地图的现状及发展趋势

作业1

地图的现状及发展趋势

一、发展简史

地图的起源和地图制图学的发展已有悠久的历史。古希腊地理学家C.托勒密的《地理学指南》就是一部地图制图学著作。托勒密认为地理学就是“以线画形式描绘地球上所有迄今已知的部分及其附属的东西”。他研究了简单的圆锥投影并绘制了世界地图。中国西晋著名地图制图学家裴秀所创立的“制图六体”，对中国古代地图制图学的发展产生了深远的影响。唐代的贾耽、元代的朱思本、明代的罗洪先等历代地图制图学家也对地图制图学的发展有过较大贡献。欧洲文艺复兴时期，著名地图制图学家G.墨卡托对地图制图学的发展起过重大的推动作用。17世纪以后，欧洲进行的大规模三角测量和地形图测绘，促进了地图制图学的更快发展。在中国，从清代开始，进行了国家规模的地图测绘，编制成带有近代性的《皇舆全图》和《大清一统舆图》。20世纪初兴起的航空摄影测量方法，改变了地形图测绘生产过程，加上照相平版彩色胶印技术的应用，为地图的大规模编绘和印制创造了条件，同时也促进了地图制图学现代体系的形成。

二、现代地图学理论 [5]

由于地图学与自然科学、社会科学、系统科学、信息科学、思维科学、人体科学、行为科学、艺术科学等有着交叉及关联关系，它们的研究成果为地图学的发展提供了理论基础和技术支持，并促进了地图学理论研究的进展。

1、地图信息论地图信息表现为图形几何特征、多种彩色的总和及其相互联系的差别，可以说地图信息是以图解形式表达制图客体和其性质构成的信息。地图信息论就是研究以地图图形表达、传递、贮存、转换、处理和利用空间信息的理论。该理论有助于认识地图的实质，并深化了对地图信息的计量方法的研究。

2、地图传输论是研究地图信息传输的原理，过程和方法的理论。该理论认为：客观环境——制图者——地图——用图者——再认识的客观环境构成了一个统一的整体。客观环境被制图者认知，形成知识概念，通过符号化变为地图，用图者通过符号识别，在头脑中形成对客观环境的认识。这个过程是一个地图信息流传输的过程，地图制作和使用都包括在这个传输过程中；地图符号能有效传输地理信息，但传输过程中会受到“噪声”干扰。该理论对于地图最佳制作和地图有效使用具有积极作用。

3、地图符号学是研究地图符号系统的构图基础，感受方式及其设计使用的科学。提出了六种视觉变量：形状、亮度、色彩、尺寸、密度和方向是地图符号系统的构图基础；四种感受方式：组合感受、选择感受、等级感受和数量感受是制图过程中的视觉特点，该理论对于地图符号设计和地图生产有较大影响。

4、地图模型论是研究如何建立再现的客观环境的地图模型，并以地图数学模型来表达的理论。该理论认为地图是客观世界的模拟横型。此模型是制图者的概念模型，并可用数学方法表达，经过抽象概括的制图对象的空间分布结构。该理论对于深入认识地图的实质，并对推动数字制图的发展有重要作用。

5、地图认知论是研究人类认知地图获取信息的手段，原理和过程的理论。该研究有两项成果。一是“地图认知环”学说，认为用图者首先接受到图像地图客体，进而在头脑中进行信息处理，获取，然后据已有知识对所获信息进行加工，从而产生头脑信息图；再进一步通过对实地地理现象进行研究，最后得到所认知的地理实体，完成一轮认知环。二是“多模式感知和认知理论”，是指在虚拟地图环境下，用多种认知手段(如视觉、听觉)分别获取知识，并将其加以比较和想象处理，进而形成各自的知识库(如视觉、听觉知识库)，最后将各知识库融合，产生综合知识库。该理论对制图手段、多媒体技术、虚拟现实技术的结合使用有重要意义。

6、地图感受论是研究地图视觉感受过程的物理学、生理学和心理学方法，探讨地图是如何被用图者有效感受的理论。研究内容有分级符号、网纹和等值灰度梯尺的视觉效果，色彩设计客观性、视觉感受与图形构成的规律、特点等。该理论对于地图设计有重要意义。

三、国际地图学的最新现状及进展[2][7]

