第2章 现代地图学的发展
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地图学 Cartography
1. 地图学属性与价值
1.1 地图学的属性
（2）地图学的技术属性
以地图学的科学理论为指导，采用各种先进的技
术和设备（仪器）解决地图设计、地图制图和地图印
刷及其一体化，并提供地图和地理信息的服务。
地图学
Cartography
1. 地图学属性与价值
1.1 地图学的属性
（3）地图学的工程属性
信息时代地图学演化包括三个阶段：数字化、网络化、
来，形成一个环环相扣的信息流和流水线，提高整体效率。
智能化：采用人工智能技术，找出信息流与流水线中的瓶
颈，进行优化，提高自动化水平。
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.1 数字化到数字地图学 数字地图：以数字形式储存在计算机存储介质上的地 图。 数字地图学：以数字地图产品生产过程作为一个系统 （DCS），以数字地图产品的生产作为最终目标。 意 义：实现了由传统手工地图制图到计算机地图制图 的里程碑式的转变。
更高层次学科之间的联系
以地图制作为主，忽视地图应用的研究，尤其忽视
地图制图者自身认识论和使用者认识活动规律的研究
地图学 Cartography
2. 信息时代地图学
2.1 传统地图学
要想在这种封闭体系内获得实质性、突破性进展
是困难的，甚至是不可能的；只有走出这种“封闭体 系”，向系统外部从深层次结构来寻求地图学进一步 发展的源泉，才能促进地图学的进步。
捷克人柯拉斯尼（A Kolacny），他于1969年提出了第
一个地图信息传输的模式。
地图学 Cartography
2. 信息时代地图学
2.2 信息时代地图学变革
柯拉斯尼（A Kolacny）的传输图
地图学
Cartography
2. 信息时代地图学
2.2 信息时代地图学变革
柯拉斯尼传输理论的意义：
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.1 数字化到数字地图学
怎样认识数字地图学？ 数字地图学是计算机技术和地图制图方法相结合的产物，在 地图学的发展上是一个里程碑性的进步。
数字地图学仍然是一个以数字化地图产品（包括地图数据库）
的生产过程作为一系统，以产品生产作为最终目标的封闭体系。 源于计算机地图制图和脱胎于地图数据库的GIS和VGE基本上 是独立的系统。
3.3 智能化到智能地图学
智能地图学
数字地图学、网络地图学的深化和提升，是以思维科学（抽
象思维、灵感思维）作为理论基础，以物联网、云计算和网格
计算等新兴信息技术为技术支撑，全面实现空间信息获取、处
理与应用一体化信息流和流水线的智能优化，以提供基于网格 的知识服务为主要服务方式的地图学。
地图学
Cartography
地图学 Cartography
2. 信息时代地图学
2.4 信息时代地图学技术发展
计算机硬软件的出现为传统地图学进入信息时代做
了技术上的准备，包括：计算机技术、遥感技术和数
据库技术等。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
智能化。 数字化：把传统通过纸质地图等物理媒介传递的图形信息 变成通过数字终端传递，从而提高个体效率。 网络化：把脱节的信息获取、处理、应用通过网络联合起
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.3 智能化到智能地图学
智能地图学出现的因素
① 网络地图学存在的问题和进一步优化改进的需要。 ② 地图学的思维科学特征，智能化是个趋势。 ③ 物联网、云计算、网格计算等新兴信息技术的支撑与推动。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.1 数字化到数字地图学 数字地图学的主要研究内容： 数字测图系统——数字测图取代了传统地图测图。 数字制图系统——计算机数字地图制图取代了手工 模拟地图制图。 各类、各种比例尺数字地图数据库的建立。 数字地图单要素、单环节自动综合模型和算法研究。 数字地图制图与出版的一体化 地理信息系统（GIS）和虚拟地理环境（VGE）。
