在传统观念中,地图表示的对象是地球,表示形式是根据一定的数学法则,采用一定的符号语言,经过取舍、概括,将地球上的现象用符号表示在平面上。随着社会经济的发展和科学技术的进步,人类的活动范围从陆地逐渐向太空、海洋发展,地图的表示对象和形式有了很大的变化。一方面,传统地图得到了不断丰富和发展;另一方面,航空摄影、卫星遥感、电计算机等新技术也相继引进,使地图学理论基础、工艺手段、表现手法的方面都有了很大变化。
现代地图的特点
总体看来,现代地图的编制出版呈现出如下特点:
专题地图进一步拓宽领域并向纵深方向发展。自20世纪60年代以来,随着大中比例尺地形图与普通地图的测制完成以及社会发展的需求,地图学的发展有普通地图发展到专题地图,专题地图的应用广度和深度不断发展,其理论与方法也日渐成熟。其表现是:环境、海洋、城市、人文等专题地图不断兴起;由单一部门专题制图项综合制图与系统制图方向发展,由基础性专题地图向深层次、实用性制图方面发展;由区域性、全国性制图向全球性制图发展,这一方面由于气候与环境变化涉及全球范围,另一方面由于航天遥感技术的发展使得在短期内获得全球范围的遥感信息成为可能。
引进新技术而发展出遥感资料制图和机助制图。现在,世界卫星发射的数目越来越多,这些卫星夜以继日提供地球上陆地、海洋和大气的遥感图像和数据,对地图科学的发展产生了多方面影响——保证了地图的现势性、完整性,大大缩短了制图周期。同时以二进制记录的遥感数据便于直接输入计算机进行各种必要的处理,从而实现了制图自动化。机助制图是从20世纪60年代人类把计算机技术用于制图后开始的,后来从单一的机助制图系统向多用途、综合性机助制图系统发展,即建立了较大规模的地图制图系统。机助制图的主要环节是数字化,即把图形转换成数字,图形数字化后输入计算机根据需要进行处理,处理后的数字信息经过自动绘图机输出转换成图形,得到数字地图或电子地图。地图图形可以显示在计算机屏幕上,也可以随时打印输出到纸上,这样就得到纸质地图。
理论地图学的提出
在20世纪60年代以前,对地图及其生产过程的研究都是从生产和技术的观点出发,因而把地图学称作研究地图编制的技术和方法的科学。60年代之后,有的学者开始把地图学分成理论地图学和实用地图学,使地图学探索的范围向前推进了一步。理论地图学的提出扩展了地图学探索的范围,促进了地图学的发展,使地图学的研究不再局限于技术的范畴,对进一步阐述地图学的研究对象和理论建设,认识地图学与遥感、地理信息系统的共性与个性,理解信息时代的地图制作与应用特点,都具有重要作用。
现代地图的优势
遥感技术和计算机技术的引进,拓宽了地图学的研究领域。一方面,地图的信息源有了可靠的保障;另一方面,地图的表达方式更加丰富多彩,与传统地图相比具有很大优势:一是缩短了地图的出版周期。传统地图的编辑出版需要经历一个漫长的编辑过程。但是当今时代人类获取空间地理数据的手段有了很大的发展,如航空影片、GPS卫星数据、遥感影像等,使得人类可以实时动态、全面快速大量地采集、获取数据。机助制图系统从数据源获取信息,进行编辑分析处理后,可直接制版出图,大大缩短了地图的出版周期。二是解决了地图数据的存储和可实行之间的矛盾。地图的主要功能是用来完成图形显示和地理信息存储量,传统方法是通过出版各种比例尺的地图产品来实现这两种功能。但是,随着信息的迅速增长,在有限的纸张上呈现庞大的信息是一件难事,而且从可视的角度讲,任何小于0.1毫米的特征,实际上均被忽略了。
要想存储更精确的数据就必须增大成图比例,这样纸张的大小就会成指数倍增加。然而,在机助制图系统中,与其紧密相关的计算机数据库可以存储大容量的地理信息,各种电子媒介比任何纸张都具有大得多的存储能力。三是增强了地图的显示效果。纸张地图的显示比较单一、固定,改变显示方式就得重新绘图,而且颜色也不能多变,但在机助制图系统环境下,地图可以随时进行放大、缩小、全屏、漫游及动态显示,并且可以彩色显示,大大增强了地图的显示效果。
特别是以遥感影像为基本内容,按相应的投影进行缩放纠正,再配上必要的普通地图要素,制作成遥感影像地图,其直观形象的影像信息更是丰富了地图的表达内容。四是增强了地图的分析功能,缩短了纸图的更新周期。地图功能中最重要的功能是分析地理信息的能力,纸质地图的分析灵活性不好,分析手段有限,效率较低;而在机助制图系统的GIS环境下,所有信息在逻辑上连续存储并可以连续获取,信息的提取快捷而方便,距离的量取和各种分析运算更是快捷准确,大大提高了地图的分析功能。
在传统的纸质图生产中,更新一幅地图就意味着重新印刷,这也比较耗时。应用机助制图,GIS系统可以方便地从几种信息源输入数字信息,组合使用多尺度不同比例尺的数据,常规的矢量地图和遥感图像可以很容易地一起处理,空间信息、大量文本和数据也可精确记录,相对于传统的纸图,现代电子图可以做到“瞬息万变”。五是解决了大量数据与高速查询的矛盾。对于一张地图,我们要求能存储尽量多的信息,又能快速查询到我们所需要的细节,传统的纸质地图很难做到这一点。因为 传统的纸质地图生产成本高、周期长,制图者尽可能把最多的、有用的信息放在一张图上,使其成为面向一般目的的普通地图,这样,由于地图在幅量的限制,就不能表示满足用户所需要的某些细节,而且查询速度也较慢。
但是,GIS拥有的巨大灵活性和先进技术,改变了地图的设计、生产和应用,与GIS紧密相连的地图数据库不仅能存储容量巨大的地理信息,而且使高速查询成为可能。随着计算机网络技术的发展及未来信息高速公路的不断增长,将会实现对更大范围和更大领域的高速查询。
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