計(jì)算機(jī)地圖制圖原理、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

韓曉琳

眾所周知，傳統(tǒng)的地圖制圖一般以手工方法制作為主，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展及日積月累的經(jīng)驗(yàn)其技術(shù)雖然已成熟，但是一系列的弱點(diǎn)還是無(wú)法改善。因此，隨著第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生，20世紀(jì)50年代初期人們便把計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸引入到地圖學(xué)領(lǐng)域并逐步發(fā)展成為一門(mén)興新的地圖學(xué)分支學(xué)科——地算機(jī)地圖制圖學(xué)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)地圖制圖的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，地圖制圖發(fā)生了質(zhì)的變化，傳統(tǒng)的地圖制圖將逐步被之取代。該文對(duì)計(jì)算機(jī)地圖制圖原理過(guò)程、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

眾所周知，傳統(tǒng)的地圖制圖一般以手工方法制作為主，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展及日積月累的經(jīng)驗(yàn)其技術(shù)雖然已成熟，但是一系列的弱點(diǎn)還是無(wú)法改善。比如：生產(chǎn)成本高、周期較長(zhǎng)、生產(chǎn)難度大、制作的地圖產(chǎn)品較單一、不易更新、信息共享難等。于是，隨著第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，20世紀(jì)50年代初期人們便把計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸引入到地圖學(xué)領(lǐng)域。如今，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)已從一開(kāi)始的理論探討、試驗(yàn)、設(shè)備研究等階段已逐步發(fā)展成為一門(mén)興新的地圖學(xué)分支學(xué)科，即計(jì)算機(jī)地圖制圖學(xué)。與傳統(tǒng)的制圖技術(shù)相比，計(jì)算機(jī)制圖具有一定的優(yōu)越性 ，可以說(shuō)是發(fā)展了質(zhì)的變化。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)地圖制圖的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的地圖制圖將逐步被之取代。下面筆者對(duì)計(jì)算機(jī)地圖制圖原理過(guò)程、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

一.計(jì)算機(jī)地圖制圖原理及過(guò)程

計(jì)算機(jī)地圖制圖原理。計(jì)算機(jī)地圖制圖原理是在地圖制圖的原理基礎(chǔ)上，以電子計(jì)算機(jī)為核心，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)的軟、硬件把地圖圖形轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)據(jù)。換句話說(shuō)就是把空間緊密聯(lián)系分布的地圖模型轉(zhuǎn)變成為分散的數(shù)字模型，從而使計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行識(shí)別、處理、貯存及制作地圖。

計(jì)算機(jī)地圖制圖過(guò)程。簡(jiǎn)單的說(shuō)計(jì)算機(jī)地圖制圖可分為四個(gè)階段，即：編輯準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、圖形輸出。

編輯準(zhǔn)備階段。計(jì)算機(jī)地圖制圖的編輯準(zhǔn)備階段與手工制圖方法步驟大致相同都是先根據(jù)要求整理編圖資料后進(jìn)行分析，隨之再進(jìn)行地圖投影，從而確定表示方法、內(nèi)容、比例尺等?；谟?jì)算機(jī)制圖是以電子數(shù)字化為核心，那么這就要求在搜集原始資料時(shí)要對(duì)之進(jìn)行編輯處理，系統(tǒng)及程序計(jì)設(shè)方面也要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以便更好的確定數(shù)字化方法，進(jìn)行數(shù)字化制圖。

數(shù)據(jù)獲取階段。數(shù)據(jù)獲取階段是計(jì)算機(jī)地圖制圖比較關(guān)鍵的一個(gè)階段，它將圖形圖像轉(zhuǎn)變成為數(shù)字化。計(jì)算機(jī)地圖制圖數(shù)據(jù)獲取方法主要以手扶跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化兩種。兩種方法區(qū)別在于，手扶跟蹤數(shù)字化獲得的中矢量數(shù)據(jù)，而掃描數(shù)字化獲得的是柵格數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)獲取了數(shù)據(jù)后便在后臺(tái)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，隨之進(jìn)行識(shí)別、處理、調(diào)用。