3. 地图学的演化分析
3.3 智能化到智能地图学 智能地图学主要研究内容
（1）地图学中的思维科学与人工智能特别是不确定性人工智能 理论和方法。 （2）基于网格环境的制图数据获取、处理、生产的一体化信息 流与流水线瓶颈问题的整体流程的智能优化与改进。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学
网络地图学评价
① 网络地图学的整体信息流和流水线的不少环节（各环节的标 准接口，全要素、全过程的自动综合及质量控制，地图语言 （符号）的自适应，……）尚待优化和改进，自动化程度和 整体效率还不高。 ② Web GIS要解决互联互通互操作问题。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学
怎样认识网络地图学？
① 网络地图学是数字地图学的网络化，是信息化时代地图学的
第二个里程碑性的进步。 ② 网络地图学的根本任务是提高整个信息流和流水线的整体效 率，是一个开放的系统。 ③ 总体来说，我国的网络地图学企业和志愿者做的比较好；官 方做的比较差，基本处于数字地图学阶段。 ④ Web GIS存在分布异构问题。
3.2 网格化到网络地图学 促进网络地图学出现的因素 数字地图学存在的问题和进一步发展的需要。 地理空间信息应用的社会化大众化需求。 通信网络技术的出现和发展。 对地观测手段的多样化和地球空间信息传感器网络 概念的出现。
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学 网络地图学 数字地图学的进一步发展，是在网络环境下，政 府、企业、志愿者制图并存主流，集多源制图数据获 取、处理（生产）、服务于一体的信息流和流水线， 整体效率提升，以提高基于网络的电子地图服务为主 要服务方式的地图学。
地图学作为一个“系统”的一切特征——完 整性、目的性、人类认识活动基本过程、可控 性等； 贯穿着地图学的全部研究领域（地图学各个 领域的研究最终目的是为了信息的有效传输）; 为地图学的理论和实践开拓了更加广阔的研 究领域（具有交叉科学的特征）；
Cartography
地图学
2. 信息时代地图学
地图学依据地图制图的各类规范标准，可重复的
生产各类地图产品和地理信息产品。
地图学
Cartography
1. 地图学属性与价值
1.2 地图学的价值 地图被誉为改变世界的十大地理学思想之一，是 表达复杂地理世界的最伟大的创新思维。 地图作为一门科学语言，能跨越自然语言和文化 而被广泛接受。 地图的统一比例尺保证地理空间可以同等对待 （空间客观性）。 地图采用经过抽象的符号系统和简化（综合）的 形式（信息等级层次）重构复杂的地理世界。 地图采用数学映射方法保证了可量测性和客观性。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.1 数字化到数字地图学 数字地图学评价 数字地图学只是提高单个环节的效率。 数字地图学是信息化时代地图学进一步发展的起点 和基石。 要提高整体效率，就必把单个环节有机连接起来， 即走网络化之路。
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.3 智能化到智能地图学 智能地图学主要研究内容
（3）基于云计算、网格计算与物联网交集的部分地图制图过程 各个环节的智能化： ● 各类智能感知传感器的接入，增量数据存储与管理 ● 多源异构制图数据的智能集成、融合与同化 ● 智能化地图设计（总体、投影、色彩、符号） ● 地图制图综合的智能化（全要素、全过程自动制图综合 控制与综合质量评估） ● 地图语言学与多比例尺地图符号的自适应匹配 ● 基于物联网的实时动态地图数据更新
2.2 信息时代地图学变革
柯拉斯尼传输理论的意义：
带来了地图科技工作者观念的转变与更新，使
地图科技工作者深刻认识到地图学是一个地图信
息传输系统，要用信息论、控制论和系统论指导
地图学的研究、地图的设计和制作。
地图学
Cartography
2. 信息时代地图学
