淺談數(shù)字化技術(shù)在地圖出版活動(dòng)中的應(yīng)用

覃雄風(fēng)

隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的迅速發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的越趨完善，數(shù)字出版是未來出版業(yè)的全部，也是未來出版業(yè)的發(fā)展方向。然而，數(shù)字出版的發(fā)展并不是一蹴而就的，當(dāng)下的發(fā)展首先就面臨著出版業(yè)觀念陳舊、人才不足及科研滯后等問題。數(shù)字出版各新興板塊產(chǎn)品的研發(fā)與市場(chǎng)化應(yīng)用層出不窮，業(yè)界對(duì)人才的數(shù)量需求進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)從業(yè)者的素質(zhì)要求也更加細(xì)分化、多樣化。當(dāng)前數(shù)字出版人才不僅包含傳統(tǒng)新聞出版單位數(shù)字化轉(zhuǎn)型所需人才，還包括網(wǎng)絡(luò)文學(xué)、在線教育、有聲讀物、知識(shí)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)游戲等各個(gè)新興板塊的從業(yè)者。數(shù)字出版逐步呈現(xiàn)技術(shù)密集、重視服務(wù)等特點(diǎn)。政府、企業(yè)和高校積極展開合作，從人才規(guī)范化管理、行業(yè)需求反饋、高等教育課程設(shè)置、專業(yè)實(shí)踐等多個(gè)方面積極改進(jìn)培育模式，不斷完善數(shù)字出版人才培養(yǎng)體系，努力輸送復(fù)合型人才。

互聯(lián)網(wǎng)+的時(shí)代背景下，數(shù)字出版行業(yè)以技術(shù)融合創(chuàng)新為手段，逐步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的不斷變革。懂出版又懂網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的復(fù)合型人才越來越受歡迎，這一系列現(xiàn)象正是數(shù)字出版“熱”起來的表現(xiàn)。地圖的出版，由于其極強(qiáng)的專業(yè)性及特殊性，在數(shù)字化出版應(yīng)用中，占有一席重要地位。

一、數(shù)字化技術(shù)地圖出版物的定義

出版不同于其他大部分產(chǎn)業(yè)，由于具有無形價(jià)值，比如文化價(jià)值、學(xué)術(shù)價(jià)值、道德價(jià)值等；也不同于藝術(shù)與科學(xué)，由于與負(fù)債表和利潤密切相關(guān)。出版是一種必要的原始創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)。

進(jìn)入“十三五”時(shí)期，出版業(yè)融合發(fā)展向更深層次邁進(jìn)，逐步步入轉(zhuǎn)型升級(jí)的成長加速期。時(shí)至今日，純粹的傳統(tǒng)出版已經(jīng)不復(fù)存在，因?yàn)樵诩埥槌霭娴倪^程中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用已不可或缺。

數(shù)字地圖出版物（數(shù)字地圖制圖甚至被稱為革命性的變化），既增強(qiáng)了地圖的科學(xué)性、提高了地圖制作的速度，又大大拓寬了地圖表達(dá)的內(nèi)容、豐富了地圖的表現(xiàn)形式，同時(shí)也使地圖的品種得到了極大的擴(kuò)充。地圖出版物的形式、內(nèi)容、設(shè)計(jì)及制作等方面都發(fā)生了極大的變化[1]。

二、數(shù)字化地圖出版的特征

數(shù)字出版是隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展而快速發(fā)展起來的新技術(shù)出版方式。諸如電子出版物、網(wǎng)絡(luò)出版、微出版等等模式，已經(jīng)越來越為大眾所接受。而數(shù)字地圖出版物建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息技術(shù)、測(cè)繪技術(shù)、GIS導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)以及電子顯示技術(shù)等高新技術(shù)基礎(chǔ)上，融合并超越了傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖出版內(nèi)容而發(fā)展起來的新興出版物，是時(shí)代和科技進(jìn)步的標(biāo)志之一。從產(chǎn)業(yè)總量看，數(shù)字地圖出版產(chǎn)業(yè)由于其靈活性，已經(jīng)成為地圖出版業(yè)的重要組成部分。其特征主要有：

1.動(dòng)態(tài)性。

2.可交互性，是數(shù)字地圖出版物獨(dú)具的特征。

3.多媒體性。

4.超媒體集成性。

5.極大壓縮了印刷成本。

6.制圖的適應(yīng)性。

7.表示方法的多維和多樣性。

8.數(shù)據(jù)的共享性。

三、數(shù)字化地圖出版物的意義

1.兼容了地理信息技術(shù)、測(cè)繪技術(shù)、GIS導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)等一系列高科技，推動(dòng)了科技革命的創(chuàng)新。

