第第6章章 地图符号设计地图符号设计地图符号地图符号地图符号的绘制地图符号的绘制地图符号设计地图符号设计地图符号化过程地图符号化过程地图注记地图注记地图布局地图布局图幅设计图幅设计 第第6章章 地图符号设计地图符号设计l地图符号是地图语言，是对制图对象的综合（第一地图符号是地图语言，是对制图对象的综合（第一次）。次）。l广义广义的地图符号的概念是指表示地表各种事物现象的地图符号的概念是指表示地表各种事物现象的线划的线划图形图形，色彩色彩，数学语言数学语言和和注记注记的总和，也称的总和，也称地图符号地图符号系统系统。l完整的地图符号系统由图解语言（地图符号）、写完整的地图符号系统由图解语言（地图符号）、写出语言（色彩和地貌立体表示）、自然语言（名称出语言（色彩和地貌立体表示）、自然语言（名称注记）和数学语言（地图投影、比例尺、方向）四注记）和数学语言（地图投影、比例尺、方向）四部分组成。部分组成。l狭义狭义的地图符号概念是指在图上表示制图对象空间的地图符号概念是指在图上表示制图对象空间分布、数量、质量等特征的标志，是信息载体，包分布、数量、质量等特征的标志，是信息载体，包括线划符号、色彩和注记括线划符号、色彩和注记 。地图符号的分类地图符号的分类 l按符号所表现的制图对象的按符号所表现的制图对象的几何特征几何特征分类：点、线、分类：点、线、面；面； l按符号与地图按符号与地图比例尺比例尺的关系分类的关系分类 ：不依、半依、依比：不依、半依、依比例尺；例尺；l按符号所表示的制图对象的按符号所表示的制图对象的地理特征量度地理特征量度分类：分类：定性定性符号、定量符号和等级符号符号、定量符号和等级符号；l按符号的按符号的图形特征图形特征分类分类 ：几何符号、艺术符号、文字：几何符号、艺术符号、文字符号符号 ；l按符号的按符号的表示方式表示方式分类：矢量、栅格；分类：矢量、栅格；l地形图图式地形图图式 ：地图符号样式和描绘规则的规范：地图符号样式和描绘规则的规范 ，是，是测绘和出版地形图必须共同遵守的基本依据之一，是测绘和出版地形图必须共同遵守的基本依据之一，是由国家统一颁布执行的标准。由国家统一颁布执行的标准。l数字地图制图系统，首要任务是建立、健全符号库。数字地图制图系统，首要任务是建立、健全符号库。文文火车站学学地图符号的绘制地图符号的绘制l计算机地图制图软件中地图符号绘制的实质是将计算机地图制图软件中地图符号绘制的实质是将符号坐符号坐标系标系中图形元素特征点的坐标（中图形元素特征点的坐标（x, y）变换到变换到地图坐标地图坐标系系中的坐标（中的坐标（X, Y）并按给定的并按给定的顺序顺序连线的过程。连线的过程。 l符号绘制分符号绘制分信息法信息法和和编程法编程法 l信息法分信息法分矢量格式矢量格式与与栅格格式栅格格式。l点状符号信息法绘制点状符号信息法绘制。 l线状符号信息法绘制线状符号信息法绘制。l面状符号信息法的绘制面状符号信息法的绘制。l复杂符号的绘制复杂符号的绘制。l采用信息法绘图或显示，使众多点、线、面符号绘制只采用信息法绘图或显示，使众多点、线、面符号绘制只分别用点、线、面三个程序，程序通用，数据复杂，可分别用点、线、面三个程序，程序通用，数据复杂，可以说是开放式的绘图。以说是开放式的绘图。l编程法是信息法的必要补充。编程法是信息法的必要补充。信息块法信息块法l也称为符号库方法。也称为符号库方法。l信息块是描述符号的参数集信息块是描述符号的参数集l绘绘图图时时，通通过过程程序序处处理理符符号号库库中中的的信信息息块块，完成符号的绘制。完成符号的绘制。l直接信息法直接信息法和和间接信息法间接信息法。1、占用存储空间小、占用存储空间小2、能表达复杂图形、能表达复杂图形3、绘图精度高、绘图精度高4、可无极放大，不变形、可无极放大，不变形5、程序量大，编程复杂。