2.3 信息时代地图学理论发展 由经验地图制图到更加严密的理论模型制图： 把地图作为模型是英国学者C.Board于1967年在《作为 模型的地图》一文中提出的。他的这一见解使地图学 术界把地图视为一种模型的思想前进了一大步，并使 模型理论与技术在地图制图中得到普遍运用，使地图 进入更加严密的理论模型研究阶段，对促进地图学进 入信息化时代的进程具有重要作用。
地图学 Cartography
2. 信息时代地图学
2.3 信息时代地图学理论发展 地图作为模型，具有抽象模型中的概念模型、模拟 模型和数学模型的特点。从系统论的观点来看，人们 既可以直接研究系统的原型，又可以从研究系统的模 型着手，而将研究结论推广到原型。通过模型来研究 系统，是系统论观点的一种重要方法。把地图作为模 型可以使我们更深刻的理解与更深入的研究地图系统 模型，长期以来一直推动着地图学的发展。
1. 地图学属性与价值
1.2 地图学的价值
（2）地图的社会价值
地图对人类社会的重要性，正如有人说的“一
个时代和一种文化没有任何形式的地图是难以想象
的”，有人质疑地问到“我们能够想象一个没有地图
的世界吗？”可以说，今天地图已经成为人们工作、 学习、生活不可缺少的科学工具。
地图学 Cartography
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学 网络地图学主要研究内容
① 数据提供者的多样化：政府部门、企业、志愿者数据的共享、 互操作和集成。
② 传感器网络——基础数字地球模型（现实世界的第一次模型
表达）——各类地图的派生（现实世界的第二次模型表
达）——通过无数传感器传给无数个客户终端的全部过程环
环相扣的信息流和流水线（信息传输）。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学
网络地图学主要研究内容
③ 网络地图制图；网络电子地图；网络多媒体电子地图；移动 导航电子地图；混搭地图；增量地图生产。 ④ 网络地理信息服务（Web GIS）;数据即服务（DaaS）。 ⑤ 网络地图数据库理论、方法与空间数据库引擎。 ⑥ 空间数据仓库、联机分析、数据挖掘。
第2章 现代地图学的发展
主要内容
1 2 3
地图学属性与价值
信息时代地图学 地图学的演化分析 地图学的发展方向
4
地图学
Cartography
1. 地图学属性与价值
1.1 地图学的属性
（1）地图学的科学属性 地图学是描述和表达地（星）球空间数据场和信 息流的科学，是地球空间信息的抽象、概括、表达和 传输的科学。 地图学的认识论特色：作为地图学主题的地图， 既是认知地理环境的结果、又是进一步认知地理环境 的工具。 地图学的方法论特色：地球空间信息抽象、概括 、表达和传输的方法。
地图学 Cartography
1. 地图学属性与价值
1.2 地图学的价值 （1）地图的科学价值 地图具备科学表达非线性复杂地理世界的空间 结构和空间关系的本质功能，与线性的文字表达方式 相比具有无法比拟的优越性，于是有人说“地图的最 初使用必然会在思想领域引起一场革命”。
地图学
Cartography
地图学
Cartography
2. 信息时代地图学
2.2 信息时代地图学变革
20世纪50年代信息论、控制论和系统论三大科学
理论问世，继相对论和量子力学之后又一次“彻底改
变了世界科学图景和当代科学家的思维方式”，无疑
也为地图学的发展指明了前进的方向。主要标志是地
图信息传输理论和模式的提出，其中最有代表性的是
2. 信息时代地图学
2.1 传统地图学
传统地图学的形成和作用：建立在近代地图测绘
基础上，经过两次世界大战，于20世纪50年代形成，
是地图生产之本。
地图学
Cartography
2. 信息时代地图学
2.1 传统地图学
传统地图学是一个“封闭体系”：
以经验总结为主，忽视基本理论研究ห้องสมุดไป่ตู้建设
以联系对本学科存在直接关系的学科为主，忽视同
1. 地图学属性与价值
1.2 地图学的价值
（3）地图的文化价值
从时间上看，有古代地图文化、近代地图文化和
现代地图文化。值得注意的是，在地图演化的历史长
河中，地图文明同人类文明一样，正是通过“时间效