2.出版內(nèi)容更加豐富，包括旅游數(shù)字地圖出版物、測(cè)繪勘探數(shù)字地圖出版物、物流運(yùn)輸數(shù)字地圖出版物，以及政務(wù)、軍事數(shù)字地圖出版物等。

3.出版形式更加多樣化，如數(shù)字地圖，網(wǎng)絡(luò)地圖，電子地圖，多維動(dòng)態(tài)地圖等。

4.易于編輯和更新。

5.提高了制圖的速度和精度。

6.容量大且易于儲(chǔ)存。

7.豐富了工程制圖軟件的品種和品質(zhì)。

8.極大地降低了印刷成本，履行了低碳環(huán)保的實(shí)踐。

9.綜合了多門前沿科技，如數(shù)字景觀模型綜合、地圖數(shù)據(jù)庫綜合、結(jié)構(gòu)化地圖綜合等。

10.創(chuàng)造了“數(shù)字地球”“數(shù)字城市”的新理念。

11.為地理、林業(yè)、地質(zhì)、漁業(yè)、水利、測(cè)繪、石油、環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)、城市管理等多部門提供了更便捷更有力的支持。

四、數(shù)字化地圖制圖過程

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，使得地圖制圖技術(shù)發(fā)生了根本改變。

地圖教育是我國高等學(xué)校測(cè)繪、地理、地質(zhì)等專業(yè)門類人才培養(yǎng)的重要組成部分。隨著計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)的發(fā)展，在地理信息系統(tǒng)、測(cè)繪工程、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、地質(zhì)資源與地質(zhì)工程等專業(yè)的地圖教育中，不僅要突出傳統(tǒng)的地圖基礎(chǔ)理論教學(xué)，還要強(qiáng)調(diào)面向應(yīng)用的計(jì)算機(jī)地圖制圖技能培養(yǎng)。

數(shù)字地圖制圖的目的是制作地圖。數(shù)字地圖制圖最終提供給用戶的仍是地圖（包括普通地圖、專題制圖、影像地圖等），但這種地圖的存儲(chǔ)、處理是以數(shù)字格式的信息進(jìn)行的，因此可以進(jìn)行靈活多樣的操作，可以通過硬拷貝，顯示器等不同方式顯示。

數(shù)字地圖制圖強(qiáng)調(diào)以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為制圖手段。傳統(tǒng)地圖制圖主要是通過人工操作與處理制作紙質(zhì)地圖（模擬地圖），而數(shù)字地圖制圖則強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互下計(jì)算機(jī)圖形處理為基礎(chǔ)的地圖制圖，制圖要素為數(shù)字化信息，地圖表達(dá)、處理都為數(shù)字方式，由直接編制地圖轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮饔?jì)算機(jī)繪圖、開發(fā)有關(guān)機(jī)助地圖制圖軟件等。

1.數(shù)據(jù)采集階段

地圖數(shù)據(jù)是指各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號(hào)化表示，包括空間位置、屬性特征和時(shí)態(tài)特征三部分。地圖數(shù)據(jù)的采集包括圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)及關(guān)系信息等的采集。數(shù)字地圖制圖強(qiáng)調(diào)以數(shù)字化的格式存儲(chǔ)和分析地圖。相對(duì)于傳統(tǒng)地圖制圖學(xué)，數(shù)字地圖制圖是通過計(jì)算機(jī)可直接存儲(chǔ)處理的數(shù)字格式表達(dá)和處理地圖，充分應(yīng)用了數(shù)字信息的優(yōu)越性。數(shù)字地圖具有無縫連接、靈活設(shè)置、多信息派生、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)、自由縮放、信息重用等優(yōu)越性，為地圖信息共享提供了有力支持。

2.數(shù)據(jù)處理階段

地理信息制圖是利用地理空間數(shù)據(jù)、運(yùn)用地圖學(xué)方法，對(duì)區(qū)域性規(guī)劃工程的要素進(jìn)行分析和制圖的過程，以詳實(shí)反映工程要素的地理信息。在數(shù)據(jù)處理時(shí)不但可對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行交互式處理，也可進(jìn)行批處理。聯(lián)機(jī)是當(dāng)前數(shù)字地圖數(shù)據(jù)處理的主要方式[2]。