、程序量大，编程复杂。编程法编程法 l绘图子程序按符号图形绘图子程序按符号图形参数参数计算计算绘图矢量并绘图矢量并操作操作绘图绘图仪绘制地图符号。仪绘制地图符号。l每一个地图符号或同一类的一组地图符号可以编制一每一个地图符号或同一类的一组地图符号可以编制一个绘图子程序。这些子程序组成一个个绘图子程序。这些子程序组成一个程序库程序库。l在绘图时按符号的在绘图时按符号的编码编码调用相应的绘图子程序，并输调用相应的绘图子程序，并输入适当的入适当的参数参数，该程序便根据已知数据和参数计算绘，该程序便根据已知数据和参数计算绘图向量并产生绘图指令，从而完成地图符号的绘制。图向量并产生绘图指令，从而完成地图符号的绘制。l这种方法适合那些能用数学这种方法适合那些能用数学表达式描述的地图符号表达式描述的地图符号l增、删符号不方便增、删符号不方便TombstoneTombstone（）点符号绘制点符号绘制 l参数：定位点参数：定位点、缩放系数缩放系数、旋转角。旋转角。l信息块具有独立坐标系，符号坐标系信息块具有独立坐标系，符号坐标系lCoorRot(double CoorRot(double X, X, double double Y, Y, double double A, A, double Scale, double * X1,double * Y1)double Scale, double * X1,double * Y1)lGPolygon(CDC* GPolygon(CDC* DrawDC, DrawDC, POINT POINT *Points, *Points, int n, BOOL Fill, COLORREF BrushColor)int n, BOOL Fill, COLORREF BrushColor)线符号绘制线符号绘制 l重复配置点符号图元法重复配置点符号图元法与与组合绘制组合绘制两种方法。两种方法。l重复配置点符号块方法：重复配置点符号块方法：是将线符号分解成是将线符号分解成基本点符号图元，然后沿线符号基本点符号图元，然后沿线符号定位线定位线连续连续配置点符号配置点符号。组合绘制方法组合绘制方法的基本思想是：任何线符号可以的基本思想是：任何线符号可以由具有单一特征的线符号组合而成由具有单一特征的线符号组合而成 面符号绘制面符号绘制l在面区域内配置在面区域内配置规则点符号规则点符号l绘制不同倾角的绘制不同倾角的晕线晕线构成图案构成图案l用用颜色填充颜色填充面区域面区域 l图案、图块、纹理填充图案、图块、纹理填充 栅格符号绘制栅格符号绘制 l基本思想基本思想：读取栅格信息，写到相应位置。：读取栅格信息，写到相应位置。l实质实质：对栅格符号信息作栅格的基本运算。：对栅格符号信息作栅格的基本运算。l基本方法基本方法位移法位移法： 1、符号库中获取像元矩阵；、符号库中获取像元矩阵；2、从左至右逐列取出点阵信息，按线符号定位线走向旋、从左至右逐列取出点阵信息，按线符号定位线走向旋转变换（垂直）；转变换（垂直）；3、平移到指定位置输出。、平移到指定位置输出。l难点难点在于：栅格图象的运算比较难，并且栅格图象在变换时在于：栅格图象的运算比较难，并且栅格图象在变换时要失真。要失真。l基本运算基本运算：灰度值变换、平移、算数组合与逻辑组合。：灰度值变换、平移、算数组合与逻辑组合。l宏运算宏运算：扩张、侵蚀、加粗、减细、填充。：扩张、侵蚀、加粗、减细、填充。复杂符号复杂符号 l特殊位置图元绘制特殊位置图元绘制：l线状单元的线状单元的整体变化整体变化方法：全程拉伸、横方法：全程拉伸、横向渐变、纵向渐变。向渐变、纵向渐变。