毕业论文-电子地图符号线型库设计说明书

第一章测区概况

第二章介绍电子地图的基本概念，分析电子地图的主要特点

第三章首先论述电子地图符号线型库的总体设计思想，接下来描述符号线型库的设计方法及原则，介绍了电子地图符号线型库的应用情况

第四章详尽论述在Microstation下符号线型的设计与实现。首先，简单介绍测区概况，其次提出电子地图条件下符号线型制作的一些原则，接下来讨论符号线型制作的具体实现，最后展示了这次设计的符号线型库成果

第五章总结论文所做的工作和其中的不足，得出结论

第六章参考文献

附表一毕业设计任务书

附表二毕业设计开题报告

附表三毕业设计中期检查报告

附表四毕业设计的评价意见

内容摘要

电子地图具有地图的内涵，是数字地图在计算机屏幕上的符号化显示。电子地图符号线型设计是电子地图生产中十分重要的环节，一个完整的符号线型库对电子地图的编辑会带来极大的方便。

本文首先对电子地图的基本概念、电子地图设计的一般理论进行了较为深入的探讨，在此基础上介绍了电子地图符号线型设计的思想、基本理论及相关技术，探讨了电子地图制作和应用的现实情况及前景展望。

本文重点讨论了屏幕上电子地图显示的特殊要求，以及在电子地图条件下符号制作的

方法和应该注意的问题，提出了电子地图条件下符号设计的原则，在此基础上以

microstation为例，完成了电子地图符号库的设计，并以符号库为基础，在山西平朔测区1：2000航测地形图中试应用，大大提高了航摄采集和编辑的效率。

最后，简述了电子地图的应用和前景分析，并针对电子地图在导航、规划和前沿技术的应用，完成了电子地图符号线型库的设计。

关键词：电子地图、线型、符号、符号库、设计、应用。

引言

本文讨论了屏幕上电子地图显示的特殊要求，以及在电子地图条件下符号制作的方法和应该注意的问题，提出了电子地图条件下符号设计的原则，在此基础上以microstation 为例，完成了电子地图符号库的设计，并以符号库为基础，在山西平朔测区1：2000航测

地形图中试应用，大大提高了航摄采集和编辑的效率。

第一章测区概况

平朔煤田位于山西省雁北地区，成图范围东经112°10′--112°34北纬39°06′

--39°37′成图面积约1千平方公里。北同浦铁路在测区东南部，大运公路从北向南穿过测区，区内主要河流—恢河由西南向东北流入桑干河。测区北部为丘陵区，南部为平地或微丘。行政区划属山西省朔州市朔城区、平鲁区。测区内专营铁路为电气化铁路，县营煤矿较多，大多分布在煤层露头线附近，这些煤矿将来可能会收归公司所有或联合开采。历年来冻土深度最大1.25米，平均气压892毫巴。降雨集中在6-10月，4-6月有大风及沙尘暴。外业作业在4-10月，天气状况会给作业带来诸多不便。在朔城平原水利配套较好，水渠密布，沿渠大多有防风林，主要树种为杨树。在恢河两岸尤其在新安庄（米昔马庄）附近培育着成片树林，构成森林景观，属隐蔽半隐蔽地带。

整个测区分1米、2米两种等高距。以纵坐标4363公里线为界，4363公里以北基本等高距为2米，以南基本等高距为1米。在2米等高线范围内，遇有高差较小的图幅，适当加绘半距等高线，精度仍按等高距2米要求。

一、成图规格及作业要求

（一）坐标系统

1954年北京坐标系，3°带高斯正形投影，中央子午线112°30′。投影面为大地水准面。（二）高程系统

1956年黄海高程系。北部丘陵基本等高距为2米，南部平原基本等高距为1米。

（三）图幅分幅

采用正方形分幅，边长50cm×50cm，图号采用图廓西南角坐标2位整数1位小数，X在前，Y在后中间以短线相连，如：63.0-88.0

（四）成图精度

内业加密点和地物点对最近野外控制点平面位置中误差按下表：

中误差地形

项目平丘地

图上（㎜）山地、高山地

图上（㎜）

加密点0.4 0.55

地物点0.6 0.8

内业加密点、高程注记点和等高线对最近野外控制点的高程中误差按如下表要求：

地形类别平地（m）丘陵(m) 山地(m) 高山地(m)