应”和“空间效应的双重作用，今天的地图已成为国 际上公认的三大通用语言（地图、绘画、音乐）之一。
地图学 Cartography
1. 地图学属性与价值
1.1 地图学的属性
（2）地图学的技术属性
以地图学的科学理论为指导，采用各种先进的技
术和设备（仪器）解决地图设计、地图制图和地图印
刷及其一体化，并提供地图和地理信息的服务。
地图学
Cartography
1. 地图学属性与价值
1.1 地图学的属性
（3）地图学的工程属性
信息时代地图学演化包括三个阶段：数字化、网络化、
来，形成一个环环相扣的信息流和流水线，提高整体效率。
智能化：采用人工智能技术，找出信息流与流水线中的瓶
颈，进行优化，提高自动化水平。
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.1 数字化到数字地图学 数字地图：以数字形式储存在计算机存储介质上的地 图。 数字地图学：以数字地图产品生产过程作为一个系统 （DCS），以数字地图产品的生产作为最终目标。 意 义：实现了由传统手工地图制图到计算机地图制图 的里程碑式的转变。
更高层次学科之间的联系
以地图制作为主，忽视地图应用的研究，尤其忽视
地图制图者自身认识论和使用者认识活动规律的研究
地图学 Cartography
2. 信息时代地图学
2.1 传统地图学
要想在这种封闭体系内获得实质性、突破性进展
是困难的，甚至是不可能的；只有走出这种“封闭体 系”，向系统外部从深层次结构来寻求地图学进一步 发展的源泉，才能促进地图学的进步。
捷克人柯拉斯尼（A Kolacny），他于1969年提出了第
一个地图信息传输的模式。
地图学 Cartography
2. 信息时代地图学
2.2 信息时代地图学变革
柯拉斯尼（A Kolacny）的传输图
地图学
Cartography
2. 信息时代地图学
2.2 信息时代地图学变革
柯拉斯尼传输理论的意义：
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.1 数字化到数字地图学
怎样认识数字地图学？ 数字地图学是计算机技术和地图制图方法相结合的产物，在 地图学的发展上是一个里程碑性的进步。
数字地图学仍然是一个以数字化地图产品（包括地图数据库）
的生产过程作为一系统，以产品生产作为最终目标的封闭体系。 源于计算机地图制图和脱胎于地图数据库的GIS和VGE基本上 是独立的系统。
3.3 智能化到智能地图学
智能地图学
数字地图学、网络地图学的深化和提升，是以思维科学（抽
象思维、灵感思维）作为理论基础，以物联网、云计算和网格
计算等新兴信息技术为技术支撑，全面实现空间信息获取、处
理与应用一体化信息流和流水线的智能优化，以提供基于网格 的知识服务为主要服务方式的地图学。
地图学
Cartography
地图学 Cartography
2. 信息时代地图学
2.4 信息时代地图学技术发展
计算机硬软件的出现为传统地图学进入信息时代做
了技术上的准备，包括：计算机技术、遥感技术和数
据库技术等。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
智能化。 数字化：把传统通过纸质地图等物理媒介传递的图形信息 变成通过数字终端传递，从而提高个体效率。 网络化：把脱节的信息获取、处理、应用通过网络联合起
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.3 智能化到智能地图学
智能地图学出现的因素
① 网络地图学存在的问题和进一步优化改进的需要。 ② 地图学的思维科学特征，智能化是个趋势。 ③ 物联网、云计算、网格计算等新兴信息技术的支撑与推动。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.1 数字化到数字地图学 数字地图学的主要研究内容： 数字测图系统——数字测图取代了传统地图测图。 数字制图系统——计算机数字地图制图取代了手工 模拟地图制图。 各类、各种比例尺数字地图数据库的建立。 数字地图单要素、单环节自动综合模型和算法研究。 数字地图制图与出版的一体化 地理信息系统（GIS）和虚拟地理环境（VGE）。
