分析數(shù)字地圖制圖的應(yīng)用與理論方法

徐基剛+林森+王長春

摘要：地圖的繪圖工作是一項重要的工程。自地理信息技術(shù)的不斷完善，繪制手段以及方法都在隨之提升，當(dāng)前地圖繪制工作已慢慢有了一個完整的數(shù)字地圖繪制系統(tǒng)。本文以數(shù)字地圖制圖做研究，以分析數(shù)字地圖制圖的基本原理與過程。供同行做參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字；地圖制圖；理論

一、數(shù)字地圖制圖基本理論

數(shù)字地圖若簡單理解即為利用計算機技術(shù)進行的地圖測繪工作。地理地圖的繪制基本理論與方法作為主要依據(jù)，應(yīng)用計算機技術(shù)，對空間進行準(zhǔn)確定位與信息數(shù)據(jù)的具體分析，以對地圖繪制效率與繪制工作的精準(zhǔn)度起到提高作用。對于地圖繪制來說是一個大的突破，也是未來地圖繪制發(fā)展的重要方向。

第二，數(shù)字地圖制圖的一般流程。

（1）編輯準(zhǔn)備。準(zhǔn)備階段與傳統(tǒng)制圖的準(zhǔn)備工作基本相同，首先要目標(biāo)編圖資料進行收集、分析評估并加以確定，按照編圖要求確定地圖內(nèi)容、表示方法、地圖投影和比例尺等，并按自動制圖的要求做相應(yīng)的編輯準(zhǔn)備工作。

（2）數(shù)據(jù)輸入。數(shù)據(jù)輸入即將信息數(shù)字化的過程，即將所模擬的圖形和地理信息屬性轉(zhuǎn)化為計算機能識別的數(shù)字符號，數(shù)字化又可分為掃描數(shù)字化和有手扶跟蹤。

（3）數(shù)據(jù)編輯和符號化。該工作屬于數(shù)字制圖的主要部分，地理信息數(shù)字化要進行兩方面的編輯：首要要對原始地理信息數(shù)據(jù)進行檢查、糾正的規(guī)范化處理，生成規(guī)范化的數(shù)字文件，進行特征碼轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一地理信息坐標(biāo)原點，變換目標(biāo)比例尺，對不同類型地理信息數(shù)據(jù)進行歸類編輯等；同時還要實施地圖信息數(shù)據(jù)的編制處理，包括建立地圖信息的數(shù)學(xué)邏輯，變換地圖投影，選取和概括所需地圖信息數(shù)據(jù)，繪制處理相應(yīng)的地圖符號和圖形。

（4）圖形輸出階段。該階段主要是編輯好的地圖信息數(shù)據(jù)進行圖形轉(zhuǎn)換，便于屏幕顯示、磁盤貯存和紙質(zhì)輸出。第三，制圖的技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)字地圖制圖技術(shù)包括處理地圖信息的圖形轉(zhuǎn)換的計算機圖形技術(shù)，用于地圖數(shù)據(jù)管理和檢索的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對圖形進行抽象、表示和變化及其他圖形處理的數(shù)字圖像處理技術(shù)，處理計算機地圖信息的多媒體技術(shù)等多種現(xiàn)代信息技術(shù)。第四，數(shù)字地圖制圖的系統(tǒng)組成。制圖系統(tǒng)一般是由計算機硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地圖數(shù)據(jù)和制圖人員有機組合而成。

二、數(shù)字地圖與傳統(tǒng)地圖的關(guān)系

第一，數(shù)字與傳統(tǒng)地圖的對比。

（1）載體不同。傳統(tǒng)地圖主要是一般以布、紙張亦或或其他現(xiàn)實中真實物體，地圖內(nèi)容和信息在客觀載體上，而數(shù)字地圖，是將計算機軟盤、硬盤或磁帶為介質(zhì)，通過符號形式的數(shù)字把地圖內(nèi)容呈現(xiàn)出來；是不同的使用方式；傳統(tǒng)地圖是經(jīng)過目視直接閱讀，但地理事物的分布規(guī)律和特點需要計算分析得出，但數(shù)字地圖則可自動計算和分析。

