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【学时数】46=23+20+3【课程类别】学科基础课【编写日期】201X.3.30【先修课程】计算机基础

【适用专业】电子、通信、自动化

一、教学目的、任务

本课程是一门用正投影法绘制和阅读机械图样,既有基本理论又有较多绘图实践的学科基础课。

通过本课程的学习，使学生成为具有三种基本能力即：

绘图、读图和查阅国家标准的基本能力；

三种分析能力即：

空间分析及投影分析的能力、二维图形与三维图形间的相互转换能力；

两种技能即：

具有手工绘图和计算机绘图技能和认真负责、严谨细致的工作态度和工作作风的工程文化素质的高级应用型人才。

二、课程教学的基本要求

理论知识要求：

掌握正投影法的基本理论、方法和应用；

掌握机械制图国家标准的有关基本规定，会查阅有关国家标准和手册，养成严格遵守和执行有关国家标准的各项规定的良好习惯。

技能要求：

能够较正确而熟练地使用常用绘图工具和仪器进行手工绘制仪器图和草图；

所绘图样应做到：

投影正确、视图选择和配置恰当、图面整洁美观、尺寸标注正确完整清晰；

能够识读和绘制不太复杂的零件图和装配图。

三、教学内容和学时分配（1+4+5+6+6+6+6+6+6=46）

绪论1学时（课堂讲授学时+课程实验学时）

主要内容：

1．本课程的性质、研究对象及其作用

2．本课程的目的和任务

3．学习方法简介

教学要求：

1.了解图样在工程中的作用。

2.了解本课程的学习方法。

第一章机械制图基本知识和技能4学时（课堂讲授学时+课程实验学时）主要内容：

1.国家标准

2.绘图工具及使用

3.几何作图

4.平面图形的尺寸分析及画图步骤

1.掌握正确使用绘图工具和仪器的方法，绘制仪器图和徒手绘图的技巧。

2.遵守机械制图国家标准的有关内容。

3.了解常见的几何图形画法。

4.掌握平面图形的线段分析，会标注平面图形的尺寸。

5.掌握长仿宋体字、数字和字母的写法。

第二章形体几何要素的投影5学时（课堂讲授学时+课程实验学时）

1.正投影法基础

2.点的投影

3.直线的投影

4.平面的投影

5.直线与平面和平面与平面相对位（来自:

:

计算机工程制图）置

熟练掌握点、直线、平面对投影面的相对位置及其投影规律

第三章立体及表面交线的投影6学时（课堂讲授学时+课程实验学时）

1．三视图的形成及投影规律

2．立体的投影

3．平面与立体表面相交

4．两回转体表面相交

1．了解基本体的形成。

2．熟练掌握平面基本体、回转基本体的投影及表面取点的方法。

第四章组合体的构成与表达6学时（课堂讲授学时+课程实验学时）

1、组合体的构成与形体分析法

2、组合体的视图表达

3、组合体的轴测投影图

4、组合体的读图

1．形体分析法和线面分析法

2．画组合体三视图的方法和步骤

3．看图的方法和步骤

4．标注组合体尺寸的方法

5．绘草图：

由模型（或轴测图）画三视图

6．画组合体三视图。

第五章机件常用的表达方法6学时（课堂讲授学时+课程实验学时）

主要内容

1．视图

2．剖视图

3．断面图

4．局部放大图

5．常用简化画法

6．图样基本表示法的综合应用

1.熟练掌握视图、剖视图、断面图、局部放大图的画法、剖切标注、各种画

法的应用范围及其尺寸标注。

2．了解常用的简化画法及标注。

第六章计算机绘图基础6学时（课堂讲授学时+课程实验学时）

1．AutoCAD绘图基本操作知识

2．常用绘图命令

3．状态栏命令简介

4．编辑修改命令

掌握AutoCAD基本的绘图和编缉命令，并能熟练操作。

第七章机械图6学时（课堂讲授学时+课程实验学时）

1、标准件与常用件

2、零件图

3、装配图

1．了解常用标准件和齿轮、弹簧的作用及有关的基本知识。

2．掌握螺纹画法与标记。

3．熟练掌握螺纹紧固件的连接画法，了解其规定标记。

4．了解直齿圆柱齿轮及其啮合画法。

5．了解键、销、弹簧的规定画法。

6.初步学习查阅和使用有关手册和国家标准。

第八章绘图环境的设置与图样绘制6学时（课堂讲授学时+课程实验学时）

教学内容

1、设置图层、颜色、线型和线宽

2、设置文字样式及注释文字

3、建立尺寸样式及标注尺寸

4、二维图样的绘制方法

教学要求

2．熟练掌握平面图形的绘制及尺寸标注。

3．掌握图案填充、用图块（Block）创建图库。

4．熟练掌握AutoCAD绘制组合体的方法步骤及绘图中的文本输出。

5．熟练掌握三维实体造型。

四、教学重点、难点及教学方法

要求重点掌握组合体视图的画法、尺寸标注和形体分析法读图，难点是线面分析法读图。

重点掌握视图、剖视图、断面图及其他表示法与简化表示法，及各种表示法的画图及标注，难点是表示法的综合应用。

五、考核方式及成绩评定方式：

考查

六、教材及参考书目

推荐教材：

王农、宋巨烈等编．工程图学基础．北京航空航天大学出版社

主要参考书：

1．《工程制图》，李爱军等主编，高等教育出版社（配套习题）

2．《机械制图》何铭新、钱可强主编．高等教育出版社，（配套习题）

3．《机械制图》王巍高等教育出版社（配套习题）

修（制）订人：

审核人：

201X年3月30日

篇三：

计算机制图

第一章：

计算机制图的概述、发展、构成、相关科学技术

计算机制图的概述：

概念：

是以传统的地图制图原理为基础，以计算机及相关的外围设备（输入/输出）为工具，通过运用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存储、处理、显示和输出的应用技术科学。

