计算机地图制图（CAC）是地图学与地理信息系统学科的基础之一，旨在解决地理空间数据在媒介上的可视化问题。本书分为9章：第1章绪论，讨论CAC的起源、基本过程和硬件设备；第2章介绍了CAC的理论基础；第3章讨论CAC的数据模型；第4章论述矢量数据处理算法；第5章介绍栅格数据处理算法；第6章介绍数字高程模型数据处理算法；第7章介绍网络地图制图；第8章介绍地图数据数字水印算法；第9章介绍计算机地图制图的软件及发展趋势。本书的主要特点是突出算法实践，如拓扑生成、曲线光滑、地图综合等，结合经典理论与现代技术，兼顾软件工具与发展趋势，兼具理论深度与应用广度。

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1987.9-1991.7：武汉测绘科技大学（现武汉大学），获工学学士学位，专业为地图制图专业； 1993.9-1996.6：武汉测绘科技大学（现武汉大学），获工学硕士学位，地图制图学与地理信息工程专业； 1999.9-2002.6：武汉大学，获工学博士学位，地图制图学与地理信息工程专业； 2010.9-2014.06：加拿大滑铁卢大学，地理与环境管理系，博士学位。1996.7-1999.8：兰州铁道学院（现兰州交通大学）土木工程系，讲师； 2003.5-2004.6：兰州交通大学土木工程学院，副教授、道路与交通工程研究所所长； 2004.7-2005.5：兰州交通大学数理与软件工程学院，副院长、副教授； 2005.6-2006.6：瑞士苏黎世大学地理系GIS研究所留学访问，博士后、Senior researcher； 2006.7-2010.2：兰州交通大学数理与软件工程学院，副院长、教授、博导（2009.3-2009.6，中山大学“百人计划”特聘教授，中山大学地理与城市规划学院）； 2014.07-2014.11：兰州交通大学测绘与地理信息学院，院长（2012年6月起）、教授、博导； 2015.03-2023.07：兰州交通大学测绘与地理信息学院，教授、院长、国地中心主任（2018年12月起）； 2023.08-至今：兰州交通大学副校长，国地中心主任，教授。1、甘肃省专利发明人奖，甘肃省人民政府，2020，排名1/1 2、智能化地图自动综合与级联更新技术，国家科技进步二等奖，2020，排名4/10 3、地理空间数据版权保护关键技术及应用，甘肃省科技进步一等奖，2019年，排名1/13 4、基于空间认知的空间关系和地图综合理论，中国指挥控制学会科技进步奖二等奖，2017，排名1/12教育部人才计划评审专家，教育部学位中心评审专家，国家自然基金评审专家，中国地理信息产业协会教育与科普工作委员会委员，中国地理学会地图学与地理信息系统专业委员会副主任委员，甘肃省测绘地理信息专家，甘肃省不动产统一登记工作指导组专家。《Journal of GeoVisualization and Spatial Analysis》主编，《测绘学报》、武汉大学学报（信息科学版）》等期刊编委和审稿专家

目录
第三版前言
第1章 绪论 1
1.1 计算机地图制图技术探源 1
1.1.1 计算机地图制图的历史 1
1.1.2 计算机地图制图与CAD、GIS 3
1.2 计算机地图制图的基本过程 5
1.2.1 数据获取 6
1.2.2 数据处理 7
1.2.3 数据输出 8
1.3 计算机地图制图的硬件系统 8
1.3.1 计算机主机及其网络设备 8
1.3.2 数据采集和输入设备 10
1.3.3 数据和产品输出设备 12
1.4 计算机地图制图的相关学科 14
第2章 计算机地图制图的理论基础 16
2.1 初等几何学及其算法 16
2.1.1 点线关系 16
2.1.2 线线关系 17
2.1.3 点面关系 19
2.1.4 线面关系 23
2.1.5 面面关系 24
2.2 图论 26
2.2.1 图的概念 26
2.2.2 图的矩阵表示 27
2.2.3 最短路径问题和Dijkstra算法 28
2.3 计算几何 29
2.3.1 凸壳 29
2.3.2 Voronoi图 31
2.3.3 Delaunay三角网 32
2.4 深度学习概述 35
2.4.1 感知机 35
2.4.2 神经网络 37
2.4.3 深度学习 39
第3章 计算机地图制图数据模型 43
3.1 计算机地图制图的数据 43
3.1.1 计算机地图制图数据的信息构成 43
3.1.2 计算机地图制图的数据模型 44
3.2 矢量数据模型 46
3.2.1 矢量数据的组织和存储 46
3.2.2 无拓扑关系的矢量数据模型 56
3.2.3 有拓扑关系的矢量数据模型 57
3.3 栅格数据模型 61
3.3.1 栅格数据的组织 61
3.3.2 栅格数据的存储 62
3.4 矢量栅格格式转换 67
3.4.1 矢量数据向栅格数据的转换 67
3.4.2 栅格数据向矢量数据的转换 71
3.5 数字高程模型 74