（2）不同的信息量。數(shù)字地圖的磁介質(zhì)相比傳統(tǒng)地圖紙介質(zhì)有更大的信息量，并且可以外接名稱、分類、數(shù)量和質(zhì)量等的描述數(shù)據(jù)等屬性數(shù)據(jù)庫，便于查詢和顯示；由于傳統(tǒng)地圖有局限，數(shù)字地圖就能在本來基礎(chǔ)對三維信息和時態(tài)信息進一步展示，而靈活的數(shù)字地圖比例尺，可使地圖信息實現(xiàn)遠程共享。

（3）不同的使用時間和條件。傳統(tǒng)地圖與數(shù)字地圖相比閱讀的使用時間比較快，并且受設(shè)備和操作不能對其造成影響，傳統(tǒng)地圖的更新效果數(shù)字地圖較長，數(shù)字地圖可以隨意改變比例尺、地圖范圍和形式，構(gòu)成新圖。

第二，常規(guī)制圖與數(shù)字地圖對比關(guān)系。

（1）歷史聯(lián)系。地圖制圖經(jīng)歷了自手工至計算機制圖過程。在發(fā)展過程中，常規(guī)制圖的發(fā)展時間最長，數(shù)字地圖制圖的理論源自傳統(tǒng)制圖，但在技術(shù)上和理論上已遠遠超過傳統(tǒng)地圖制圖。

（2）制圖聯(lián)系。常規(guī)制圖分為地圖設(shè)計-編繪-出版與制版印刷等步驟。數(shù)字地圖制圖則根據(jù)地圖學(xué)原理，以數(shù)字化展現(xiàn)地圖信息，用電子計算機軟硬件，將地圖空間、變換、存貯、處理、識別、最終分析和圖形輸出信息的獲取方式，模擬常規(guī)制圖原理，將設(shè)計與編繪工作完成。數(shù)字地圖制圖流程是；驗收數(shù)據(jù)、資料整理、工藝方案的制定、對設(shè)計進行評審，直至數(shù)字化輸入。數(shù)字化制圖需要計算機與人機互相編輯完成工作。地圖信息輸出或建庫，待地圖信息輸出后建成地圖電子數(shù)據(jù)庫，之后經(jīng)過圖形的處理完成制版、曬版與印版，或者數(shù)字化圖形也可存放在計算機磁盤數(shù)據(jù)庫中。數(shù)字制圖硬件系統(tǒng)組成部分主要包括由計算機系統(tǒng)、掃描儀、數(shù)字化儀、繪圖機及打印機；軟件系統(tǒng)一般要完成所有數(shù)字地圖制圖步驟。隨著計算機技術(shù)的擴大運用以及制圖軟件越來越大眾化，數(shù)字地圖的應(yīng)用前景將越來越廣闊。

三、數(shù)字地圖制圖技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字地圖制圖技術(shù)的主要應(yīng)用有：各圖件的制作與印刷以及為各類系統(tǒng)創(chuàng)建地圖信息數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)字地圖與數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，在數(shù)字地圖上以直觀動態(tài)的形式呈現(xiàn)出來，同時將地圖信息的顯示、輸入、統(tǒng)計、管理與打印等功能通過數(shù)據(jù)庫完成。并將此技術(shù)在城市規(guī)劃管理、交通環(huán)保管理、公安管理和工農(nóng)礦業(yè)管理等地圖數(shù)字化工程中運行。例如城市規(guī)劃中，城市圖形庫可通過地圖數(shù)字化建成，將電子圖輸入、接邊和校準(zhǔn)等處理，將城市地圖做完整，對城市要素管理分析和評估時也要通過外連數(shù)據(jù)。同時，使用城市地形庫，與用地現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟比例、人口數(shù)量、地質(zhì)條件，并通過SQL查詢、組合查詢等，服務(wù)于城市規(guī)劃決策。此外商業(yè)、銀行、保險和營銷等領(lǐng)域也可使用地圖。

結(jié)束語：總而言之，數(shù)字地圖制度實現(xiàn)了地圖制圖的信息化與現(xiàn)代化，成為地學(xué)時空分析、地學(xué)信息圖譜研究、數(shù)據(jù)挖掘與發(fā)現(xiàn)知識的有效途徑。

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