等高距1.0 1.0 2.0 2.0

加密点- 0.35 0.8 1.2

注记点0.4 0.5 1.2 1.5

等高线0.5 0.7 1.5 2.0

困难地区（林区、阴影覆盖、冲沟、有树陡坎、隐蔽地区）平面和高程精度放宽1/2。

在市区、生活区等居民地密集处，不绘等高线，以注记点表示地形，采集和编辑时，要求每方里网格内注记点个数不少于15个。

二、航摄资料

本摄区共48条航线，为真彩色。其中合格为7-19航线

摄影时间为2005.06.15

相机型号：RMK TOP15 镜头号码149988

相机焦距（㎜）FK=152.84194 相机主点：（㎜）X0=-0.01227 Y0=-0.00150

框标坐标方向X Y

（一）113.010 -113.002

（二）-112.989 -113.001

（三）-113.002 112.993

（四）112.995 112.994

三、已有资料及分析

（一）1：5万地形图一套12幅。总参测绘局1977年航摄1979年出版。

（二）平朔矿区总体规划图1套2幅。

（三）航空摄影像片一套。（暂缺）

（四）1979年山西煤田地质公司所作1：5千地形图，图例表中的大地点成果，该成果坐标位数不足，使用时须查对。此资料与矿区保存成果为同一套，而山西档案资料馆买来成果与矿区成果Y坐标差60公分，不能用。2005年4月踏勘时南部找到6个点，朔县、梨园头、王万庄、西辛庄、台墩坡、杨涧。标石大多已破坏，盘石还在。平面可靠，高程需仔细核对。南部1级水准点因大运公路翻新已无法查找。现有2、3级略图，需要在南部找水准点，施工时北部的大地点和水准点请安太堡矿协助找点。先在网图上作好计划，再行连测。务必保证大地网的可靠性。

（五）市民政局有地名办，施工时需购买标准地名

四、空中三角测量

（一）外业控制在检查验收后进行空三加密。

（二）内业采用全数字空三加密，对外业点进行考核，对内业点进行加密描分辨率21μ。（三）相对定向限差：丘陵地残余上下视差Δq应小于0.005㎜，重丘、山岭区残余上下视差Δq应小于0.008㎜。

（四）模型连接较差的限差：ΔS≤0.06?M?10-3

ΔZ≤0.04?(M?f/b)?10-3

（五）绝对定向后，各项限差的规定如下：

限差项目ΔS（㎜）ΔZ（m）

平丘地山地平丘地山地

定向点残差 0.3 0.4 0.26 0.6

检查点不符值0.5 0.7 0.4 1.0

公共点较差 0.8 1.1 0.7 1.6

整个测区分1米、2米两种等高距。以纵坐标4363公里线为界，4363公里以北基本等高距为2米，以南基本等高距为1米。在2米等高线范围内，遇有高差较小的图幅，适当加绘

半距等高线，精度仍按等高距2米要求。

第二章电子地图的基本理论

电子地图是现代技术方法和社会需求与地图学相结合而产生的一种地理信息表示、传输和应用的新兴技术。人们对它的认识和理解正在深入之中，它的作用将随着人们认识的深化而增大，普遍认为它的发展将会改变人们对地图原有的认识，并且为地图学的发展提供一个新的模式。

