指運用電子電腦的處理分析功能製作地圖。根據地圖製圖原理,利用電子電腦和圖形輸入、輸出等設備,通過應用資料庫技術和圖形的數位處理方法,實現地圖資訊的量化、編輯、傳輸、處理,最後以自動或人機結合的方式輸出地圖。簡稱機助製圖,亦稱數位製圖或自動化製圖。

  簡況 20世紀50年代,電腦控制的行式印表機開始輸出地圖圖形。1964年,研製成英國牛津自動製圖系統。1967年,美國H.T.費費希爾領導的實驗室研制出組合統計制圖軟件包。1970年,美國人口統計局設計出具有拓撲編輯功能的雙重獨立地圖編輯技術(DIME),奠定瞭機助制圖數據結構的拓撲學基礎。在中國,1972年,由中國科學院地理研究所主持開始制圖自動化系統的研制,至80年代,各種類型的數據庫和地理信息系統相繼建立,在為普通地圖的計算機輔助生產準備和積累數據的同時,專題地圖的計算機制圖得到瞭廣泛的應用。

  工藝過程 機助制圖的基本工藝過程包括輸入、處理和輸出3個主要環節。

  ①數據輸入。指圖形的數量化和輸入系統的全過程。用於編圖的資料有地圖、像片和統計數據等。對於圖形和影像通過數字化,變為機器的可讀數字。數字化方法有很多種,最普遍的是以聯機方式的手扶跟蹤數字化方法。這種方法的速度較慢,但實用、可靠、容易處理。掃描數字化方法,是將像片或地圖圖形分解為一系列由0和1組成的圖形元素,或按不同灰度值構成的二維矩陣像元組,速度快,但所含數據量相當大,計算機處理也復雜得多,它是數字化技術的發展方向。

  ②信息處理。指在數據輸入和圖形輸出這兩個階段之間,計算機對數據進行的各種加工。包括數據的編輯加工,數據檢索和更新,以及圖形的變換、簡化和處理。如比例尺和投影的變換,數據壓縮和內容分類,專門要素的符號化等,以獲取符合編圖要求的制圖文件,並將制圖文件進一步加工為繪圖機可以識別的繪圖文件。所有這些工作都是編圖人員通過調用系統程序、制圖庫程序和用戶應用程序來實現的。處理方式有聯機、脫機或混合方式三種,一般使用圖形聯機編輯處理方式較為理想。

  ③圖形輸出。指計算機執行繪圖文件,驅動繪圖機輸出圖形。根據數據的不同來源、不同圖形特點和對繪圖質量的不同要求,可以采用矢量繪圖機、光柵繪圖機、陰極射線管顯示或計算機輸出縮微膠片等。由於地圖常常需要復制,一般采用帶有光學繪圖頭的平臺式矢量繪圖機。

  組成部分 包括硬件系統和軟件系統兩大部分。

  硬件系統為機助制圖裝置的總稱,一般由電子計算機和各種輸入、輸出設備構成(見圖)。電子計算機是系統的關鍵設備,用以控制整個制圖過程,完成各種復雜的運算和數據處理;輸入設備主要有圖形數字化儀,其功能是將圖形或圖像轉換為數字。較常用的是手扶跟蹤數字化儀。輸出設備主要有各類自動繪圖機、圖形顯示設備和縮微膠片記錄儀等。

機助制圖的硬件系統

  軟件系統為機助制圖程序和數據文件的總稱。由於地圖內容和制作過程復雜,軟件的類型和功能也多種多樣,常按數據類型、設備類別、制圖目的和應用功能進行分類,分為矢量制圖軟件和柵格制圖軟件;行式打印機制圖軟件、繪圖機軟件和屏幕顯示軟件,地形圖制圖軟件、專題地圖制圖軟件和曬圖制圖軟件;以及基本軟件、功能軟件和應用軟件等等。根據目前開發的機助制圖軟件,制圖程序分為:①數據采集、編輯和管理;②基本繪圖操作;③繪制地圖的點、線和面狀符號;④插值和繪制等值線;⑤三維圖形表示;⑥建立地圖數學基礎和地圖投影轉換;⑦圖表和統計地圖的顯示;⑧屏幕顯示系統;⑨距離和面積的量算;⑩其他分析和處理程序。由於程序的功能主要取決於制圖算法和數據結構的有效性,因此算法和數據結構的研究也是機助制圖軟件的重要組成部分。

  展望 長期以來,地圖靠手工方法制作,人工耗費多,生產周期長,資料更新慢,影響地圖的使用價值。機助制圖的誕生,引起地圖生產方式和地圖面貌的變化,也改變瞭地圖使用的實質。通過建立以知識庫為基礎的地圖專傢系統,將推進地圖設計和地圖應用的發展。從人機結合到人工智能,從數據庫設計到模型庫技術,從產品開發到系統設計,從信息管理到決策分析,將代表機助制圖今後發展的新領域。