浅谈电子地图的应用现状及发展前景

浅谈电子地图的应用现状及发展前景

摘要：随着电子技术、信息技术、计算机技术、多媒体技术、现代通信技术等一些高科技的不断革新为空间信息获取、传输、处理、分析与表达提供了创新动力与技术升级空间, 电子地图作为空间信息可视化产品之一, 以不同层次的多种形式广泛应用于公众及行业领域，从而的到了迅速的发展和取得了巨大的成就。电子地图的出现, 使得传统地图学认为的只是关于地图的科学或者地图只是信

息表示的传统观念正逐渐被淡化, 代之而起的是一种集动态性、交互探究性和超媒体等特征于一体的地图可视化工具。本文分析了电子地图的特点、电子地图的关键技术、电子地图的应用现状及发展前景。

关键字：电子地图学特点技术应用发展趋势

引言

电子地图是传统地图与计算机技术、GIS 技术、网络技术相融合的产物, 是地理信息的符号化表现, 是空间信息与专题信息的结合, 是传统测绘产业技术改造的结果, 是提供地理信息公共服务的重要渠道。突破了传统纸质地图时间和空间上的局限性, 具有更丰富的信息含量和更广阔的应用范围。电子地图以可视化的数字地图为背景，用文本、图片、图表、声音、动画、视频等多种媒体为表现手段综合展示地区、城市、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品，是数字化技术与古老地图学相结合而产生的一种新的地图品种，它通过人机交互手段可以实时、动态的提供信息检索、数值分析、过程模拟、未来预测、决策咨询和定位导航等功能，内容是动态、可调整的，能由使用者交互操作。

1 、电子地图的特点

由于介质不同, 以及自身动态性、交互性、多媒体性等特点, 与传统地图相比, 电子地图在内容详略程度确定、表现形式、可视化手段和交互方式等方面都呈现出截然不同的特点。

1．1 内容详尽，信息量大

对于纸质地图, 比例尺和制图综合控制了地图的详略程度。在确定的比例尺地图中, 地图要素的详细程度也是确定的。如果想以某种比例尺地图看到某一较大地区的全貌, 就需要将若干张地图拼接在一起, 不仅难以操作, 也难以阅

读。在电子地图中, 显示范围的变化主要是由用户的缩放操作引起的, 电子地图在一定限度内可以任意无级缩放, 并且电子地图很容易实现“漫游”和“平移”, 能一次性容纳一个地区的所有地图内容, 不需要地图分幅, 这样可以避免由于地图分幅和接边引起的误差。电子地图建立的这种多尺度表达机制, 科学地处理了显示比例尺和数据比例尺的关系, 从而能够为用户表现更加详尽的地图信息。1.2可视化手段丰富

传统地图制作过程中,设计者合理运用位置、形状、方向、色彩、纹理、灰度等级与尺寸等视觉变量将地图符号表现在纸张上。电子地图的可视化建立在现代数字技术基础上, 实现了数据存储与数据表示的分离。与纸质地图相比, 其地图可视化具有直观性、交互性、动态性、多维性与集成性。它集合生动、直观形象的图形、图像、视频、音频等多种媒体表现手段, 通过交互的方式, 同时也可以利用动态的(如动画、闪烁) 和多维信息载体(如3维地形环境)把各种信息综合展示给读者, 更有利于地图信息的传输。

1.3交互性强

传统的地图, 通过在纸张上表现地图符号传递地理信息, 用户从地图上得到这些信息后, 继续在大脑中进行加工处理, 形成自己的心象地图。电子地图的交互过程是基于人机界面的, 并且有强大的地图数据库作为支撑, 这是传统地图所无法比拟的。电子地图是使用者在不断与计算机的对话过程中动态生成的, 使用者可以指定地图显示范围,设定地图显示比例尺和自由组织地图要素等, 通过信息的传递实现用户与计算内部虚拟存在的现实进行交互, 搭起了用户抽象概念与计算机具体操作之间的桥梁。

1.4电子地图的共享性

随着计算机技术及网络技术的发展，电子地图能够大量无损失复制，特别是Internet和WepGis技术的出现，使得电子地图的发展传输更加方便，现在已经产生了网络电子地图，地图的大众化时代已经到来.