一、电子地图概述

（一）电子地图的基本概念

给电子地图下定义，困难在于电子地图的“显示”与“存储”是相分离的。“电子地图”常常与“数字地图”这个概念相混淆。什么是“数字地图”？各种说法的内涵大致是相同的，以GJB1840-93的定义最为精炼：“以数字形式记录和存贮的地图”。数字地图是存储在计算机中的地图，属于虚地图。数字地图与电子地图既有区别有又联系，也有人认为“数字地图”还不能算作成品地图，而是地图的一种中间存储方式，只有将“数字地图”在计算机屏幕上视觉化后才成为“电子地图”。“数字地图”是“电子地图”的数据基础，“电子地图”是“数字地图”的视觉化。因此电子地图可以被定义为：具有地图的符号化数据特征，并能实现快速显示，可供人们阅读的有序数据集合。

（二）电子地图的特点

电子地图与传统的纸质地图相比有其特殊性：

1．信息载负量大

电子地图的内容与传统的纸质地图相比更加丰富，其内容可以多层次展开。

2．阅读更加方便

用户可以进行文字数据检索，并可以进行开窗放大，可按用户需求显示有关地区、有关层次的内容，提高阅读速度。

3．具有动态显示功能

电子地图可以进行实时、动态显示，如模拟随时间变化的自然人口迁移等。根据需要可以使某一要素在屏幕上闪烁，使用户易于找到目标。

4．可显示大区域详情，避免图幅拼接

在一个文件中可以存贮大范围的区域，通过滚动显示连续地域特征。而传统的纸质地图通常要进行分幅，带来拼接上的麻烦。

5．具有统计计算和分析能力

采用人机交互的查询手段，可以获取精确的文字和数字信息。

6．图、文、声并茂

运用多媒体技术，将单一的视觉信息扩充至听觉，将图形（像）、文字和声音结合起来，提高了传输信息的效率。

7．内容的用户自适应

传统地图上的内容当制图人员在设计时一旦确定就无法更改。在电子地图中，用户可以根据自己的需要决定地图的内容。例如在一幅统计地图上，地图要素、注记等的选择、符号及色彩都可由用户根据需要任意组合，使电子地图的表现力及电子地图的现势性得到极大增强。

8．可进行各种内容叠加

由于有统一的数据库支持，各种要素可进行精确的叠加，且多层面叠加分析比较容易。9．具有更丰富的色彩

在电子地图中，其色彩是采用加色法得到的，可以根据需要预先设计也可以实时调配，计算机提供了色彩的定量控制技术，使得电子地图的色彩配置极为方便。

第三章电子地图符号线型库的总体设计

一、设计概述

电子地图仍保持着常规纸质地图的一般特性。由于采用了计算机技术，一般来说电子地图的设计制作比常规纸质地图要容易一些。

（一）符号线型的设计思想

地图符号传输地理事物的空间分布，是人们认知地图、分析地图内容的重要可视化工具，被称为地图的语言。地图符号系统是现代地图学最基本的特征之一。地图符号能保证空间对象的位置具有较高的几何精度，从而提供了地图绘制，我们用一般的方法既麻烦又不好看，而用线型就可以解决这些问题。因此，电子地图符号线型库有着广泛的应用。目前随着计的可量测性。地图符号不仅能表达地面物体的存在和物体和肉眼看不见的地理现象。特别是采用地图符号后，可以使地物主次分明，使得地图所表达的地面现象主次分明，清晰易读。地图的绘制过程中，为了提高绘制效率，特别是线状地物的绘制，线型的设计和应用极为重要