3.圖形輸出階段

計(jì)算機(jī)地理信息制圖源于傳統(tǒng)地圖制圖，地圖學(xué)理論與方法對(duì)計(jì)算機(jī)地理信息制圖系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的影響。計(jì)算機(jī)地理信息制圖為地圖特征的數(shù)字表達(dá)、操作和顯示提供了一系列方法，為地圖的圖形輸出提供技術(shù)支持。

五、數(shù)字化地圖出版物的功能和應(yīng)用

地圖學(xué)是先于文字形成的用圖解語言表達(dá)事物的工具，是地理信息的載體，信息源以及地理信息傳遞的工具。從古至今，作為地圖學(xué)研究主題的地圖本身及人們對(duì)地圖的認(rèn)識(shí)是隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步不斷深化的。地圖學(xué)逐漸完善成為一門擁有系統(tǒng)理論基礎(chǔ)和現(xiàn)代技術(shù)手段的科學(xué)。

地圖的發(fā)展幾乎與人類的文化史和環(huán)境的認(rèn)識(shí)史同步，已有幾千年的歷史。20 世紀(jì)中葉以前，人們將地圖稱為“地球表面在平面上的縮寫”，這個(gè)定義沒有從本質(zhì)上把地圖與其他的地面圖像區(qū)別開。

要揭開地圖具有如此巨大生命力的奧秘，僅從數(shù)字地圖的基本性質(zhì)上認(rèn)識(shí)還是不夠的，還應(yīng)該從功能上深入研究數(shù)字地圖出版物的本質(zhì)。

（一）數(shù)字化地圖出版物的功能

數(shù)字化地圖出版物是將抽象的地理信息系統(tǒng)具體化和物象化。地理信息系統(tǒng)是一套計(jì)算機(jī)工具，在計(jì)算機(jī)軟、硬件支持下，將表示地表物體和環(huán)境固有的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖形、圖像等地理信息的數(shù)據(jù)，利用縮小的二維空間配置，用以提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析方法，并據(jù)此生成輔助決策信息。管理人員和用戶決定了系統(tǒng)的工作方式和信息的表達(dá)方式。事實(shí)上是一個(gè)非常重大的抽象思維成就。平面二維地圖是人類空間認(rèn)知的重要進(jìn)步，當(dāng)前隨著互聯(lián)網(wǎng)、新一代移動(dòng)通信和3S——地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)、遙感(remote sensing,RS)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(global navigation satellite system，GNSS)——技術(shù)的迅猛發(fā)展，移動(dòng)地圖與互聯(lián)網(wǎng)地圖等已成為數(shù)字地圖出版物應(yīng)用的主流趨勢(shì)。

（二）數(shù)字化地圖出版物的應(yīng)用

人們?cè)谌粘Ｉ钪兴佑|到的信息約有70%是地理信息，地理信息應(yīng)用模式的變革發(fā)展與人類文明的進(jìn)步密切相關(guān)。

隨著電子化技術(shù)手段的發(fā)展和數(shù)字化制式的出現(xiàn)，從存儲(chǔ)介質(zhì)到生成方式，再到網(wǎng)絡(luò)化渠道和數(shù)字化流程，地圖出版經(jīng)歷了一場(chǎng)革命性的數(shù)字化浪潮。數(shù)字地圖出版物是建立在數(shù)字技術(shù)符碼生成、轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)和流程再造基礎(chǔ)上的內(nèi)容生產(chǎn)、復(fù)制和分發(fā)的新興產(chǎn)品形態(tài)和業(yè)態(tài)。新聞出版領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，集約化和智能化，已成為帶動(dòng)數(shù)字地圖出版物產(chǎn)業(yè)升級(jí)的外部推動(dòng)力和內(nèi)在刺激力。

（三）數(shù)字地圖出版物的模擬功能

完整的地理信息系統(tǒng)主要由四個(gè)部分構(gòu)成：硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理。構(gòu)造地圖模型的手段不同，地圖模型的形式也不同。它可以是模擬的或數(shù)字的、圖形的或圖像的、精確的或概略的、物質(zhì)的或概念的、靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的、平面的或立體的，等等。地圖學(xué)界將人腦中形成的對(duì)空間環(huán)境的認(rèn)知稱為心象地圖，它也是一種模型，是一種思維或概念的模型。作為模型的數(shù)字地圖出版物，人們可以通過它獲得對(duì)客觀地理存在的特征和變換規(guī)律的認(rèn)識(shí)。在采用了嚴(yán)格數(shù)學(xué)法則的物質(zhì)地圖模型上，所有以地圖為工具來認(rèn)識(shí)空間環(huán)境的場(chǎng)合都體現(xiàn)了數(shù)字地圖出版物模擬客觀世界的功能。