3.5.1 数字高程模型概述 74
3.5.2 DEM的数据模型 75
3.5.3 DEM的数据结构 77
第4章 矢量数据处理算法 80
4.1 等值线引绘算法 80
4.1.1 构网 80
4.1.2 等值点位的寻找 81
4.1.3 等值线的连接 81
4.1.4 等值线的注记 83
4.2 拓扑多边形自动生成算法 85
4.2.1 方位角的计算方法 86
4.2.2 拓扑邻接的两弧段间夹角的计算方法 86
4.2.3 多边形搜索的最小角法则 86
4.2.4 多边形的自动构建算法 87
4.3 曲线光滑算法 90
4.3.1 线性迭代法 90
4.3.2 正轴抛物线加权平均法 91
4.3.3 斜轴抛物线加权平均法 94
4.3.4 五点求导分段三次多项式插值算法 98
4.3.5 三点求导分段三次多项式插值算法 103
4.3.6 张力样条函数算法 105
4.3.7 插值步长的确定 108
4.4 地图综合算法 110
4.4.1 点要素的地图综合算法 110
4.4.2 线要素的地图综合算法 113
4.4.3 面要素的地图综合算法 116
第5章 栅格数据处理算法 136
5.1 图像处理的基本方法 136
5.1.1 灰度值变换 136
5.1.2 两个栅格图像的算术组合运算 137
5.1.3 扩张 137
5.1.4 侵蚀 138
5.2 区域填充算法概述 139
5.2.1 区域填充算法 139
5.2.2 区域填充算法在地图制图中的应用 144
5.3 距离变换图算法和骨架图算法 145
5.3.1 距离变换图算法 145
5.3.2 骨架图算法 146
5.3.3 距离变换图和骨架图的应用 149
5.4 褶积滤波算法 150
第6章 数字高程模型数据处理算法 154
6.1 DEM三维地形可视化方法 154
6.1.1 立体等高线模型 154
6.1.2 三维线框透视模型 154
6.1.3 地形三维表面模型 155
6.1.4 地形三维景观模型 155
6.2 DEM地形分析算法 158
6.2.1 算法基础 158
6.2.2 坡度算法 160
6.2.3 坡向算法 162
6.2.4 坡形算法 163
6.2.5 地面曲率 164
6.2.6 坡长 165
6.2.7 地形起伏度 166
6.2.8 地表粗糙度 167
6.2.9 地表切割深度 168
6.2.10 高程变异系数 169
6.3 DEM水文分析算法 170
6.3.1 概述 170
6.3.2 基于地表径流漫流模型的水系提取算法 171
6.3.3 流域提取 176
第7章 网络地图制图 178
7.1 网络服务关键技术 178
7.1.1 面向服务的体系结构 178
7.1.2 Web Services核心技术 179
7.2 OpenGIS网络服务框架和公共规范 183
7.2.1 OpenGIS网络服务框架 183
7.2.2 网络服务公共规范 185
7.3 网络地图服务 188
7.3.1 GetCapabilities请求 188
7.3.2 GetMap请求 189
7.3.3 GetFeatureInfo请求 190
7.3.4 WMS调用示例 190
7.4 切片地图及网络地图切片服务 190
7.4.1 切片地图原理 191
7.4.2 网络地图切片服务 193
7.4.3 矢量切片地图简介 195
7.5 志愿者地理信息 203
7.5.1 VGI简介 203
7.5.2 VGI研究热点 204
7.5.3 海地地震VGI应用 206
7.6 基于Mapbox的网络地图制图 207
7.6.1 Mapbox概述 207
7.6.2 基于Mapbox的制图流程 207
7.6.3 基于Mapbox的制图案例 209
第8章 地图数据数字水印算法 213
8.1 数字水印技术概述 213
8.1.1 从信息安全到数字水印 213
8.1.2 数字水印的定义和特征 214
8.1.3 数字水印应用的基本框架 215
8.2 栅格地图数据数字水印算法 217
8.2.1 水印的置乱算法 217
8.2.2 遥感影像数据数字水印算法 224
8.2.3 瓦片地图数据可见水印算法 228
8.3 矢量地图数据数字水印算法 231
8.3.1 矢量地图数据空间域数字水印算法 231
8.3.2 矢量地图数据变换域数字水印算法 238
8.4 DEM数据数字水印算法 249
第9章 计算机地图制图的软件及发展趋势 256
9.1 计算机地图制图的软件系统 256
9.1.1 商业软件 256
9.1.2 开源软件 257
9.1.3 在线制图 259
9.1.4 网络地图服务 259
9.2 新型地图制图技术 261
9.2.1 泛地图 261
9.2.2 微地图 262
9.2.3 生成式地图 262
9.2.4 地图风格迁移 263
9.3 计算机地图制图的发展趋势 265
主要参考文献 267