l程序符号程序符号的方式来实现：的方式来实现：数字地图符号的要求数字地图符号的要求l不同类别的地图往往采用不同类别的地图往往采用不同的符号系统不同的符号系统，地图的，地图的符号系统与地图的主题、用途密切相关，设计数字符号系统与地图的主题、用途密切相关，设计数字地图符号时都要满足数字地图对符号的基本要求。地图符号时都要满足数字地图对符号的基本要求。l充分考虑各类符号的约定，尽量使用充分考虑各类符号的约定，尽量使用惯用符号惯用符号，保，保证地图符号的统一化和标准化证地图符号的统一化和标准化 。l要考虑要考虑比例尺比例尺和和幅面幅面的大小。的大小。 l考虑人们对地图符号的考虑人们对地图符号的感受规律感受规律。 l符号图形要符号图形要形象、简单、规则形象、简单、规则 。l符号的形状与结构要成符号的形状与结构要成系统系统，要充分体现符号的系，要充分体现符号的系统性。统性。l符号的形状与结构要与惯用符号相同或相近，保持符号的形状与结构要与惯用符号相同或相近，保持同类制图信息符号的同类制图信息符号的延续性延续性和和通用性通用性：l符号的形状与结构要与要素的符号的形状与结构要与要素的分类分级分类分级相适应；相适应；各级道路符号各级境界符号数字地图符号的要求数字地图符号的要求l符号的符号的尺寸尺寸要与制图信息的要与制图信息的数量、等级数量、等级相适应相适应 l符号的符号的颜色颜色要尽量与实际现象有一定的联系，要尽量与实际现象有一定的联系，或与人的或与人的感受规律感受规律相一致。相一致。 l符号颜色的符号颜色的浓度浓度要与其要与其面积大小面积大小及所代表事物及所代表事物的的重要程度重要程度相适应相适应 l地图符号色彩的地图符号色彩的组合组合便于用图者形成科学的便于用图者形成科学的逻逻辑思维辑思维。l用用色相色相及及色调色调的明显的明显差异差异表示制图信息显著的表示制图信息显著的类别差异类别差异 。数字地图符号的要求数字地图符号的要求地图符号设计地图符号设计l地图符号设计是整个地图设计工作中极为重要地图符号设计是整个地图设计工作中极为重要的一环。的一环。 l地图制图或地图制图或GIS系统一般都提供了制作或设计系统一般都提供了制作或设计符号（库）的功能。符号（库）的功能。l符号设计符号设计主要途径主要途径：l（1 1）文本编辑（）文本编辑（AutoCADAutoCAD的形文件的形文件shpshp）；）；（2 2）二次开发语言编程（）二次开发语言编程（ARC/INFOARC/INFO的的AML)AML)；l（3 3）系统本身的图形功能（）系统本身的图形功能（ AutoCADAutoCAD的块文的块文件件blockblock）；）；l（4 4）设计界面（）设计界面（MGEMGE的线型编辑器）。的线型编辑器）。常用图形软件符号的制作常用图形软件符号的制作lAutoCAD ：型文件（型文件（*.SHP,*.SHX,*.LIN.*.PAT）、）、图形块、程序绘制图形块、程序绘制lMAPINFO:点状符号：位图、点状符号：位图、rueType字体符号和字体符号和矢量符号；线状符号矢量符号；线状符号:lineedit.exe；面状符号面状符号:areaeditor.exelArcGIS 中，符号库是在符号管理器中，符号库是在符号管理器(Style Manager)中进行管理，进行符号库的添加、删除、中进行管理，进行符号库的添加、删除、新建等工作，点状符号新建等工作，点状符号: :、简单的图形符号及其组合、简单的图形符号及其组合、字体符号和图片；线状符号字体符号和图片；线状符号: :包括简单线、细切线、包括简单线、细切线、制图线、点状符号或图片；面状符号制图线、点状符号或图片；面状符号: :单色填充、渐单色填充、渐变色填充、制图线填充、点状符号填充和图片填充变色填充、制图线填充、点状符号填充和图片填充l符号设计系统研究的符号设计系统研究的内容内容包括包括：l（1 1）符号符号设计；主要是针对地图符号本身，即对设计；主要是针对地图符号本身，即对符号的形状、尺寸、色彩进行设计。