數(shù)據(jù)處理編輯階段。數(shù)據(jù)處理及編輯階段是計(jì)算機(jī)地圖制圖最關(guān)鍵的一個(gè)階段，其目的是為了使數(shù)據(jù)更標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。數(shù)據(jù)的處理及編輯其實(shí)就是對(duì)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的地圖數(shù)據(jù)再一次的進(jìn)行檢驗(yàn)、糾正、合并歸類(lèi)、將坐標(biāo)原點(diǎn)統(tǒng)一并轉(zhuǎn)換比例尺。同時(shí)，對(duì)各種地圖投影進(jìn)行變換，不同的地圖符號(hào)、色彩進(jìn)行編排、設(shè)計(jì)等等。值得注意的是，并不是所有的計(jì)算機(jī)地圖制圖的數(shù)據(jù)處理及編輯內(nèi)容和方法都一樣，其會(huì)因地圖種類(lèi)或是制圖要求，或計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的不同而不同。

圖形輸出階段。計(jì)算機(jī)地圖制圖圖形輸出階段實(shí)質(zhì)上它是指通過(guò)各種輸出設(shè)備又把經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理過(guò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榈貓D圖形的過(guò)程。目前，隨著編輯與出版的一體化發(fā)展，主要的地圖輸出方式有輸出四色分色加網(wǎng)膠片直接印刷版及電子地圖集兩種?；诮^大部分的地圖制圖都采用彩色噴墨繪圖為主，這就需要工作人員進(jìn)行色彩的校對(duì)，因此，圖形的編輯與圖形輸出往往交互進(jìn)行。

二.計(jì)算機(jī)地圖制圖特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)地圖制圖與傳統(tǒng)地圖制圖相比，地圖數(shù)據(jù)更易于復(fù)制、存儲(chǔ)、編輯、更新。

計(jì)算機(jī)地圖制圖用信息取代了傳統(tǒng)的圖形模擬信息，使地圖使用精度大大提高，地圖信息容量也大大增加。

與傳統(tǒng)的手工地圖制作相比，計(jì)算機(jī)制圖大大減輕了手工勞動(dòng)人員的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)也減少了一圖制作手工人員的主觀隨意性使地圖制圖更加標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。

傳統(tǒng)地圖制圖品種比較單一，而計(jì)算機(jī)地圖制圖改變了這一格局，增加了地圖的品種，服務(wù)范圍也隨之拓展了。

計(jì)算機(jī)地圖制圖縮短了成圖周期，在傳統(tǒng)的地圖制圖的基礎(chǔ)上大大提高了成圖速度，制作工藝也隨之改進(jìn)不少。

計(jì)算機(jī)地圖制圖，地圖數(shù)據(jù)可進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，使之利用范圍更廣泛，適應(yīng)性更高。

三.計(jì)算機(jī)地圖制圖發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)地圖制圖數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展?；趥鹘y(tǒng)的手工地圖制圖具有一定的主觀隨意性使地圖數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)度并不高，那么在未來(lái)的地圖學(xué)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化將是計(jì)算機(jī)制圖的必然發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)普及和應(yīng)用的必要條件。值得提出的是，這里的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化包括了采集編碼、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化及數(shù)據(jù)分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)化等。

計(jì)算機(jī)地圖制圖數(shù)據(jù)采集手段一體化方向發(fā)展。我們知道計(jì)算機(jī)地圖制圖數(shù)據(jù)采集手段是多源化的，主要包括：現(xiàn)有地圖數(shù)字化采集、遙感影像數(shù)據(jù)采集、CIS數(shù)據(jù)采集、數(shù)碼相機(jī)數(shù)據(jù)采集、音頻數(shù)據(jù)采集、集成野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采集等等。那么，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)地圖制圖數(shù)據(jù)采集手段將向著一體化方向發(fā)展。

計(jì)算機(jī)地圖制圖地圖產(chǎn)品多元化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的手工地圖制圖地圖產(chǎn)品種類(lèi)具有一定的單一性。而隨著社會(huì)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，更高的計(jì)算機(jī)技術(shù)將融入地圖學(xué)領(lǐng)域中，這必然促進(jìn)了地圖產(chǎn)品向多元化方向發(fā)展，未來(lái)的地圖將形式不一，形成多元化格局。

（作者單位：新疆維吾爾自治區(qū)第二測(cè)繪院）