21世纪数字时代下地图的发展

祝凌江
（桂林市测绘研究院 广西桂林 541002）

【摘　要】　随着科技的发展，地图产业也进入了一个全新的时代。本文介绍了现代地图相对于传统地图从制图方法到表现形式等各方面的进步，以及各种地理信息新技术在地图中的应用，并对地图产业的将来进行展望。
【关键词】　地图 电子地图 GIS 信息载体

　　0 引 言
　　21世纪，科学知识成为创新的主要动力与源泉，科学也进入了一个通过社会带来实际利益来表达价值的时代。地图产生于人类的生产劳动，是国民经济、国防建设和我们生活中的工具。地图经历了从纸质到数字地图、从静态到动态、从平面到立体的发展，在人类社会发展的进程中发挥着重要的作用。伴随着科学技术的进步，地图在汲取各学科成就的同时，正在不断发展与进步。
　　地图在现代社会生活中的作用已广泛地被人们所接受。随着人们文化素质的提高和社会实践的需要，地图的使用日渐普遍，在很多技术工作、研究领域、甚至政府管理部门中地图已成为不可取代的工具。地图的空间特征和形象化特征，使之具有其他信息载体不可比拟的优势。一方面由表象性符号构成的地图可以启发人们的形象思维能力，使人们对地图信息的理解更快捷、更全面，很方便地从整体上把握地图内容。
　　1 传统地图与现代地图特点
　　地图是按一定的数学法则和综合法则，以形象＋符号表达制图物体（现象）的地理分布、组合和相互联系及其在时间中的变化，恰当地描述空间关系，表现所选择的各种要素或特征，并经过地图制图工作者的取舍等富有创造性的处理而成，它是地理信息的载体，又是信息传递的通道。
　　传统纸质地图集信息存储与显示于一身，限制了对事物和现象的直观表现。而现在的数字地图建立在数学技术基础上，实现了数据存储与数据表示的分离，对地图三要素【数学要素、地理要素和整饰要素（亦称辅助要素）】、空间和属性信息和实时数据的可视化表示，克服了传统地图在信息表现上的限制。
　　科技技术不断向前发展，地图产品已由原来比较单一的纸质地图（当然还包括印刷在不同介质上的地图）产品发展到各式各样的新型地图，如数字地图、电子地图、网络地图、三维地图等。地图电子数据作为地图制作和地图出版成果的一种最终载体，已经为越来越多的人所接受，而且地图电子数据更可作为各种用途的基础数据。
　　2 制图技术的创新
　　现代社会生产力的迅速发展以及社会活动的增强，使人类对于环境作用的强度比以往任何时候都突出，社会和经济等重大问题的决策多与基础地理信息相关。计算机的问世和数字测图技术的发展，为空间数据的获取、表达、存储和提供利用了新的技术手段。
　　地图制图自动化研究是根据地图学原理和地图编辑要求，利用计算机及输入输出设备，通过应用数据库技术和图形图像数字处理方法，实现地图数据获取、处理、显示、存储和输出。在数据采集方面，除遥感资料以外，数字化软、硬件的推出又为大量现存模拟图和资料的数字化提供了高效的工具。在地图投影及其变换方面，通过软件形式，用户可以灵活自如地进行数据处理与变换，数据库技术提供了严密可靠的数据存储与管理方法。
　　航天技术飞速发展，为经济建设、科学文化和社会生活等各个领域的现代化提供了有力的工具，尤其是对地观测卫星系统的发展和应用，提供了大气学、地质学、生物学、植物学、环境学、海洋学和生态学等大量多种地面目标信息，为地图和各种专题图的制作提供了快速、丰富、实时的信息来源。全球卫星导航定位系统（GPS）的应用解决了大范围、全球高精度快速定位问题。航空、航天及全球定位系统技术的发展，为地图提供快速、真实的资料源，高新技术的应用缩短了地图制作和更新的周期，降低了成本。
　　计算机技术的发展，计算机制图已完全取代了手工绘图，其设计技术和编缉功能得到了极大的提高，计算机及网络实现了地图信息的高效传播，使读者能够按照地理坐标或空间位置集成、检索、展示所关心的自然、社会、经济环境等信息，进行空间分布特征、运行状态、变化态势等的分析模拟。
　　3 GIS与地图
　　地理信息系统（GIS）是计算机地图制图的延伸和发展，与地图学有千丝万缕的联系，地图学向GIS的发展，形成了3S集成的明显特色。
　　GIS的制图方法比传统的人工或自动绘图方法要灵活得多。它开始于数据库的创建，已经存在的纸张图件可以进行数字化，并可以把计算机兼容的信息转换到GIS中。以GIS为基础的图形数据库是可能延续的，比例尺也不受限制，图件也可以以任何地点为中心，比例尺任意，使用突出效果的特殊字符有效地显示所选择的信息。