（二）地图符号线型的几种制作方法

利用计算机实现数字地图的符号线型化目前主要有三种方法：

1．程序法

直接针对具体的符号线型进行编程，一个符号线型由一段子程序来实现，这必将耗费

大量的编程工作量，当符号线型系统发生变化时，符号线型软件也要相应的变动，而且若要增加新的符号线型，必须重新设计算法编程。

2．符号数据点阵化方法

按一定的网格，用点阵数据描述，即栅格法。这种方法不便于打印输出。

3．符号线型数据矢量化方法

这是一种常用的制作方法。地图符号线型的矢量化方法都建立在一定的基本图形元素的基础之上，对地图符号线型进行绘制，就是把地图符号线型分解成基本图元。

（三）地图符号线型库设计的原则：

1．对于国家基本比例尺地图，图形符号线型颜色、图形、符号线型含义与匹配比例尺，应尽可能符合国家规定图式；

2．专题地图部分，尽可能采用国家及整个符号线型部门标准，有益于标准化、规范化；

3．新设计符号线型应遵循图案化及整个符号线型系统逻辑性、统一性、准确性、对比性，色彩象征性，制图和印刷可能性等一般原则。

（四）符号线型库的应用情况

西安煤航根据甲方的不同用图标准，设计出不同的符号线型库。基本依据95版的国家地形图图式，结合城市的现状复杂程度，编制地形图图例，随时匹配、随时应用。具体的图例如下：

第四章以microstation为例，电子地图符号线型库的设计与应用

一、Microstation软件从出现到现在，经历了microstation95、、microstationJ、microstation geographics、microstationV8等多个版本。系统不断完善，功能十分强大。

Microstation GeoGra图标

在绘图之前，打开已有文件夹，或新建文件夹。此时即进入Microstation，并出现如下图所示的界面：由于2D设计文件的主单位是mm，而实际需要的绘图区范围很大，因此请先将主单位改为米（m）

中煤航测遥感局测绘工程院是较早使用microstation的单位之一，在长达20年的使用过程中，煤航的科技人员对microstation进行了多种方式的二次开发。

MicroStation J版以后，均支持与AutoCAD的连接，有良好的兼容功能。

MicroStation V8 可以直接参考及开启自AutoCAD v2.6 到AutoCAD 2000/2000i/2002 所建立的 DWG 图档. 您可以将经由选择档案 > 另存新檔将现在所

处理的 DWG 储存为另一个 DWG 版本. 储存时选择档案格式为 DWG 或 DXF. 一个"DWG选项"的按钮会出现, 里头可以设定的选项之一是 DWG 的版本. 请注意有一些 DWG 的特征(即图面配置, 剖线, 等等.) 在旧版本的 DWG 格式中是不支持的, 并不会储存在旧版。

二、microstation在符号线型库设计中的优势分析。

MicroStation软件在符号制作方面有很大的灵活性。在制作点符方面，它提供了功能强大的编辑工具和精确的尺寸定位，可以制作各种复杂的图形，并将其作为一个单元而存放到单元库中。在绘图中经常会用到一些符号，比如室内设计图形的窗户、门、机械工程图内的螺钉，这些图形符号皆可将其保存成单元CELL，这样将来你在任何设计文件内部都可将其调出使用。单元是MicroStation中生成的一种小图形，通常是频繁使用的图形，或复杂符号、标志或详图。单元保存在一种称为单元库的特殊类型文件内，其中可以包括很多单元。单元有以下用途：

（一）I51H1001a.tif绘制图案及重复的祥图时可节省时间。

（二）使在设计中更新祥图更为容易。

（三）提供图形的一致性。

在制作线型方面，MicroStation软件提供了线型编辑器，在线型编辑器中，通过点符、点单元、线单元之间的复合构成自定义线型，并将此线型保存在线型库文件中。MicroStation提供的线符制作工具功能十分强大，既可制作像国界这样有规律性的符号，也可制作桥梁这种半依比例尺的可任意拉伸的复杂符号。线型形式有三种：（一）线划样式

线划是一串重复显示的实线段和空线段所组成的图案。每一实线段的长度、颜色都可以设置。

（二）点符号线

点符号线是由一串符号所组成的，按照元素的长度而显示。一个点符号组件包含相关联的线划组件。

（三）复合线

一复合线组件包含任何线型（线划、点符号线、甚至一复合线），这也是惟一能同时显示线划与点符号线的方法。

使用时，在设计文件中连接单元库和线型库文件，即可调用所需的单元或线型。MicroStation没有设立面符库，而是提供“区域填充”工具，把“单元图案”（符号）放到图元库中，使用填充工具对多边形进行填充，完成面域的符号化。