1、专题制图进一步拓宽领域并向纵深发展

专题地图的广度与深度不断发展, 其理论与方法已日趋完善。具体表现为以下几个方面：（1）环境、海洋、城市、人文等专题制图迅速发展；（2）由单一部门专题制图向综合制图与系统制图方向发展, 由基础性专题制图向深层次与实用方向发展；(3)由区域性与全国性制图向全球性制图发展。

2、计算机制图已广泛应用于各类地图生产, 多媒体电子地图集与互联网地图集迅速推广。

电子地图集是近多年年以后出现的以光盘为介质, 通过视屏显示的地图集形式。它具有滚动、漫游、窗口放大、闪烁、动态显示、统计分析、叠加比较等多种功能, 具有制作周期短、成本低、功能强等优点, 因此得到迅速推广并展示广阔前景。加拿大、美国、荷兰、德国、瑞典、瑞士、西班牙、澳大利亚、捷克等国已出版了各种电子地图集。尤其美国微软公司1997年出版的世界地图集和1998年制作的《虚拟地球》电子地图集是当今国际上最好的多媒体电子地图集。加拿大、瑞典、西班牙、美国、瑞士等国还出版了国家电子地图集。

随着互联网的迅速发展和普及, 已经成为快速传播所有知识的重要渠道。其中作为空间信息图形表达形式的地图, 越来越受到各网站和广大用户的欢迎。近十多年来, 互联网地图也称互联网络地图、网络地图、得到极其迅速地发展。

3、地图学一遥感一地理信息系统相结合形成一体化的研究技术体系。

70年代兴起的遥感技术正迅速发展并广泛应用。目前航天遥感已发展到多层

面空间轨道站、多种系列卫星、航天飞机、载人飞船等、多波段光谱、多频率雷达、高分辨率高空间分辨率与高光谱分辨率、多时相、全天候。同时各种遥感地学分析模型、图像数字处理技术、自动分类成图系统、数字三维立体图像显示等已日趋完善, 不仅为地图, 特别是为各种专题地图提供最有效的获取信息的手段, 为各种专题制图提供直接的高质量快速成图方法。

地理信息系统是在计算机制图基础上发展起来的空间信息采集、贮存、分析、处理、显示与制图的综合性技术系统, 它具有各种分析与模拟的功能, 能快速准确地输出各种数据、表格和地图。在空间数据结构与管理、用户使用界面、数据集成与更新、空间检索、空间分析与模型建立、人工智能与专家系统等方面已积累了较多的经验, 地理信息系统在各种评价、预测、决策、规划和管理中发挥了重要作用尤其在当今计算机多媒体技术、可视化、智能化、虚拟现实不断取得新的进展的形势下, 地理信息系统将得到更广泛的应用。

4、计算机制图一电子出版生产系统一体化, 从根本上改变了地图设计与生产的传统工艺。

计算机制图与地理信息系统技术的发展, 已解决了各类地图的自动编绘与

快速成图方法, 为了获得高质量印刷出版地图, 年代国际上新推出了几种计算机出版生产系统, 并已在一些地图设计与生产部门应用,任何地图或复杂的大型地图集, 经过计算机设计、制图、编辑和审定合格后, 即可输出分色加网软片, 制版上机印刷, 甚至利用热敏成像技术, 由计算机通过激光束建立图形直接制版印刷,实现计算机制图与出版生产系统一体化和全数字化与自动化, 是地图学领域的又一重大变革, 具有深远的意义和最大的社会、经济效益。

5、地图学新概念与新理论的不断探索。

近几年国际上还对计算机与地图可视化、虚拟环境、地图自动概括自动综合、数字地图及其应用、互联网地图等问题进行了较多研究和讨论, 已取得一定进展。

四、发展趋势

地图学发展趋势：

1、智能化包括地图信息源信息获取，地图制作过程和地理信息表达的智能化等。

2、虚似化地图学将来表达的制图对象不一定都是实体的客观存在，很多内容将是虚拟的、模拟的、多维仿真式的。

3、功能多极化地图功能从表达地理客体规律特征，扩展到知识发现、空间分析、动态显示监测、综合评价、预警预报等。

4、主客体同一化随着科技发展，促进地图制作技术的不断改进和创新，地图制作将越来越简单，故既是地图制作者又是地图使用者将渐趋普遍，使主客体同一化。

5、全球一体化随着数字地球战略的实施和推进，将实现全球化的地图无缝拼接和万维网联通，使地图在表达地球和研究地球方面，都可以整体化，全球一体化形式出现。