地图制作原理与方法及遥感和计算机制图法

[摘要]我们日常生活里出现的形形色色的地图极大地丰富了我们的生活和生产,那么这些种类丰富的地图是如何生产制作的呢?需要涉及那些知识理论体系呢?请看本文讲解.

地图的制作方法多种多样，从成图的工作流程来划分，主要分为实测成图法和编绘成图法。从制图所使用仪器设备与制作过程的先进性分为传统制图法和现代制图法。

之后我们再看看现代化的地图制作方法,象遥感地图制作,计算机制图等.

大比例尺普通地图（主要为地形图）制作常采用实测成图法；中小比例尺普通地图制作常采

用编绘成图法。专题地图制作一般采用编绘成图法。

一、传统实测成图法

传统实测成图法常分为图根控制测量、地形测量、内业制图和制版印刷几个过程。

实测成图法是在大地测量的基础上，利用国家大地控制网和国家高程控制网来完成测图的。

大地测量的任务之一就是精确测定地面点的几何位置。国家大地控制网为国家经济建设，国防建设和地球科学研究提供地面点的精确几何位置，是全国性地图测制的控制基础，也是远程武器发射和航天技术必不可少的测绘保障。国家高程控制网是在全国范围内，由一系列按国家统一规范精确测定高程的水准点所构成的网。大地控制点如三角点、导线点、天文点和高程控制点，为便于使用，在地面上都有固定标志。

图根控制测量是直接为测图区建立平面控制点和高程控制点所进行的测量。其原理是利用大地测量所得控制点的平面坐标、高程，通过测角，测边长，传递高程的方法，测定待定的图根控制点的空间位置。图根控制点是后续地形测量的基础。

地形测量是直接对地面上的地物、地貌在水平面上的投影位置和高程进行测定。地形测量分普通地形测量和航空摄影地形测量。

普通地形测量是利用平板仪或经纬仪，水准仪等，根据控制点来测定地物特征点和地貌特征点，即地物轮廓点，地貌坡度变换点的平面位置和高程，将有关地物、地貌按比例尺用规定符号绘制在图上，获得外业地形原图。此方法目前仅在小范围地图测量和工程测图中使用。

航空摄影地形测量是传统测绘地形图的基本方法。过程是：首先对测图区进行航空摄影，获得地面的航空像片；然后，进行像片调绘即通过像片判读和野外调查，把地物、地貌及地名标注在像片上；最后，进行航测内业，即进行控制点的加密工作，并利用各种光学机械仪器，在航片所建立的光学模型上测绘地形原图。

内业制图的任务是用清绘或刻绘方法，将地形原图绘制成出版原图。

制版印刷是将出版原图经过复照、制版、印刷等程序复制成大量印刷地图。

二、传统编绘成图法

中小比例尺地图由于制图区范围大，不易采用实测成图法测制地图，而是通过实测地图缩小概括，采用编绘的方法编制地图。作业过程如下：

1.地图设计

目的是制定编图大纲或编辑设计书，作为实施作业的指导性文件。具体包括制图区地理特征研究，制图资料选用，地图内容及表示方法确定，数学基础确定，图式符号设计，地图概括指标确定和作业方案制定等工作。

2.地图原图编绘

在编辑准备基础上进行原图编绘，是编制地图的中心环节，也是决定成图质量优劣的关键。工作内容包括编稿资料图复制晒蓝，数学基础展绘，地图内容转绘，地图内容概括综合等，最终得到编绘原图。

3.地图出版准备

对编绘原图复制晒蓝，按编图大纲要求分色清绘或刻绘，分别制作出版原图，

分色样图和试印样图，为地图制印工作提供原始图件和作业参考图。

4.地图制印

利用出版原图在预制铬胶感光版上晒制印刷金属版，然后再到胶印机上套印，复制印刷出大量彩色地图。

三、遥感制图法

遥感制图法是利用遥感图像数据资料，通过图像处理和分析，用于制作或更新地图特别是专题地图的新技术方法。

遥感技术通过多时相、多波段、多平台的信息源，可快速地提供地表的海量地理信息，应用于制图则加快了地图成图周期；同时，也突破了地图只能是较大比例尺图缩编较小比例尺图的束缚。是当代地图制作技术的发展方向之一。