符号的形状、尺寸、色彩进行设计。 l（2 2）符号库符号库设计；指对设计的符号进行合理的数设计；指对设计的符号进行合理的数据结构组织并建立有效索引。据结构组织并建立有效索引。l（3 3）符号设计）符号设计系统系统设计；就是研究符号设计界面、设计；就是研究符号设计界面、操作工具等对符号进行编辑、修改、存储等操作。操作工具等对符号进行编辑、修改、存储等操作。l（4 4）地图对象符号化）地图对象符号化模块模块设计：主要研究如何对设计：主要研究如何对地图实体进行符号化及其过程，通常采用动态库地图实体进行符号化及其过程，通常采用动态库（DLLDLL）或控件或控件( (COM)COM)技术提供用户接口，便于不技术提供用户接口，便于不同的系统使用。同的系统使用。地图符号设计地图符号设计地图符号设计地图符号设计l地图符号设计内容主要包括：图案设计、尺寸设计地图符号设计内容主要包括：图案设计、尺寸设计和色彩设计。和色彩设计。 l地图符号设计的原则地图符号设计的原则 ：l（1 1）符号形状要图案化）符号形状要图案化l（2 2）符号色彩要有象征性）符号色彩要有象征性l（3 3）符号要有对比协调性）符号要有对比协调性l（4 4）符号要有逻辑系统性）符号要有逻辑系统性l（5 5）符号设计要有针对性）符号设计要有针对性l（6 6）符号设计要符合国家标准）符号设计要符合国家标准l（7 7）符号设计要遵守精确、综合、清晰的原则）符号设计要遵守精确、综合、清晰的原则符号图元设计符号图元设计 l符号图元：符号图元：指的是指地图符号中最小的具有独立指的是指地图符号中最小的具有独立逻辑意义的图形单位。逻辑意义的图形单位。l一个地图符号就是一个或多个图元集合的组合，一个地图符号就是一个或多个图元集合的组合，因此，图元设计是设计符号的核心。因此，图元设计是设计符号的核心。l符号设计系统通常是根据点、线、面符号的不同符号设计系统通常是根据点、线、面符号的不同特点，分别为这三类符号提供组成符号的基本图特点，分别为这三类符号提供组成符号的基本图元。元。l根据面向对象的观点，可以将各基本图元定义成根据面向对象的观点，可以将各基本图元定义成不同的图元不同的图元对象类对象类，这样，一个符号则是不同图，这样，一个符号则是不同图元对象类实例对象聚集而成的复杂对象。元对象类实例对象聚集而成的复杂对象。 点符号图元对象类点符号图元对象类地图符号库地图符号库l地地图图符符号号库库是是多多种种地地图图符符号号的的集集合合，包包括括点点符符号号库库、线线符符号号库库、面面符符号号库库、TrueTypeTrueType字字体体符符号号库库和和位位图图符符号库等。号库等。l为为适适应应国国家家不不同同比比例例尺尺系系列列地地图图制制图图的的需需求求，往往往往针针对不同比例尺系列地形图图式建立不同的符号库。对不同比例尺系列地形图图式建立不同的符号库。l无无论论是是何何种种类类型型的的符符号号库库，它它们们都都是是符符号号描描述述信信息息的的集合集合l对对于于矢矢量量符符号号，符符号号库库一一般般保保存存组组成成符符号号的的图图元元对对象象标识和图元描述参数。即间接信息标识和图元描述参数。即间接信息lTruetypeTruetype字体库与位图符号库是大众化的符号库字体库与位图符号库是大众化的符号库地图符号库地图符号库l符号库系统的重要性：符号库系统的重要性：l满足制图需要，能够组织、检索、管理和应满足制图需要，能够组织、检索、管理和应用符号，能够进行增加、删除、修改等操作用符号，能够进行增加、删除、修改等操作l符号库有自我更新的能力。符号库有自我更新的能力。l遵循计算机绘图的标准，利于计算机实现。遵循计算机绘图的标准，利于计算机实现。