地球空间信息与地图信息的比较研究

蒋熠奇
（广西测绘职业技术学校 南宁 530023）

【摘　要】　本文对地图信息与地球空间信息的定义与概念、技术背景、表现形式、制图对象等进行了比较研究，从而加深对地球空间信息的了解和认识。

　　1 前言
　　2004年初，美国劳动部将地球空间技术与纳米技术、生物技术一起确定为新出现的和正在发展中的三大最要的技术。如今，地球空间信息的概念已经有淹没地理信息的概念之势头，到底什么是地球空间信息？地球空间信息到底包含哪些信息？与地图信息有什么共同点和区别？下面对这些疑问作一个初步探讨和比较。
　　 2 地球空间信息、地图信息概念和定义的比较
　　地球空间信息是指利用海、陆、空、天一体化的传感器网络技术和全球信息网格技术的集成，对地球表面、近地空间、海底及宇宙空间进行多层次、多时态、多方位、多品种的数据采集，从而实现自动化、智能化和实时化地回答何时（When）、何地（Where）、何目标（What Object）发生了何变化（What Change），并且把这些时空信息（即4W）随时随地提供给每个人，服务到每件事（4A服务：Anyone，Anything，Anytime and Anywhere）[1]。它的表现特征是四维或多维的。
　　地图主要是按照一定的数学规则、经过一定的抽象和概括来表示事物和现象的分布及其质量特征与数量指标区域差异。它的表现特征是二维或2.5维[3]。
　　从二者的定义和概念可以看出，地球空间信息的对象除了地球表面、近地空间，还延伸至海底及宇宙空间，其表现形式是多维的、动态的、实时的、变化的、随时随地的。地图信息是平面的或2.5维的，相对而言是静态的或更新周期比较长的，按照一定的规则经过抽象和概括的。
　　3 地球空间信息、地图信息技术背景的比较
　　地图信息根据技术发展情况可分为三个阶段：第一阶段是以平板仪进行模拟测图、人工编绘和以经纬仪、微波测距仪从事三角测量为技术支持的模拟测绘时期。第二阶段是以扫描仪加计算机的半数字化和全站仪加计算机的全数字化测绘为技术支持的数字化测绘时期。这两个阶段通常称为常规地图生产时期。第三阶段是以GPS、RS、GIS、通信技术、网格技术支持的信息化测绘时期，即地球空间信息时期。
　　从生产过程看，地图信息的第一阶段主要以手工操作为主，以总结地图制作经验为主，以设计、制作和出版地图为主要目标，相对比较封闭。第二阶段主要以计算机支持的数字化地图制图系统为主，将地图设计、制图数据处理、机助制图和地图印刷整合为一体的高度集成、高技术和高效率的地图生产系统，人工干预的成分大大减少，但是还少不了，相对比较开放。第三阶段是在第二阶段的基础上，提出了更高的要求，从数据采集、处理、编辑、加工、成图、出版全部自动化、智能化、实时化，可提供数字化、信息化服务，人工干预的成分很少，几乎完全开放。
　　4 地球空间信息、地图信息表现形式的比较
　　地图信息的表现形式是模拟地图，主要是通过点、线、面、符号、注记、色彩、文字、图片等地图符号的直观性和系统性，来实现地图信息的载负功能、地图的模拟功能、信息传输功能、地图的认知功能[3]。按其功能分主要有普通地图、专题地图、专用地图和特种地图四大部分；按其内容分有普通地图和专题地图两大类。专题地图又分为自然地图、人文地图与环境地图[2]。
　　地球空间信息的表现形式是数字地图、多媒体地图和各种数字地图系统。主要通过地学信息图谱来实现。地学信息图谱是由遥感、地图数据库、地理信息系统与数字地球的大量数字信息，经过图形思维与抽象概括，并以计算机多维动态可视化技术，显示地球系统及各要素和现象空间形态结构与时空变化规律的一种手段和方法。同时这种空间图形谱系经过空间模型与地学认知的深入分析，可进行推理、反演与预测，形成对事物和现象更深层次的认识，有可能总结出重要的科学规律或规划决策的具体方案。地学信息图谱是地图学更高层次的表现形式与分析研究手段，它兼有“图形”和“谱系”的双重特性。“图形”是指空间信息图形表现形式的地图，包括图像、图解等其它图形表现形式。“谱系”是众多同类事物或现象的系统排列，是按事物特征或时间序列所建立的体系。地学信息图谱的表现形式是数字地图和少量的多媒体地图。以地图、遥感影像、调查统计资料为主，以抽象概括的二维图形或以系列图形式表示事物的动态变化，以数字地球为依托，辅助有限的插图、图表和数据而生成各类图谱[2]。
　　5 地球空间信息、地图信息制图对象的比较
　　地图信息的制图对象主要是局限在地球表面或近地空间。
　　地球空间信息的制图对象不仅仅局限在地球表面或近地空间，已经延伸至海底及宇宙空间，呈现出多层次、多时态、多方位、多品种的发展态势。所谓多层次，就是随着制图对象的拓展，出现了遥感制图、海洋制图、宇航制图和星球制图等。所谓多时态，是指地图作为空间信息的载体和传输工具，不仅要反映客观实体的现状，还要揭示其历史演变过程，进而预示客观实体的未来发展。所谓多方位，是指制图对象已覆盖国民经济建设、国防建设和社会发展的许多领域，如环境制图、灾害制图、人口制图、地质制图、水文制图和教育制图等。所谓多品种，是指不仅可以提供纸质的模拟地图，还可以提供电子地图、多媒体地图以及各种数字地图系统等[2]。
　　6 结论
　　21世纪的社会是信息化的社会。据统计，当前80%的信息都与地理信息有关，测绘技术发展史就是一部科学技术发展的应用史[1]。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，地球空间信息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] 《中国测绘报》“科技前沿”版，2004年
[2] 廖克.《现代地图学》，2003年
[3] 钟业勋.《理论地图学》，2005年