3. 地图学的演化分析
3.3 智能化到智能地图学 智能地图学主要研究内容
（1）地图学中的思维科学与人工智能特别是不确定性人工智能 理论和方法。 （2）基于网格环境的制图数据获取、处理、生产的一体化信息 流与流水线瓶颈问题的整体流程的智能优化与改进。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学
网络地图学评价
① 网络地图学的整体信息流和流水线的不少环节（各环节的标 准接口，全要素、全过程的自动综合及质量控制，地图语言 （符号）的自适应，……）尚待优化和改进，自动化程度和 整体效率还不高。 ② Web GIS要解决互联互通互操作问题。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学
怎样认识网络地图学？
① 网络地图学是数字地图学的网络化，是信息化时代地图学的
第二个里程碑性的进步。 ② 网络地图学的根本任务是提高整个信息流和流水线的整体效 率，是一个开放的系统。 ③ 总体来说，我国的网络地图学企业和志愿者做的比较好；官 方做的比较差，基本处于数字地图学阶段。 ④ Web GIS存在分布异构问题。
3.2 网格化到网络地图学 促进网络地图学出现的因素 数字地图学存在的问题和进一步发展的需要。 地理空间信息应用的社会化大众化需求。 通信网络技术的出现和发展。 对地观测手段的多样化和地球空间信息传感器网络 概念的出现。
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学 网络地图学 数字地图学的进一步发展，是在网络环境下，政 府、企业、志愿者制图并存主流，集多源制图数据获 取、处理（生产）、服务于一体的信息流和流水线， 整体效率提升，以提高基于网络的电子地图服务为主 要服务方式的地图学。
地图学作为一个“系统”的一切特征——完 整性、目的性、人类认识活动基本过程、可控 性等； 贯穿着地图学的全部研究领域（地图学各个 领域的研究最终目的是为了信息的有效传输）; 为地图学的理论和实践开拓了更加广阔的研 究领域（具有交叉科学的特征）；
Cartography
地图学
2. 信息时代地图学
地图学依据地图制图的各类规范标准，可重复的
生产各类地图产品和地理信息产品。
地图学
Cartography
1. 地图学属性与价值
1.2 地图学的价值 地图被誉为改变世界的十大地理学思想之一，是 表达复杂地理世界的最伟大的创新思维。 地图作为一门科学语言，能跨越自然语言和文化 而被广泛接受。 地图的统一比例尺保证地理空间可以同等对待 （空间客观性）。 地图采用经过抽象的符号系统和简化（综合）的 形式（信息等级层次）重构复杂的地理世界。 地图采用数学映射方法保证了可量测性和客观性。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.1 数字化到数字地图学 数字地图学评价 数字地图学只是提高单个环节的效率。 数字地图学是信息化时代地图学进一步发展的起点 和基石。 要提高整体效率，就必把单个环节有机连接起来， 即走网络化之路。
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.3 智能化到智能地图学 智能地图学主要研究内容
（3）基于云计算、网格计算与物联网交集的部分地图制图过程 各个环节的智能化： ● 各类智能感知传感器的接入，增量数据存储与管理 ● 多源异构制图数据的智能集成、融合与同化 ● 智能化地图设计（总体、投影、色彩、符号） ● 地图制图综合的智能化（全要素、全过程自动制图综合 控制与综合质量评估） ● 地图语言学与多比例尺地图符号的自适应匹配 ● 基于物联网的实时动态地图数据更新
2.2 信息时代地图学变革
柯拉斯尼传输理论的意义：
带来了地图科技工作者观念的转变与更新，使
地图科技工作者深刻认识到地图学是一个地图信
息传输系统，要用信息论、控制论和系统论指导
地图学的研究、地图的设计和制作。
地图学
Cartography
2. 信息时代地图学