遥感制图法编制专题地图的流程如下：

1.遥感图像资料获取

目前我国常用的遥感信息源主要为美国、法国等国的遥感卫星提供的图像资料。各种传感仪器将记录到的数字或图像信息，以胶片、图像(卫星像片)或数字磁带等介质形式存贮，可提供给使用者。

2.遥感图像处理

原始的遥感图像数据必须进行几何校正和辐射校正，以消除卫星飞行轨道，姿态和高度的变化以及传感器本身等因素的影响所带来的各种误差，提高图像的几何精度。

为增大不同地物影像的密度差异，还要采用假彩色合成等方法对图像进行光学图像增强。

利用计算机及其相关软件对图像进行数字图像增强处理，是增大图像密度差的最好方法，能达到提高图像分辨率的效果，较为常用。[NextPage]

3.专题要素信息识别与提取

对增强处理后的遥感图像，采用目视解译法，即通过简单解译仪器，通过各种直接和间接判读标志，分析图像的各种影像特征，解译提取所需的专题要素。 

目视解译方便可行但较为落后，且解译精度有限。计算机图像识别系统是较先进的方法。把处理过的遥感数据，利用计算机系统进行图像模式识别与分类，达到较高质量地提取专题信息的目的。

4.地理底图编绘与专题要素转绘

地理底图可用传统方法编绘，亦可利用计算机编制。把专题要素转绘或叠加到地理底图上，即完成一幅专题地图的制作。需要复制印刷时，可按常规方法制版印刷。

四、 计算机地图制图法

计算机地图制图，亦称机助制图，经数十年发展，到今天已较为成熟，得到了较广泛的使用，是目前地图制作最先进的方法。按流程可将其分为数字化地图测图与数字化地图制图，前者侧重于实测成图，后者 侧重于编绘成图。

1.数字地图测图

20世纪90年代，我国数字化测图技术无论在理论上还是在实用系统的开发上都得到了迅速的发展。尽管该技术存在费用较大，人员 素质要求较高，系统可靠性需再提高等不足，但代表着目前实测成 图的发展方向。

数字地图测图的工作过程分为数据采集，数据处理， 图形编辑和图形输出四个阶段。

数据采集的目的是获取测图区制图所需的数据信息，包括地物、地形特征点的空间位置和数据链接方式以及所测要素的地理属性。外业数据采集利用全站、GPS(图1-4)速测仪等测量仪器来完成，借助于电子手薄(可连接于测量仪器或计算机的数据通讯工具)或全站仪存贮器的帮助，将测量数据输入到计算机供进一步处理。

数据处理是 指将所采集数据处理为成图所需数据的过程。包括数据格式或结构的转换、投影变换、图幅处理、误差检验等内容。

图形编辑是指利用计算机，对已处理的数据所生成的图形和地理属性进行编辑、修改，必须在图形界面下进行。

图形输出是将已编辑好的地图输出到用户所需介质上的工作，一般是在自动绘图仪或打印机上完成。

2.数字地图制图

数字地图制图系统由硬件(数字化仪、计算机、自动绘图机等)和软件(控制硬件运作的各类程序)组成其设备系统，有关的制图数据是计算机处理的对象。

数字地图制图可分为编辑准备、数字获取、数据处理。图形输出和地图制印五个阶段。

编辑准备  工作包括确定制图资料；选定地图投影、比例尺、地图内容、表示方法等，并按数字制图要求对原始资料进行处理；设计编码系统；确定数字化方法；研究程序设计方法及思路；决定制图工作流程计划等。

数字获取  图数转换，将点、线、面组成的图形转化为计算机可接受的数字。数字化运作的一种方法是采用手扶跟踪数字化仪对图形的特征点进行数字化，以矢量格式记录；另一种方法是采用扫描数字化仪，对图形进行扫描并以栅格格式记录。对数字化所获数据要进行存贮，以供计算机处理。

数据处理和编辑  字地图制图的中心工作。此阶段一是要对数字化信息进行规范化处理，如数据检查、纠正、生成数字化新文件；统一坐标原点，比例尺变换等；二是为图形输出所作的计算机处理，如投影变换、数据概括等，将数据变为绘图机可识别的绘图指令。上述工作皆需制图人员调用系统程序来实现。

图形输出  计算机处理后的数据变换为图形。由绘图程序驱动绘图仪绘出地图或由打印机输出纸质或印刷用4色胶片。

地图制印  利用计算机制作的4色胶片可晒制金属印刷版，然后在平版胶印机上印刷，可得大量复制地图。