试析数字地图有关数字地图制图进展

摘 要：本文重点从数字地图制图与 GIS 的联系、进展走向、具体运用等几个点开展论述，结合自身现实中的工作总结，觉得 GIS 的引入对于地图学的发展起到了非常大的推动作用。接下来进行自己的一些浅论。
关键词：数字地图；制图；论述

伴随着当今信息科学技术的飞速进步及 3S 科学技术的大范围使用，测绘科学逐渐进入了数字化时代。数字地图是 GIS 的基本材料，通过探索、发展、获得有关成果的过程，发展成了规模化的生产系统，进入了运用数据库科技将数字地图信息转变为纸质地图的全新层次中，建立了空间数据与属性数据之间的联系，同时获得了一定的发展。
城市地理信息系统(GIS)有利的推动地图制图的不断进步。地理信息系统(GIS)是一种指定范围信息系统，它在计算机软件、硬件的有利支持下，对整个空间中的地理分布数据实施采集、储存、管理、运算、分析等的技术系统。它管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程。
计算机技术的发展及其在地图学中的应用对地图制图产生了深刻影响。在应用早期，计算机被作为模仿传统手工生产地图产品的工具。当计算机引入到地图学中后，便彻底改变了人们对地图制图的理解以及实践的方式。同时，由于任何拥有制图软件包和合适硬件的人都能生产地图或类似地图的产品，因而计算机的应用也影响了专业地图工作者对制图原则和地图学理论的重新思考，促使地图学的概念发生了全新的改变，结束了只用纸、薄膜作为地图信息承载的主体。
中国地理信息系统自20 世纪 80 年代诞生以来，经过 20 多年的发展壮大，已由最初的应用技术发展成为一门具有自身理论体系的空间信息系统，并在国家信息化、国家安全、经济建设、科学研究等方面发挥越来越重要的作用。测绘行业也随着 GIS 的发展迎来了数字化时代，数字地图是 GIS 的基础资料，GIS 软件平台中数据的采集和输入过程，就是测绘数字化地形图的过程。因此，测绘行业是 GIS的前沿阵地，是 GIS 软件最早的实践者和应用者。

1 空间数据与地图表达的矛盾

在空间数据的地图到表达过程中，空间数据的要求决定了在数据采集中不会把全部地图信息采集出来，这就构成了地图信息传递中的第一次转换矛盾，因此会损失部分地图信息。而空间数据到地图表达是地图信息的第二次转换，它与第一次转换运算过程是相逆的。就是因为第一次转换存在矛盾，才导致了空间数据不能完全恢复到地图原有的面貌，这也就造成了第二次转换矛盾，而这两个转换矛盾之间就互为因果关系。
目前数字制图要解决的关键性问题是完全消除第二次转换矛盾，也就是补充第一次转换时损失的地图信息。由于这个问题复杂、而且难度较大，所以才有人为了回避它而提出了“地图应该适应空间数据的表现，不必严格遵循纸质地图的编绘要求”。实际上这样的认识是不正确的，地图作为人类智慧的结晶应该随着社会的发展越来越美观、完善，而不是退步。
空间数据与地图之间不能完全匹配的根本原因在于这两者之间存在以下主要矛盾：

1.1 出现在概括范围上的矛盾，最为详细的数据标准不能完全匹配图形规范；

1.2 数据标准中要素的描述与图形标准中的符号规范对应不上；

1.3 地图上的要素与数据标准中的编码也不相对应。

2 从计算机地图制图到 GIS

计算机地图制图是 GIS 采集、储存、处理空间数据的有力工具和手段。严格地讲，计算机地图制图是以传统的地图制为原理为基础，利用电子计算机及其连结的输入、输出装置作为主要工具，采用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存储、处理、显示和绘图输出。对于所有的 GIS，地图是一个中心，它既是输入数据的来源，又是系统输出的一种形式，因此，地理信息系统的主要功能之一就是用于地图制图。通过图形的编辑来清除图形采集过程中的误差，并根据用户的需求和地物的类型，对数字地图进行整饰，添加符号、注记和颜色。利用绘图仪硬拷贝输出，即可得到一张用户需要的地图。然而计算机地图制图需要涉及到计算机的设备。由于各种绘图仪的接口软件和绘图指令都不尽相同，因此，GIS 中计算机制图功能齐全的制图软件应具有制图综合、分色排版印刷的功能。
数据技术条件下的地图信息传递过程增加了许多形式和内容，目前，数字制图的编辑设计过程是：资料收集、分析、数据录入、图形编辑与处理，分色分版、图形输出、胶片发排等，对应的信息传递过程是：可视化的语义信息—不可视的数据文件—可视化的语义信息，即地图信息由可视到不可视再到可视，其间需要经过多次可视与不可视的信息变换，这就需要一定的软件系统来支持，软件是信息传递的加油站，系统硬件

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是信息传递的支撑体。为了使地图信息可视，便于使用，通过软件按一定的法则将不可视信息符号化，显示在屏幕上或复制在硬介质上。所以，所有的地理信息系统都具有计算机地图制图的所分。
地理信息系统和计算机地图制图系统的主要区别在于：计算机地图制图系统侧重于可见实体的显示和处理，对可见实体可能存在的非图形属性不太注重，然而这种属性在地理分析中却是非常有用的、必要的数据；地理信息系统既注重实体的空间分布又强调它们的显示方法和显示质量。地理信息系统的发展确实需要很好的计算机地图制图系统，但计算机地图制图系统本身并不能充分完成用户要求完成的、最终给出分析评价结果的任务，同时，也没有必要单独发展功能完善的计算机地图系统而不去进一步形成地理信息系统。

3 计算机地图制图的基本过程

地图设计和生产工艺过程十分复杂，它的复杂程度由地图资料、地图类型、地图比例尺、地图用途等诸多因素来决定，可分为编辑准备、编辑与设计、编绘与出版等基本阶段。对于计算机地图制图而言，其过程又与使用的硬件和软件，数据源以及图形输出的目的、要求有关。不论是制作普通地图还是类型多样的专题地图，只要是使用计算机地图制图的方法，都必然包括数据获、数据处理和图形输出 3 个基本阶段，这几阶段的主要内容和相互关系如下图所示：

4 计算机地图制图的发展趋势

计算机制图与传统地图制图相比，有着无可比拟的优势，具体体现在：
4.1 数字地图可以方便地应用计算机读取、分析、管理和输入地形信息的各个领域(如 GIS)中的信息获取和输出。
4.2 数据地图易于校正、编辑和复制，并可方便地根据用户要求进行改编，计算机可仅取出和制作用户所需要的内容和比例尺，增强了地图的适应性、实用性和用户的广泛性。

4.3 数据地图存储方便，并保证了储存的不变形性，提高了地图的使用精度。

4.4 数字地图的容量大，它只受计算机存储器的限制，因此可以包含比一般模拟地图多得多的地理信息。
4.5 增加了地图的品种，拓宽了怎么写作的范围，比如用电子计算机处理地图信息，可制作用常规方法难以实现的三维立体图、视觉立体图、地面切割密度图、坡度图、坡向图等。
参考文献：
地理信息系统，汤国安，赵牡丹著，科学出版社，2008.
GIS 设计与实现，李满春著，科学出版社，2006.
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