浅析数字地图制图技术

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摘 要：本文有效的结合自身现实中的工作经验，浅析了数字地图的制图科技，仅供同行业互相学习参考。

关键词：浅析；数字地图；制图技术

中图分类号：P282 文献标识码：A 文章编号：

地理信息系统(GIS)是一种在特指的范围内的信息体系，它在计算机软件、硬件的支撑下，对所有领域当中的地理展现数据实施采集、存贮、经管、运算、浅析等的科学系统。它经管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。

1.数字地图制图技术的发展

随着 20 世纪计算机技术的兴起并迅速结合到各行各业的实际应用中，催生了许多新的应用技术，数字制图就是其中之一。数字制图使地图学产生了深刻的技术革命，随着全球定位系统、数字摄影测量、遥感等技术的发展，使得人们能够在第一时间获取关于地球表面各种空间信息，解决了地图制图的数据源问题；同时计算机图形学、地图数据库、多媒体等技术的发展，促使数字地图制图技术快速发展，也使得传统的制图技术有了重大的变革；各种通用和专业制图软件的发展也减轻了制图者的工作量；地图的形式越来越多元化，从平面地图发展到三维地图，从静态地图发展到动态地图，从模拟地图发展到数字地图。

2.GIS 数字地图的制图技术

2.1 数字地图与传统纸质地图对比

传统的纸质地图具有以下明显特征：地图的静态不可更改性，地图的二维性，地图的平面性，地图的显著精确性。但是地理空间数据的数字地图和纸质地图受到的限制程度是不一样的。对于GIS制图的基础，地理空间数据比纸质地图有更多的优势，比如放宽假设、限制与约定。三维可视化技术使传统二维的、静态的地图表示向三维的、动态的场景表示方向发展，从而应用地理空间数据建立三维虚拟景观，来反映地表等多变的环境因素，以及社会经济系统，它更可以通过投影，表现地球的球体特性。并且随着数字化输入技术的不断突破，地理空间数据有着纸质地图所不能比拟的高精度。数字地图是一种可提供查询、分析、应用的多元化模式地图，也是一种有着交互技术的新型地图。

2.2 数字地图的可视化

地图可视化被认为是为说明数据质量的一个重要的附件，地图可视化数据有助于地图数据的查询、再表达、多重表达以及有助于可视化地图的动态与灵活多变的表达。通常 GIS 制图与地图制图，特别是传统地图制图的交叉，使 GIS 制图在大多数实际应用中受到了与传统制图相似的束缚，而不能超越这些束缚。因为地图可视化依靠的载体是各种地图符号，由于纸质地图长久以来广泛应用，传统地图对地图符号有着严格的大小、样式、方向、位置等方面的规则，对于符号与符号间的关系也有着精确的规定，这也是为了保证纸质地图的清新易读。而 GIS制图已经突破了纸张范围的限制，从而逐渐淡化地图比例尺的概念，数字地图发展的趋势必将趋向于各个比例尺数据的整合。另外，传统的地图符号，局限于纸质地图的二维点，点、线、面符号都是平面符号，对于已经多维化的数字地图来说，不能满足其可视化的要求。随着计算机三维显示技术的不断发展，地图符号形象化的要求日渐迫切。地图符号的抽象化和形象化这对矛盾在相互对立而又螺旋式上升的发展过程中向三维形象化回归，导致了空间信息三维可视化成为 GIS 数字地图发展的重要特征之一。现在很多 3D 甚至 4DGIS 系统已经已经定制多维地图符号，因为多维地图符号不仅仅反映地物的本质特征和一般属性，更重要的是还能描绘出地物复杂的表面属性信息，所以数字地图可视化的实现，比传统纸质地图更加的直观和实用。

2.3 数字地图的图形输出

虽然数字地图的可视化程度很高，但是依据比例尺的图形输出，今后仍然是 GIS 制图的目的之一。数字化软件的自动化制图技术的不断发展，不仅仅为数字地图的图形输出提供了便捷，也对图形输出的规范以及模式提出了更高的要求。从一些数字地图图形输出的经验看，如果机械地使用制图规则，那么数字地图将不能兼顾数据精度和制图规则。比如传统地图符号的间距规定，规定在符号密集处，相距很近的情况下，允许符号缩小，位移，那么符号所代表的地物也被位移了，对于纸质地图来说，只要在限差内，是被允许的；但对于数字地图来说，这样做就直接地影响了地图的原始精度。可是，从地图图形输出的角度来说，对地图符号不进行综合，移位，是不能保证图面的可读性的。并且数字地图的符号库相对手工配置的符号来说，是绝对规整的，所以地理空间数据符号化之后的关系处理，成为保证数字地图图形输出合理性美观性的障碍之一。此外，GIS 数字地图的图形输出也开始挑战传统地图的文字注记模式，单一的标注模式已经不能符合传统图式要求。一方面，需要人工干预才能输出，之后作为文字格式保存，由于和数据不存在链接关系，当数据更新后，需要再次处理；另一方面，要完全满足地形图图式要求的字向，字隔、字列的规范，很多数字化软件都采用了建数字库，出图数据的分离方式，尽力实现自动化制图，但仍不可避免图形输出前较大的人工干预工作量，且脱离数字化软件后，就不能实现图形输出。所以文字注记的人工干预，以及数据的统一性，也限制了GIS数字地图图形输出快捷方便。

GIS 制图的发展虽然是以传统地图为基础，但已经在色彩以及符号上有了很大的突破，传统地图用色较为素雅，整体色调比较柔和，GIS数字地图大胆实用橙色等鲜亮高对比的颜色来突出道路等地物，使得图面更加富有层次感，地物分类更加突出。GIS 数字地图的图形输出模式已经不局限于单一各种比例尺地形图的输出，随着 GIS 技术在各行各业的广泛应用、4D产品的覆盖范围的扩展，逐渐开始向多样化，多专题模式发展。

2.4 数字地图数据结构和质量

随着数字地图的普及，注重图形可视化以及图形输出的同时，更侧重数据的结构和质量，因为数据的结构和质量，直接关系到可视化结果和图形输出产品的合理，美观，实用等特性。合理的数据结构规划是提高数字地图可视化程度的保证。单纯的追求制图效果，也会影响到数据质量。地图图形输出固然很重要，但是侧重的应该是数据本身的属性。如果没有相应的属性内容，GIS 数字地图可视化和输出功能再完备，也会像是没有内容的空壳，不能完整和正确地反映出地物性质。而现在的数据仅仅有基础测绘数据结构，已不能够满足逐渐发展的GIS制图的要求，如一些空间关系属性，精确的地物三维属性，都将直接影响到 GIS 制图的地表表达力和实用。

3.结束语

如何才能够降低数字地图输出是纸质地图的人工作业，是 GIS 制图科学技术进展当中一定要解决的矛盾。固然，这与确定的 GIS 数字地图标准符号图示及标准出图方式存在非常紧密的联系，之前较为保守的传统地图图示符号将不再满足当下GIS制图的可视化准求，更加科学的标准将对数据生产的指导起到有力的推动作用，从而才能科学完整数据构造，使得GIS数字地图和GIS制图更为便捷的获得发展 。

参考文献:

[1] 地理信息系统，汤国安，赵牡丹著，科学出版社，2010.

[2] GIS设计与实现，李满春著，科学出版社，2008.

[3] 北京测绘，2011，(10).

[4] 地矿测绘，2009.(3).