2.3 信息时代地图学理论发展 由经验地图制图到更加严密的理论模型制图： 把地图作为模型是英国学者C.Board于1967年在《作为 模型的地图》一文中提出的。他的这一见解使地图学 术界把地图视为一种模型的思想前进了一大步，并使 模型理论与技术在地图制图中得到普遍运用，使地图 进入更加严密的理论模型研究阶段，对促进地图学进 入信息化时代的进程具有重要作用。
地图学 Cartography
2. 信息时代地图学
2.3 信息时代地图学理论发展 地图作为模型，具有抽象模型中的概念模型、模拟 模型和数学模型的特点。从系统论的观点来看，人们 既可以直接研究系统的原型，又可以从研究系统的模 型着手，而将研究结论推广到原型。通过模型来研究 系统，是系统论观点的一种重要方法。把地图作为模 型可以使我们更深刻的理解与更深入的研究地图系统 模型，长期以来一直推动着地图学的发展。
1. 地图学属性与价值
1.2 地图学的价值
（2）地图的社会价值
地图对人类社会的重要性，正如有人说的“一
个时代和一种文化没有任何形式的地图是难以想象
的”，有人质疑地问到“我们能够想象一个没有地图
的世界吗？”可以说，今天地图已经成为人们工作、 学习、生活不可缺少的科学工具。
地图学 Cartography
地图学 Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学 网络地图学主要研究内容
① 数据提供者的多样化：政府部门、企业、志愿者数据的共享、 互操作和集成。
② 传感器网络——基础数字地球模型（现实世界的第一次模型
表达）——各类地图的派生（现实世界的第二次模型表
达）——通过无数传感器传给无数个客户终端的全部过程环
环相扣的信息流和流水线（信息传输）。
地图学
Cartography
3. 地图学的演化分析
3.2 网格化到网络地图学
网络地图学主要研究内容
③ 网络地图制图；网络电子地图；网络多媒体电子地图；移动 导航电子地图；混搭地图；增量地图生产。 ④ 网络地理信息服务（Web GIS）;数据即服务（DaaS）。 ⑤ 网络地图数据库理论、方法与空间数据库引擎。 ⑥ 空间数据仓库、联机分析、数据挖掘。
第2章 现代地图学的发展
主要内容
1 2 3
地图学属性与价值
信息时代地图学 地图学的演化分析 地图学的发展方向
4
地图学
Cartography
1. 地图学属性与价值
1.1 地图学的属性
（1）地图学的科学属性 地图学是描述和表达地（星）球空间数据场和信 息流的科学，是地球空间信息的抽象、概括、表达和 传输的科学。 地图学的认识论特色：作为地图学主题的地图， 既是认知地理环境的结果、又是进一步认知地理环境 的工具。 地图学的方法论特色：地球空间信息抽象、概括 、表达和传输的方法。
地图学 Cartography
1. 地图学属性与价值
1.2 地图学的价值 （1）地图的科学价值 地图具备科学表达非线性复杂地理世界的空间 结构和空间关系的本质功能，与线性的文字表达方式 相比具有无法比拟的优越性，于是有人说“地图的最 初使用必然会在思想领域引起一场革命”。
地图学
Cartography
地图学
Cartography
2. 信息时代地图学
2.2 信息时代地图学变革
20世纪50年代信息论、控制论和系统论三大科学
理论问世，继相对论和量子力学之后又一次“彻底改
变了世界科学图景和当代科学家的思维方式”，无疑
也为地图学的发展指明了前进的方向。主要标志是地
图信息传输理论和模式的提出，其中最有代表性的是
2. 信息时代地图学
2.1 传统地图学
传统地图学的形成和作用：建立在近代地图测绘
基础上，经过两次世界大战，于20世纪50年代形成，
是地图生产之本。
地图学
Cartography
2. 信息时代地图学
2.1 传统地图学
传统地图学是一个“封闭体系”：
以经验总结为主，忽视基本理论研究ห้องสมุดไป่ตู้建设
以联系对本学科存在直接关系的学科为主，忽视同
1. 地图学属性与价值
1.2 地图学的价值
（3）地图的文化价值
从时间上看，有古代地图文化、近代地图文化和
现代地图文化。值得注意的是，在地图演化的历史长
河中，地图文明同人类文明一样，正是通过“时间效
应”和“空间效应的双重作用，今天的地图已成为国 际上公认的三大通用语言（地图、绘画、音乐）之一。
地图学 Cartography