　　利用GIS对数字地理底图和各种数字专题图信息进行分层管理，可以根据不同用户的各类需求从中提取相关信息并生成各种专题图，如人口分布图、资源分布图等等。
　　地图集和地图丛书的特征可以用计算机程序编码，并与最终的数据库产品相比较。在其他GIS中使用的数字化产品还可以来自数据库的简单拷贝。在一个大的组织机构中，基础地理数据库可以被其他部门用作参考构架。
　　对于许多类型的空间表达，最终结果最好是以地图或图形来显示。图件对于存储和传递地理信息是非常有效的。制图者已经生产了上千年的地图，GIS为扩展地图制图学术与技术研究提供了崭新的工具。在制图中引入GIS，将制图、信息管理和分析结合起来，不仅提高了制图过程的自动化过程，又灵活地满足不同需求。地图显示可以集成在报告、三维观察、照片图象和例如多媒体等其他输出中。
　　4 电子地图的多元化应用
　　近年来由于数字技术的不断发展，地图的产品也衍生出许许多多新颖的类型，如导航、定位、信息系统等专业用图；办公、研究用图，如各种室内挂图、决策信息系统用图、研究用图；生活用图，如旅游图、交通图等。
　　这些地图产品也从实地图与虚地图、静态地图与动态地图、平面地图、立体地图与可“进入”地图总结地图的多样化给我们的启示，进而分析地图与GIS技术的现状与前沿，并提出将空间环境信息传输理论、空间认知理论、地理系统理论作为地图学与地理信息系统的基础理论是将实验获得或数值计算得到的大量数据，将复杂的科学现象和自然景观，甚至十分抽象的概念，表现为人的视觉所能感受的计算机图像，从而提供了可直观地观察数据、分析数据，揭示出数据间内在联系的规律。
　　电子地图的出现使得地图的发展有了广阔的前景。国际制图协会前主席加拿大Taylor教授对于电子地图给出这样的定义：“在计算机技术的支持下，集文本、图形、图表、图像、声音、动画和视频等于一体的新型地图”。同时电子地图面临多学科的技术融合，多媒体电子地图将会越来越广泛地应用于无论是农业、林业、水利、海洋、资源、环境、城市建设、房产、交通、旅游、公安、政府行政、经济管理部门等。电子地图的出现使普通用户对电子地图也发生了浓厚的兴趣，如汽车司机欢迎车载电子地图。从现状和趋势上看，电子地图将会成为地图发展的主流。
　　在现阶段电子地图已被广泛应用于政府决策咨询系统、商业调度管理系统及公众使用的信息查询系统。在不久的将来会出现更多新的电子地图产品如网上电子地图、导航电子地图、掌上GPS定位系统等。
　　随着数字城市建设的兴起和GPS、GIS技术应用的逐步深入可以提供快速的空间定位参考借助电子地图、多媒体、三维仿真和虚拟现实技术，可以将各种动态的与静态的、历史的与现实的各类信息，以可视化的方式显示出来，从而方便完成管理和指挥决策任务，大大提高工作效率。
　　电子地图是计算机技术同传统地图制图理论相结合的产物，它除了提供许多传统地图无法比拟的功能如交互式读图、个性化图形显示外还丰富了各种地图信息的表现方式，为地图的研究开辟了新渠道。随着计算机技术、网络技术的发展作为地理信息载体和容器的电子地图必能将地理信息的表达和使用带入一个更为便捷的环境中。同时这项研究也能催生出更多新的电子地图产品，如导航电子地图等。这些新产品的问世将促使新的地理信息消费习惯的形成，刺激地理信息消费市场的发展，提高人们的生活质量。
　　导航电子地图是在普通的电子地图上增加了GPS信号处理、坐标变换和移动目标显示功能。导航电子地图的特点是加入了车船等交通工具这样一种移动目标，使得导航电子地图表示要始终围绕交通工具的相关位置显示展开，关注区域、参考框架、比例尺乃至符号化方式都会随着交通工具位置的移动而改变，是一种动态化程度较高的电子地图。
　　5 结束语
　　21世纪的社会是信息化的社会，随着遥感技术、定位技术、数字技术、网络（网格）技术、通信技术等的快速发展，由这些高新技术支持的地球空间信息技术将得到突飞猛进的发展。数字时代地图的表达和体现将更加全面、充分和完整，通过多层次、多时态、多方位、多品种的表现形式，它的直观性、现实性、预测性和功能性将更加突出，直到完全实现地球空间信息自动化、智能化、实时化。

【参考文献】
[1] 中国测绘科技信息网http://www.chinacehui.org/
[2] 《数字技术背景下地图产品的变革》.测绘与空间地理信息.2007第1期
[3] 《新时期地图制图的要求》.杨兴旺、潘琼.测绘通报2003第5期
[4] 中国测绘新闻网http://www.zgchb.com.cn/index.html