地圖集系統的方法庫是數據庫子系統應用部分的專地理地圖集系統的方法庫是數據庫子系統應用部分的專業性擴充

14、。業性擴充。 1 數據顯示軟件數據顯示軟件 這類軟件用于輔助閱讀信息。這類軟件用于輔助閱讀信息。 2 數據操作軟件數據操作軟件 這部分軟件是針對系統的高層次用戶這部分軟件是針對系統的高層次用戶設計開發的，它負責提供給使用者進行信息組織、表示設計開發的，它負責提供給使用者進行信息組織、表示等的自主權。等的自主權。 3 數據查詢軟件數據查詢軟件 負責對地圖數據庫中的信息的檢索。負責對地圖數據庫中的信息的檢索。 4 普通文件分析軟件普通文件分析軟件 這部分軟件在于實現地圖的一般這部分軟件在于實現地圖的一般性分析功能：面積量算；從多邊形中提取影像和地圖的性分析功能：面積量算；從多邊形中提取影像和地圖的

15、統計值；影像和地圖的重新組合；影像與地圖計算；地統計值；影像和地圖的重新組合；影像與地圖計算；地圖疊置分析；影像和地圖比例尺的變換；緩沖帶分析等。圖疊置分析；影像和地圖比例尺的變換；緩沖帶分析等。 5 支持專業層次用戶的軟件支持專業層次用戶的軟件 電子地圖的分層次用戶組織：電子地圖的分層次用戶組織： 根據用圖對象的不同，將電子地圖集分為四個用戶界面根據用圖對象的不同，將電子地圖集分為四個用戶界面層次：層次： 1 演示層。演示層。初始菜單的演示選擇項將采用預設的文件，初始菜單的演示選擇項將采用預設的文件，系統將運行自動顯示時序來顯示圖集內容。系統將運行自動顯示時序來顯示圖集內容。 2 引導的和非

16、引導的瀏覽查詢層引導的和非引導的瀏覽查詢層 除允許有限的用戶輸除允許有限的用戶輸入外，引導查詢與演示相似。入外，引導查詢與演示相似。 3 實際操作層實際操作層 引導查詢的自然擴展。引導查詢的自然擴展。 4 單獨命令層單獨命令層 在這一層上，用戶將能夠訪問電子地圖在這一層上，用戶將能夠訪問電子地圖系統的所有功能。系統的所有功能。電子地圖集設計的研究電子地圖集設計的研究: 電子地圖集作為地圖集的一種新型產品形式，它電子地圖集作為地圖集的一種新型產品形式，它在設計中與常規地圖集相比，由許多新的特點：在設計中與常規地圖集相比，由許多新的特點：1 圖集的組織設計；圖集的組織設計；2 地圖集數學基礎的選擇

17、；地圖集數學基礎的選擇；3 選題；選題； 4 制圖綜合；制圖綜合；5 信息的可視化方法等。信息的可視化方法等。 1地圖集的組織設計：與常規地圖集相比，電子地地圖集的組織設計：與常規地圖集相比，電子地圖是一種圖是一種語義模型語義模型組織方式。電子地圖語義模組織方式。電子地圖語義模型的構建是以型的構建是以超文本思想概念超文本思想概念為基礎的。為基礎的。 2 電子地圖集數學基礎的選擇：電子地圖是一種電子地圖集數學基礎的選擇：電子地圖是一種以以CRT為主要顯示媒介的電子產品，這為實現為主要顯示媒介的電子產品，這為實現電子地圖集系統的信息顯示與信息定量分析和電子地圖集系統的信息顯示與信息定量分析和處理兩個過程的分離提供了基礎。處理兩個過程的分離提供了基礎。 3 制圖綜合：電子地圖中的制圖綜合是按照制圖綜合：電子地圖中的制圖綜合是按照視覺限度的原視覺限度的原理理實現的，是一種可逆過程。實現的，是一種可逆過程。 4 電子地圖的選題：與傳統的地圖集相比，電子地圖集系電子地圖的選題：與傳統的地圖集相比，電子地圖集系統的選題重點放在：系統性和邏輯性兩個方面。它擺脫統的選題重點放在：系統性和邏輯性兩個方面。它擺脫了介質空間對選題量的限制，以系統、全