地图符号库的建立方法地图符号库的建立方法l与通用图形软件共享符号库系统与通用图形软件共享符号库系统l预先绘制预先绘制l专门特制程序制作专门特制程序制作地图符号代码地图符号代码l任任何何符符号号都都应应有有一一个个符符号号代代码码，它它是是符符号号的的唯一标识码。唯一标识码。l一般符号代码的设计以一般符号代码的设计以地物编码地物编码为准。为准。l可可以以顺顺序序编编号号，也也可可以以按按符符号号在在地地形形图图图图式式中的大类、小类、识别码按一定的组合形成。中的大类、小类、识别码按一定的组合形成。l地图符号要有地图符号要有索引机制索引机制 l符符号号索索引引结结构构中中都都应应包包括括：符符号号名名、符符号号代代码码、描描述述数数据据大大小小、描描述述数数据据块块指指针针。符符号号描描述数据块是述数据块是“图元代码图元代码+ +图元描述参数图元描述参数”的集合。的集合。地图实体符号化地图实体符号化 l（1）根根据据制制图图输输出出范范围围从从地地理理数数据据库库中中获获取取要要符符号号化的提取数据块（地图实体几何坐标和属性参数）；化的提取数据块（地图实体几何坐标和属性参数）；l（2）根根据据属属性性参参数数表表中中的的用用户户标标识识（UID）到到地地物物类类型型参参数数表表文文件件找找到到实实体体符符号号化化时时的的符符号号代代码码或或符符号号索引（索引（UID）和符号显示颜色等参数；和符号显示颜色等参数；l（3）根据符号代码到符号库中获取符号描述信息；）根据符号代码到符号库中获取符号描述信息； l（4 4）地图实体符号化模块根据实体对象的几何位置）地图实体符号化模块根据实体对象的几何位置信息和符号描述信息对地图实体进行符号化，并将符信息和符号描述信息对地图实体进行符号化，并将符号化结果输出。号化结果输出。 符号化的过程符号化的过程地图注记地图注记 l地图注记由地图注记由自然语言自然语言构成，对地图符号起着构成，对地图符号起着重要的补充作用。重要的补充作用。l地图上的注记可以分为：地图上的注记可以分为：名称名称注记、注记、说明说明注注记、记、数字数字注记以及注记以及图幅图幅注记。注记。 l地图注记有标识制图对象、指示制图对象属地图注记有标识制图对象、指示制图对象属性、表明对象间关系以及说明性的功能性、表明对象间关系以及说明性的功能。l地图注记的设计包括地图注记的设计包括字体字体、字大字大、字色字色、间间距距、配置配置等诸方面等诸方面 l自动注记自动注记 地图布局地图布局 l地图布局地图布局：就是地图（包括专题图）、：就是地图（包括专题图）、图例、地图比例尺、方向标、图片、文图例、地图比例尺、方向标、图片、文本等各种不同地图内容的混合排版与布本等各种不同地图内容的混合排版与布置，主要用于置，主要用于电子地图电子地图和和打印打印地图。而地图。而布局窗口就是制作布局（布置和注释地布局窗口就是制作布局（布置和注释地图内容）以供打印输出的窗口。图内容）以供打印输出的窗口。 图幅设计图幅设计 l地图的图幅设计包括：地图的地图的图幅设计包括：地图的数学基础数学基础设计、地图的设计、地图的分幅设计分幅设计、地图的、地图的图面设图面设计计、地图、地图拼接设计拼接设计等内容。等内容。 第六章 思考题1.简述地图符号的分类和特点。2.地图符号的绘制方法有哪些？举例说明。3.矢量情况下线符号绘制方法有哪几种？简述其原理。4.简述栅格符号绘制思路。5.简述虚线符号、陡坎符号的绘制思路，并编程实现。6.简述实现复杂线状符号的绘制思路。第六章 思考题7.简述地图符号设计的内容与基本原则。8.什么是图元？说明图元、符号、符号库之间的联系与区别。9.简述符号设计系统应该具备哪些功能。10.简述地图实体符号化过程。11.地图主机的功能有哪些？地图注记设计应该包括哪些内容？12.简述计算机地图制图环境下地图整饰过程与内容。