空間分析在電子地圖中的應(yīng)用

李作鑾

（浙江省瑞安市測繪地理信息研究院浙江瑞安325200）

空間分析在電子地圖中的應(yīng)用

李作鑾

（浙江省瑞安市測繪地理信息研究院浙江瑞安325200）

電子地圖在我們生活中的應(yīng)用越來越廣泛，而空間分析是電子地圖的核心功能之一，本文簡單說明空間分析方法在電子地圖中的應(yīng)用，并舉例加以說明。

空間分析電子地圖

1　前言

地圖就是地球表面在平面上的縮影，更嚴格的定義是：按照一定的數(shù)學(xué)法則，采用地圖符號系統(tǒng)，將地球表面縮繪于平面上，以達到反映各種自然和社會現(xiàn)象的空間分布、組合、聯(lián)系、變化和發(fā)展的圖件。隨著計算機在現(xiàn)代生活中的普及和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖逐漸被電子地圖所取代，而且，隨著時代的發(fā)展，電子地圖在我們的現(xiàn)實生活中將發(fā)揮越來越大的作用。

2　電子地圖

2.1電子地圖的定義

電子地圖是傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖在各種顯示設(shè)備上的顯示，它是以傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖為基礎(chǔ)，而且具有傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖所不具有的新特點。傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖以數(shù)字地圖的形式在計算機或其他電子設(shè)備上存儲，并以電子地圖的形式顯示出來?？梢哉f，電子地圖是地圖數(shù)據(jù)在顯示設(shè)備上的可視化產(chǎn)品。

2.2電子地圖的特點

電子地圖作為對傳統(tǒng)地圖在現(xiàn)代社會的繼承和發(fā)展，其不可避免的揚棄了傳統(tǒng)地圖的一些特點，而且具有傳統(tǒng)地圖所不具有的但卻適應(yīng)社會發(fā)展要求的一些新特點。（1）動態(tài)性。電子地圖的動態(tài)性表現(xiàn)在電子地圖能夠以時間維的形式真實反映客觀世界的動態(tài)變化。（2）交互性。傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖其交互性是極其有限的。而電子地圖具有很強的交互性，人們可以通過查詢、分析電子地圖和利用電子地圖的輔助決策功能，實現(xiàn)真正的人與地圖的交互。（3）超媒體集成性。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在地理信息領(lǐng)域，人們借助和引申超文本、超文件的概念，提出了超地圖的思想方法：認為地圖是一種方法作為一種媒體，可以通過結(jié)點鏈接各種媒體，如圖像、聲音、動畫、文件和連續(xù)播放。其中最主要的部分是結(jié)點和鏈接，通過鏈接，可以組織和各種信息，并可以有效的進行導(dǎo)航和檢索。這種思想方法正體現(xiàn)了電子地圖的超媒體集成性。

3　空間分析與電子地圖

空間分析是基于地理對象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在于提取和傳輸空間信息。空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)就是對空間對象的空間屬性加以分析，其分析的主要內(nèi)容有：空間位置、空間距離、空間形態(tài)、空間分布、空間方位、拓撲、相似和相關(guān)等。

隨著技術(shù)應(yīng)用的進一步發(fā)展，人們對電子地圖要求不僅僅局限于可視化，同時也要求它具有一些空間分析功能。只有具有了空間分析功能，才能使我們更加充分的利用電子地圖，更好的發(fā)揮電子地圖的輔助決策功能?？臻g分析在電子地圖中的應(yīng)用相當廣泛，如：空間位置的獲取、空間距離、坡度、梯度等的量算和面積、表面積的計算等。

3.1空間位置的獲取

空間位置的獲取是空間分析在電子地圖中應(yīng)用的基礎(chǔ)，空間位置的獲取其實質(zhì)是二維屏幕平面在三維地理空間的反解。獲取電子地圖中某一點的算法有很多，這里主要介紹碰撞檢測：首先在屏幕點擊處與視點（視點確定的算法：在屏幕平面與電子地圖平面中構(gòu)造一種映射關(guān)系，對于屏幕上的某一像素點，滿足映射關(guān)系的多個電子地圖點構(gòu)成一個集合P：P={P1，P2，P3….Pk,(k≥2)},若Pi∈P，且Pi滿足||Pi-E||=min:E為P中各點的中心坐標）構(gòu)造一條線段；其次用這條線段與電子地圖進行碰撞求得屏幕點擊處的空間位置。

3.2空間距離的量算和面積的計算

空間距離反映的是空間物體在幾何上的接近程度。在電子地圖上量算距離，首先要在屏幕上標識要量算的線要素，然后提取該要素的幾何數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機計算后并將其轉(zhuǎn)換為實地距離。面積是面狀物體最基本的形態(tài)參數(shù)，在電子地圖上計算面積，首先要在屏幕上標識出要量算的面要素，然后提取`該面要素的輪廓坐標數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機計算（對于矢量電子地圖，用數(shù)學(xué)的方法計算面積；對于柵格電子地圖，統(tǒng)計面要素輪廓內(nèi)包含的柵格數(shù)目）后并將其轉(zhuǎn)換為實地面積。

3.3路徑問題和可視域分析

路徑問題是判斷電子地圖上的兩點間是否存在路徑，并計算兩點間的最短路徑。從廣義上講，電子地圖上的任意兩點間都應(yīng)該存在多條路徑，我們的主要目的是求得最短路徑。在給定最短時間或最短路程的約束條件下，利用計算機圖形學(xué)中的四連通或八連通方法，可以求得在電子地圖上的滿足約束條件的最短路徑。

可視域分析是判斷視點與所要研究區(qū)域的通視情況。最簡單的方法是將視點與研究區(qū)域內(nèi)的各個柵格角點相連，形成一個視線簇，遍歷視線簇中每條視線，計算每一視線與相關(guān)柵格點的交點，判斷這些交點是否在這條視線上遮擋待求的柵格角點，若有一個交點遮擋，則整條視線不可視。

4　空間分析在GPS電子地圖中的應(yīng)用

GPS電子地圖是將GPS接收到的衛(wèi)星信息經(jīng)過計算機處理后，把GPS接收器所在位置定位在地理底圖上，并顯示在屏幕上。GPS電子地圖是導(dǎo)航，計算機圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的綜合運用。GPS電子地圖的應(yīng)用相當廣泛，它既可以安裝在移動目標上（如導(dǎo)航系統(tǒng)），也可用于目標跟蹤。

空間分析在GPS電子地圖中的應(yīng)用比較廣泛。對于GPS安裝在移動目標上的情況，如：車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，我們可以通過空間分析技術(shù)判斷最佳行進路線、路線的實時導(dǎo)航、信息查詢。對于目標跟蹤的情況，我們可以通過路徑回放來判斷目標的情況來決策下一步的跟蹤。由此可見，空間分析在GPS電子地圖中的應(yīng)用相當廣泛。

5　結(jié)束語

隨著計算機及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，人們對電子地圖的需求將會越來越大。而且電子地圖的應(yīng)用前景十分廣泛，它將在測繪、城市仿真領(lǐng)域、土地規(guī)劃和利用、旅游和交通等各個方面得到廣泛的應(yīng)用。而這些應(yīng)用都離不開空間分析技術(shù)，正是基于空間分析，電子地圖才有如此廣泛的應(yīng)用。

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P217[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-198-1