计算机地图制图处理的是数字化的地图（简称数字地图）。

优势：

①易于编辑和更新允许同样的数据进行不同图形表示的实验

②提高绘图速度和精度便宜、自动化的引入导致整个生产过程工时节省

和技术革新

③容量大且易于存储改变了仅以印刷地图作为空间数据存储介质的现

状，增大了载负量，因而减少了数据压缩分类和数据综合对质量的影响）

④丰富地图品种能生产特殊用户需要的地图，能生产手工方法难以生产

的地图，如三维地图，立体地图

⑤便于信息共享大量无损失复制，可通过网络进行传播

基本过程：

数据采集阶段：

数字化数字测图遥感数据转换…

数据处理阶段：

预处理投影变换图形处理制图综合符合化…

数据输出阶段：

普通地图专题地图统计图表…

计算机制图的基本过程：

地图数据获取地图内容符号化编辑修改与绘图检查

地图出版处理分版胶片输出

第一步：

数据采集或从现有数据库中采集

1.在没有现成的地图数据或没有现成的地图数据文件可用的情况下

地图数据的获取只有靠手扶跟踪获取或对地图扫描后利用矢量化的方法

来获取。

用来进行数字化作业的底图一般都要把实地最新的变化标绘上去，要保

证数字化底图的质量和精度。

数字化底图的质量高低、内容的新旧程度和详细程度对最终成图的质量

有很大的影响。

2.从地图数据库中或现有数据文件中抽取数据

要根据地图生产的要求利用一定的软件来进行。

如果成图比例尺和地图数据库的比例尺相同，成图的内容又与地图数据

库中的内容相近，这方面的问题要小些，否则提取什么样的内容、怎样提取，

取舍指标怎样控制、其它内容怎样补充都需要研究，并要进行充分的试验。

3.扫描数据的处理：

精细、现势性好的地图资料采用扫描矢量化的方法获取地图数据，后用

矢量化软件将栅格数据转成矢量数据。

对于一些卫片、航片的影像数据经一定的纠正后，

一方面可以直接使用，利用它们同矢量数据的合成来生成影像地图，

另一方面也可从这些影像上提取必要的信息，对地图内容进行补充。

4.数据预处理：

数据预处理主要是对地图数据进行格式转换，

对点位坐标进行变换和纠正，

对地图数据进行必要的拓扑化处理和接边处理，

对制图综合和数据提取解决不了的大量遗留问题进行后继处理。

第二步：

地图设计、地图内容符号化

地图设计是根据用户的需求以及地图的用途和资料的情况对地图符号

系统进行设计，确定截幅范围和图面配置式样，进行地图色彩的设计，确定

各要素的印刷用色和压印关系。

地图内容符号化是按所设计的符号系统对地图内容进行符号化。

在符号化的过程中，符号的大小、色彩、粗细以及相互之间的关系最好

反映实际情况，严格按所要求的尺寸来显示和记录，这样作业人员才能准确

地处理好地图上各要素相互之间的关系，解决诸如压盖、注记配置、移位、

要素共边等问题，保证所制作出来的地图质量。

第三步：

图形编辑修改和绘图检查

由于图形符号和地理信息还不完全相同，所以再好的符号化软件，再高

质量的地图数据它所形成的符号化地图仍然需要采用图形编辑的方法进行修

改。

由于在计算机屏幕上对地图内容进行检查较为困难，所以大多采用绘图

的方法绘在纸张上对地图内容进行检查。

第四步：

地图出版处理

地图出版处理是将编辑修改后的地图内容按地图出版要求进行处理，形

成可被胶片机接收的分色挂网数据，同时它还能生成彩色打样图像供内容检

查使用。

要继续深入地开展对地图制图专家系统和模式识别的研究，努力提高地

图生产自动化和智能化的水平，把最新的研究成果吸收到地图生产的软件当

中。

实例：

最早数字化生产的地图集：

1996.12解放军测绘学院（9个月）、

1997.1武汉测绘科技大学（10个月）

201X年信息工程大学测绘学院生产3m×

2.16m

计算机制图的发展

国际的发展状况：

1.计算机地图制图的探索期

首先是计算机应用于图形数据的存储和处理

1964年第一次在数控绘图机上绘出地图图形

制图理论研究和技术的初步研究

2.计算机地图制图的发展期

在计算机技术飞速发展的新技术条件下，对计算机地图制图的理论和技术深

入研究，如地图图形和属性的数学描述和数字表达，地图数字化方法，地图数据

的组织结构，输出等问题，也推动了GIS的发展

3.计算机地图制图的发展成熟期

微型计算机出现，软件方面数据库技术、系统软件、工具软件更加完善，推

动了计算机地图制图的数据处理、数据输入输出、地图编辑和人机交互等技术更

加完善。

逐步进入推广应用，一些国家开始建立小比例尺地图数据库。

4.计算机地图制图的普及应用期

计算机硬软件飞速发展，各种计算机地图制图系统的建立，数字地图产品广

泛应用，各国开始建立中小比例尺地图数据库，逐步取代了传统地图制图的生产

模式

初期阶段：

20世纪60年代

牛津自动制图系统哈佛SYMAP制图系统

发展阶段：

20世纪60年代后期至80年代中期

计算机及外部设备大发展主要侧重数字地图应用

飞跃阶段：

20世纪80年代中期至今

硬、软件进一步完善，软件形成两分支

向大型网络、数据仓库、空间和属性统一发展

国内的发展状况：

字制图技术的支持下，地图产品向多样化发展。

数字制图技术不仅应用在地图

制图上，实现纸质地图生产，同时它的另一重要应用是空间数据生产（也称为―数字

地图‖生产）。

空间数据的重要作用随着地理信息系统的深入应用逐渐体现出来，并成为制约

地理信息系统发展的瓶颈，同时空间数据又是地图制图最主要的数据源。

因此空间

数据生产成为地图工作者除地图制图以外的另一主要任务，而这一任务往往需要优

先解决。

实验室中的数字制图

从二十世纪70年代中期以后的15年左右，由于技术局限与硬件设备的不完

善，数字制图只能停留在实验室中，而不能形成生产规模。

输入设备和输出设备不

能实现高分辨率输入输出，计算机不普及且不能承担复杂的图形处理，很难完成真

正意义的地图产品，更不用说实现地图的批量生产。

已完成多种数字地图和制定相

关的空间数据标准。

1977年6月南京大学地理系，绘制出了一幅1:

50000地图；

1978年测绘学院刘光运教授实现了―地形图图廓整饰自动化‖；

中科院地理所刘岳研究员在―制图自动化的进展和实验研究‖中，实现了多种曲线

光滑程序、绘制等值线图、统计图和趋势面分析等程序；

1981年吴忠性教授、杨启和教授完成了―在电子计算机辅助制图情况下地图投影

变换的研究。

数字地图的规模化生产

已完成多种数字地图和制定相关的空间数据标准。

数字线划地图（DigitalLineGraph）

有地形图基础上的矢量数据集，并且还保存要素间的空间关系及相关属性

信息。

DLG产品是4D产品中最重要的，但也是投入最大、工作量最大、建立

和维护（更新）最为复杂的。

–1.世界矢量数字地图数据：

它是以1:

1500万世界地图数字化生产的。

主要要

素有世界海岸线、国界线、首都、主要河流等。

并按拓扑结构组织数据。

–2.全国1:

400万地形数据库：

数据内容包括主要河流（5级和5级以上）、主

要公路、所有铁路、居民地（县和县级以上）、境界（县和县级以上）及等高线（等

高距为1,000米）。

其主要要素可以在国家基础地理信息系统主页

/上自由下载，它提供多种空间数据应用软件格式：

MapInfo的MIF格式；

地球空间数据交换格式；

ARC/INFO的E00格式；

SHP

格式等。

–3.全国1:

100万地形数据库：

公开发行，主要内容包括：

测量控制点、水系、

居民地、交通、境界、地形、植被等。

ARC/INFO内部格式，数据量160M，

现势资料截止日期为1990年6月。

–4.1:

50万中国军事交通数据库，它是在1:

50万地形图的基础上，按全国军事

交通普查资料修改军事交通要素后数字化生产的。

主要内容包括铁路、公路、

山脉、河流、岸线、地名、省、湖泊等。

按拓扑结构组织数据，1995年完

成。

–5.1:

25万地形图数据库（总参测绘局版）：

由总参测绘局组织生产，它以新

编1:

25万地形图为基础数字化，共818幅。

主要要素有测控点、独立地物、

居民地、交通、管线、境界、水系、地貌、植被、土质、地名等，按拓扑结

构组织，1997年完成。

–6.1:

25万地形图数据库（国家测绘局版）：

由国家测绘局组织生产，使用

ARC/INFO作为采集、建库平台，1998年完成，数据量为8.2GB。

现势资料

截止日期为1995年12月。

数字栅格地图（DigitalRasterGraph）

数字栅格地图是纸质地图的数字化产品，经过扫描、纠正、图像处理与数据

压缩，形成在内容、几何精度和色彩上与地图完全一致的计算机栅格文件。

数字高程模型（DigitalElevationModel）

全国1:

100万、1:

25万、1:

5万数字高程模型。

数字正射影像图（DigitalOrthophotoMap）

计算机地图制图与相关科学技术

计算机地图制图系统的构成

1.硬件：

计算机、输入设备、输出设备

2.软件：

专业软件、数据库软件、系统管理软件

3.地图数据：

紧凑式、混合式、扩展式

计算机任务：

数学计算；

信息处理；

设备控制

数字地图输入设备：

包括键盘、鼠标、存储设备和数字化仪等，后者是将地图图形

转换成数字的重要设备，分为两类：

跟踪式和扫描式。

跟踪式是以跟踪线划要素，记录

特征点坐标形式将图形数字化。

操作方式：

点方式时间方式距离方式。

扫描式是将原

图分解为栅格像元，记录每个像元点灰阶值，将图形数字化。

主要指标：

扫描精度扫描速度图像质量。

扫描图形的自动跟踪矢量化。

地图输出设备：

数字地图输出分为显示器显示输出和硬拷贝输出两类。

计算机地图制图专业软件：

有了计算机硬件之后，首先需要

OS,DOS,WINDOWS,UNIIX等。

裸机，没装任何OS的机子，是不能工作的。

计算机制图专业软件的核心模块：

?

数据输入和编辑模块

空间数据管理模块

数据处理模块

数据输出模块

用户界面

数字地图制图软件系统：

数字地图制图系统，应具有完整的地理信息输入、处理、分析、制图等功能，软件是其核心。

地理信息输入软件地理信息分析软件图形输出软件

数字地图主要软件产品介绍：

MapGIS6.6（武汉中地信息工程有限公司）

SuperMapGIS（北京超图地理信息技术有限公司）

GeoStar（武汉吉奥信息工程技术有限公司）

方正智绘（北大方正技术研究所）

地图数据：

紧凑式：

应用界面空间数据和属性数据处理

空间数据和属性数据管理空间数据和属性库