（四）數(shù)字地圖出版物的信息載負(fù)與傳輸功能

數(shù)字地圖出版物通過地圖符號(hào)來存儲(chǔ)、表達(dá)和傳遞大量的地圖空間信息，是存儲(chǔ)地球物理信息、地球地理信息和地球空間信息的重要載體[3]。如圈形符號(hào)表示居民地、粗細(xì)漸變的藍(lán)色符號(hào)表示河流，它們通過地圖符號(hào)直接表現(xiàn)出來，而且能被測(cè)度；間接信息是由地圖符號(hào)組合所產(chǎn)生的含義，它需要經(jīng)過分析解譯才能夠獲得，例如通過河流、道路、港口與居民地的關(guān)系，可以獲得居民地的交通是否便利的信息。潛在信息主要取決于讀圖者對(duì)地圖的認(rèn)知水平、專業(yè)背景和分析推理的能力。使用數(shù)字地圖出版物時(shí)地圖信息得到了傳遞。

（五）提升大數(shù)據(jù)服務(wù)的價(jià)值

大數(shù)據(jù)技術(shù)正在融入地圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科的發(fā)展進(jìn)程中。首先，地圖仍然是今天人們工作、學(xué)習(xí)和生活不可缺少的科學(xué)工具，而大數(shù)據(jù)為地圖學(xué)在信息時(shí)代的發(fā)展注入了新鮮血液。作為地圖學(xué)主陣地的地圖仍是大數(shù)據(jù)融合的最佳載體或地理空間框架，是最直觀的可視化表達(dá)方法。數(shù)字地圖制圖、網(wǎng)絡(luò)地圖制圖、智能地圖制圖已成為信息時(shí)代地圖學(xué)發(fā)展進(jìn)程中里程碑式的“亮點(diǎn)”。其次，大數(shù)據(jù)為地理信息工程提供了從TB級(jí)躍升到PB、EB乃至ZB級(jí)規(guī)模的數(shù)據(jù)；大數(shù)據(jù)融合、統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘給地理信息工程學(xué)科的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)；基于云計(jì)算的大數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)和并行處理以及地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)格服務(wù)和云服務(wù)，成為地理信息工程學(xué)科研究的重點(diǎn)，數(shù)字化技術(shù)服務(wù)已進(jìn)入數(shù)字地圖出版服務(wù)的新階段。

（六）數(shù)字化地圖出版物越來越貼近日常生活

現(xiàn)代地圖出版物，無論從理論體系到制作技術(shù)，還是從表現(xiàn)形式到應(yīng)用領(lǐng)域及使用方法，其發(fā)展速度極快。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以地理信息檢索與挖掘?yàn)槟康牡臄?shù)字地圖出版物顯得越來越重要，并成為數(shù)字化技術(shù)領(lǐng)域、地理信息領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和其他相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

互聯(lián)網(wǎng)上的地理信息種類繁多且數(shù)量巨大，覆蓋全球的遙感影像矢量要素、地名地址、街景地圖、專題地圖、百科知識(shí)、個(gè)人旅行軌跡、社交網(wǎng)絡(luò)感知數(shù)據(jù)，每時(shí)每刻都在持續(xù)增長[4]。對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的多源異構(gòu)海量、高動(dòng)態(tài)的地理信息進(jìn)行分析和深度應(yīng)用，是全新技術(shù)條件下測(cè)繪地理信息管理和開發(fā)利用面臨的巨大挑戰(zhàn)和重要機(jī)遇，也成為國內(nèi)外數(shù)字化技術(shù)學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)和地圖信息出版產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域新興課題。

（七）促進(jìn)地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益發(fā)展，數(shù)字化地圖出版物在全球的交流越來越頻繁和便捷，國內(nèi)外地理信息標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和研究已取得了長足進(jìn)展。不同于信息科學(xué)其他學(xué)科領(lǐng)域，地理信息科學(xué)具有自身的特點(diǎn)，例如不確定性、海量數(shù)據(jù)等，在空間上下文的建模與推理等感知計(jì)算方面都需要尋找一種適合學(xué)科特點(diǎn)的方法。從這一點(diǎn)上來說，數(shù)字化地圖出版物對(duì)于促進(jìn)地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)，在一定程度上具備科研創(chuàng)新和前沿意義。

最后，數(shù)字地圖出版物不僅是地學(xué)工作者記錄研究成果的手段，也是人們認(rèn)識(shí)世界的工具。