三、设计过程及主要成果。

（一）符号库的设计

地图符号构成：

我们知道，任何符号都是有一定的图形元素构成的，地图符号也不例外。

地图符号构成元素即是组成一切地图符号 (或系统 )的基本因素，是地图上最小的图解单元，是图形符号设计的基础，它和专题内容表达手段的关系极为密切。地图符号构成元素根据图形的视觉变量理论可以认为由八大元素组成：位置、形状、颜色（含色相、饱和度）、亮度、尺寸（含大小、长短、粗细）、网纹结构（含密度、排列、疏密和结构）、方向和注记。位置即符号在地图上的定位，在专题地图中常用来反映专题内容的空间地理分布，是地图颜色和尺寸最重要的符号构成元素，在地图符号设计中最为常用。形状、颜色中的色相、网纹结构中的排列、密度以及方向易于表达要素的质量特征；颜色中的饱和度、尺寸、亮度和网纹结构中的疏密易于表达要素的数量特征。颜色可以造成空间感。每个地图符号构成元素都可表示一定的专题内容特征。地图符号构成元素和其所表示的专题内容特征之间，不宜用简单的“行”或“不行”作肯定或否定的回答，两者之间是一种模糊关系。其中点状、线状、面状符号的情况又各有不同。在专题地图制图中，专题内容表达手段的设计，主要就是符号的构成元素的设计，也就是符号的构成元素的优化选择、变化或联合。建立和编辑符号

1.从符号菜单中选择符号。“符号库”设置框打开。

2.从符号库设置框的文件菜单中，选择新建。“建立符号库”对话框打开。

3.在文件栏中输入新符号库名称，一般扩展名为“.cel”，在文件中输入zcycell新

符号库文件名。

4．单击确定按钮。如：

建立符号

图形符号的线符（颜色、线型和线宽）是在生成时确定的。而点符号是在放置时被设定为激活线符。视图旋转时图形符号也旋转，而点符号则与视图无关。点符号对于文本来说更为有用。

点符号具有一个“可扑捉点”———它的原点———并总是放置在“激活层”，而不考虑构成符号的组件在哪一层上。然而，图形符号则与层无关。它可以放置在“激活层”的相对层或与建立符号时的相同层，由“相关”设置决定。下表总结了图形符号与点符号之间的差别：

说此处讨论的“点单元”所指的符号生成时确定的“符号类型”。不要与“激活点符号”相混淆，后者是指那些使用“点”工具框中的工具来放置的符号库中的符号。任何一种类型的符号———图形或点符号———都可以成为“激活点符号”。

