GIS背景下的地图制图特征研究

2022-09-26

1 地理信息系统与数字地图

现代地图制图与GIS具有非常密切的关系, 地理信息系统的发展使我们走上了建立综合信息的道路, 它不但用来管理大量的地理数据和广泛的数据源, 同时为制图学家提供了强有力的数据存储、评价和分析的工具, 制图学家将视觉化和GIS的特点结合起来设计出了新颖的电子地图集。

GIS是为解决资源与环境等全球性问题而发展起来的技术与产业。60年代中期, 加拿大开始研究建立世界上第一个地理信息系统 (CGIS) , 随后又出现了美国哈佛大学的SYMAP和GRID等系统, 自那时起, GIS就广泛深入地服务于经济建设和社会生活。在北美、西欧和日本等发达国家, 已建立了国家级、洲际之间以及各种专题性的地理信息系统。我国GIS的研究与应用始于80年代, 十多年来发展也十分迅速, 在计算机辅助绘制地图等方面开展了大量基础性的实验与研究工作, 在理论、技术方法和实践经验等方面都有了长足的进步。近两年来, 武汉测绘科技大学和北大遥感所等单位都在进行这方面的研究工作, 而且取得了一定的成果。当今, GIS系统已成为年增长率为3 5%的新兴技术产业, 出现了许多诸如ARGINFO, MAPINFO和GENAMAP等著名软件, 它们在城市建设、环境保护和社会发展等方面发挥了巨大的作用, 并且随着科技的发展, GIS发展的势头越来越迅猛。

GIS被认为是继文字描述和地图之后的第三代地学语言。GIS的观点可以分为地图派、数据库派和空间分析派。其中, 地图派侧重于GIS制图方面的工作, 起源于Mc Harg (1969) 的研究工作, 以现在的Berry (1987) 和Tomlin (1990, 1991) 为代表。这个学派将GIS看作为地图处理或显示系统, 地形制图和专题制图机构支持该学派的发展, 并把重点放在GIS能产生出高质量的矢量式地图和图表的能力上。数字地图是与传统的模拟地图相对应的概念, 是存储在人脑或电脑中的地图。

目前, 许多GIS软件在DEM的自动提取、地图特征提取、空间分辨率的改善和城市及区域规划等领域, 发挥着巨大潜力。在制图学领域, GIS的介入, 使其出现了全新的局面, 计算机功能的发展给用户提供了更加图形化的GIS用户界面和更加独立的用户自然语言;同时, 更高分辨率的图形设备和功能更强的GIS软件也将不断涌现。近半个世纪, 测绘高新技术飞速发展, 数字地球概念及理论框架的提出, 为数字制图创造了良好的机遇;作为信息时代必不可少的工具, 数字地图必将成为21世纪测绘业的支柱。

2 GIS下电子地图的当代特征

GIS离不开地图。GIS的一个基本功能就是能根据用户的要求, 通过对数据的提取和分析, 以图形的方式表示结果。在信息的存储、可视、查询、维护和更新等方面都存在着很大的局限性。电子地图的应用使种种局限性得到了克服, 使地图管理发生了根本性的技术革命。主要表现在以下几个方面。

(1) 解决了地图数据的存储和可视性之间的矛盾。一张数字世界地图可存放在四张CDROM中, 它包含1∶1000000比例尺的全球地图, 且包含了18个图层的信息。这样以来, 一大捆笨重过时的地图集如今可以存放在一套小小的光盘中, 而且可以按任意比例在屏幕上显示出来, 这可以说是地图发展的质的飞跃。 (2) 解决了大容量数据与高速查询之间的矛盾, GIS通过提供巨大的灵活性和先进技术, 改变了地图的设计、生产和应用, 与GIS紧密相连的地理数据库不仅能存储容量巨大的地理信息, 而且使高速查询成为可能。 (3) 提高了地图分析的灵活性, 缩短了纸图的更新周期, GIS根据地理坐标可直接接受地图特征, 大大提高地图分析的灵活性。更新一幅图就意味着重新印刷, 这也比较耗时, 但GIS可以直接从几种信息源输入数字信息, 不同目标与比例尺地图的组合己不再成为障碍, 常规的矢量地图和遥感图象可以很容易地一起处理, 空间信息、大量文本和数据也可精确的记录, 相对于传统纸图, 在GIS下现代的电子地图可达瞬息万变。 (4) 增强了地图的显示效果, 在GIS环境下, 地图可以随时进行放大、缩小、全屏、分屏、漫游及动态显示而且可以填加各种颜色进行彩色显示, 大大增强了地图的显示效果及其美观性。 (5) 缩短了地图出版周期, GIS从数据源获取信息, 进行编辑分析处理后, 可直接进行制版, 大大缩短了地图的出版周期。

3 当代数字地图的作用及应用

3.1 数字地图是“数字区域”、“数字城市”的重要组成部分和基本表现形式

“数字区域”或“数字城市”都是对一定的地域或城市真实及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化手段来处理整个地域或城市的自然和社会、人文活动诸多领域的问题, 最大限度地利用区域资源, 并使人们能够通过一定方式方便获得所想了解的有关区域或城市的信息, 其特点是嵌入海量地理数据, 实现对区域或城市的多分辨率、三维描述, 即“虚拟区域”和“虚拟城市”。

3.2 数字地图是资源环境GIS中信息的重要载体和表达工具

众所周知, 85%以上的信息都与空间位置有关, 而数字地图则是地理信息绝好的表达方式。西部大开发离不开资源信息、环境信息的获取和管理, 显然数字地图将成为实施西部大开发战略中地理环境信息的重要表达工具, 并将在西部大开发中发挥十分重要的作用。具体的说, 它可以为西部地区各级领导部门和有关业务管理部门提供直观形象的可视化信息的获取手段, 并能够在地理信息系统的支持下, 方便、迅速的了解和掌握西部地区资源与环境地理信息, 包括基础设施建设现状、建设规划、生态环境保护现状及规划等情况。同时, 也可以将各级领导及管理部门的办公理念和依据置于基于GIS的数字地图或地理环境空间信息之上, 优化管理部门办公自动化的工作基础和条件, 实现文本数据、统计数据、图形数据和遥感数据的多种数据的复合处理与应用。

3.3 数字地图是诸多领域地理环境信息平台和成果表现形式

由于地理信息是指与研究对象和空间地理分布有关的信息, 它表示地表物体及环境要素固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。诸多领域的GIS都要涉及自然资源、环境基础和社会经济等多种信息, 而85%的信息都和地理空间位置有关。数字地图不仅可以为显示各种信息构建良好的地理环境信息平台, 而且最终可以成为表达诸多领域研究成果和规划成果的表现形式, 为宣传研究成果和提高规划成果的使用效率发挥重要作用。

摘要：本文基于笔者多年从事地图制图的相关工作经验, 以GIS在地图制图中的应用为研究对象, 论文分析了GIS下电子地图的当代特征, 探讨了当代数字地图的作用与应用特点, 全文是笔者长期从事地图制图工作的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：GIS,地图制图,数字地图,电子地图