建立符号的步骤：

1、首先连接符号库，参见连接以前已存在的符号库。

2、在所期望的层上绘制符号的内容。

3、使用符号选择工具，选择包含在符号内的全部符号。或者放置围栅将构成符号的全

部符号包含在内。

4、在“符号”工具栏中选择定义符号原点工具。状态域中将出现“定义原点”的提示。

符号原点是用于在设计中确定符号位置的点，当符号放置在设计中时，符号原点将位于用于符号定位的输入数据上。

5、输入一数据点定义符号原点。

6、从“设置”菜单内选择“符号”。“符号库”设置打开。

7、在设置框的右下角，单击“建立”。“建立符号”对话框打开。

8、在“名称”域内，键入6个字符以内的名称。

9、（任选）在“说明”域键入27个字符以内的说明。

10、从选项菜单中选择符号类型。

11、单击“建立”键。

编辑符号的名称或描述：

1. 从“设置”菜单中选择“符号”。“符号库”设置框打开。

2．在列表框中选择所期望的符号名称。

3．在“符号库”设置框的右下角，单击“编辑”键。“编辑符号信息”对话框打开。4．编辑符号的名称和描述。

5．单击“修改”键。

平朔2000符号库

平朔2000符号库

郑长友符号库

线型组件

线型组件是构成线型定义的组件。位于Bentley 的“Workspace\system\symb”目录内的“lstyle.rsc”包含了许多的范例线型定义。

线型组件包含了笔划样式、点符号及复合这三种组件型式

定义线型的一般程序

1. 在“像素”菜单中的“线型”中，选择“编辑”。

开启“线型编辑器”对话框。

2. 自对话框中的“档案”菜单中，选择“开启新档”以建立一个新线型资源档或“开启旧档”，使用现有的线型资源档。

此时会开启“建立线型库”或“开启线型库”对话框，其操作方式分别与“开启新图档”与“开启图档”的操作方式类似。

3. 在对话框中新建或开启一个线型资源档。

关闭对话框之后，回到“线型编辑器”对话框。

4. 建立及修改一个线型，参照下列各节：

建立笔划样式组件

建立点符号组件

建立复合组件

5. 自“编辑”菜单下的“建立”子菜单中点选“名称”。

在线型列示框中会自动新增一个“未命名”的线型，并呈选定状态。若在组件列示框中已选择了一个组件，则在此组件前会出现一个“>>”符号，表示直接连结为新建“未命名”线型内的定义组件（若此组件为一复合组件，则其下的次组件亦为此定义的一部份，基本上，是“非直接连结”）。

线型示例

（二）符号线型库在平朔2000地形图中的应用：

打开MicroStation界面，选择平朔1：2000地形图，进入编辑状态。在此之前要分库和线型库分别拷贝到C:\Bentley\Workspace\system\cell和C:\Bentley\Workspace\system\ symb目录下，完成前期工作。

在MicroStation下调用符号线型库：

用已做好的符号线型库做图。效果如下：

第五章结论

电子地图具有地图的内涵，是数字地图在计算机屏幕上的符号化显示。电子地图符号线型设计是电子地图生产中十分重要的环节，一个完整的符号线型库对电子地图的编辑会带来极大的方便，提高了工作效率。

本设计探讨了电子地图符号线型制作和分析应用的相关技术。在本文中，主要针对以下几个问题进行了理论和实践上的探讨：

一、电子地图的基本知识，符号线型库开发的各种格式。

二、电子地图符号线型库的设计原则，符号线型的基本应用。

三、在Microstation下，符号线型库的设计过程及成果。

进一步的工作

一、将超媒体技术融入到电子地图中是电子地图发展的热点之一。一方面可以利用超媒体技术进行多媒体的管理，另一方面可利用超媒体技术提高界面的交互性，使界面的设计趋于多极化，人机交互性进一步增强，可满足不同层次使用者的要求，使用更加方便，提高查询速度。

二、进一步完善符号库，使符号库使用更灵活，功能更全面，能够将图形符号、实体符号、动态符号等多种类型的符号进行有机的管理，并且进一步提高地图符号化的速度。

三、为适应数字化环境的需求，电子地图应考虑从单机版向网络版移植，其首先关心的应该是能够提供一套方便的符号线型制作工具及应用接口，特别是能够提供联机标图工具和分析工具。

四、将电子地图用于特殊用途，既要向商业推广，又必须采取适当的数据保密措施，因此找到一种更为合理的数据管理和使用方式，也是下一步需要考虑的问题。

致谢

值此论文完成之际，向所有给予我关心和帮助的人们致以衷心的感谢!

首先感谢我的导师沙从术老师在我在校学习期间，对我学习、工作、生活

等各方面给予的教导、关心和帮助，对本论文的完成所做的精心指导。他不仅传授给我最新的科学知识、科学研究的方法，而且他那一丝不苟的工作作风、严谨

的治学态度、正直的做人准则使我受益菲浅，是我毕生的财富。

感谢中煤航测遥感局测绘工程院指导老师张新利高级工程师在百忙之中给我的耐心细致的教导。感谢张师给我的关心和帮助。

感谢李师、贾师、张师、肖师、庞师等老师三个月来对我亲临指导和提出的宝贵意见。更感谢老师们的热情帮助。

感谢我的大学同学王晓娜、王海建为我提供参考资料，并给予指导和帮助。

感谢我院测绘2002级的全体同学。

最后，再一次向所有给予我指导、帮助、支持、关心与鼓励的老师、同学、

朋友和亲人表示衷心的感谢!