1.5计算、统计和分析功能强大

电子地图由于使用了计算机这个先进工具，可以非常方便的进行地图的各种计算、统计和分析功能，可以进行动态模拟，便于定性与定量分析，具有较强的灵活性.

2.电子地图的关键技术

2.1 地图数据的组织与处理技术

包括地图数字化, 地图数据库技术, 以及数据的压缩与解压缩, 计算机地

图编辑技术等。电子地图所使用的数据成分复杂, 存在大量不同尺度、不同格式、不同数学基础、不同数据质量的异质异构数据. 要对这些数据进行集成, 而不是简单的堆砌. 就要对数据组织和处理。

2.2 坐标系的转换

地球表面上的定位精度问题, 是一个与人类生产活动、科学技术发展息息相关的重大问题. 长期以来, 人们一直在寻找一种精确的定位方法, 而GPS 设备

的广泛应用促使电子地图产品提供高精度的数字地图以支持定位与导航, 这就

要求建立科学的球面坐标系. 在地图表示区域范围、比例尺适中时, 坐标系由平面( x , y ) 转换到球面, 利用仿射变换即可, 但当大区域范围时, 必须考虑地图投影因素, 要利用投影转换实现坐标变换. 目前的GIS 软件不但能方

便地进行数字化工作, 而且能方便地进行投影转换. 在GIS 软件中, 包括了国

际通用的300 多种投影方式, 而且还可根据需要进行修改。

2.3 多维信息可视化技术

多维信息可视化技术的出现, 使得传统上不可能实现或难以实现的地图表

现手段变得可能, 集中体现在地图的三维化和动态化方面。

2.4 导航电子地图技术

导航电子地图是在普通的电子地图上增加了信号处理、坐标变换和移动目标显示功能。导航电子地图的特点是加入了车船等交通工具这样一种移动目标, 使得电子地图表示要素始终围绕交通工具的相关位置显示展开, 关注区域、参考框架、比例尺乃至符号化方式都会随着交通工具位置的移动而改变,是一种动态化程度较高的电子地图。

2.5 多媒体电子地图技术

多媒体革命使得计算机不仅能够处理数字、文字等信息, 而且开始能够存贮和展现图片、声音、动画和活动图像( 视频信息) 等多媒体信息。在多媒体电子地图中, 基于不同详细程度的可视化数字地图,可表示各类空间实体的空间分布, 并通过信息链接的方式将文字、声音、图片和视频等多媒体信息相互关联, 从而

为用户提供更为生动和直接的信息。

2.6 网络电子地图技术

国际互联网的普及, 使数字形式的地图找到了一种快捷的传播和分发方式——网络电子地图。网络电子地图与其说是一种新的产品模式, 不如说是地图的一种新的分发和传播模式。

3电子地图的应用现状

3.1多媒体电子地图

电子地图与多媒体技术的结合，产生了一个新型的地图类型，多媒体电子地图集、文本、图形、图表、图像、声音、动画和视频等多种媒体于一体的新型地图，是电子地图的进一步发展$ 它除了具有电子地图的优点之外，增加了地图表达空间信息的媒体形式，以听觉、视觉等多种感知形式，直观、形象、生动地表达空间信息。

3.2导航电子地图

导航电子地图是将电子地图与导航技术及GPS 综合运用，用电子导航地图可以为交通运输工具带来多项便利导航图可以任意放大缩小，大到可以由地图确立交通工具在城市中的具体方位，小到可以通过电子地图寻找城市中的每一个交叉路口和每一个建筑物.

3.3网络电子地图与WebGI S

随着网络技术的迅速发展, 产生了基于In ternet/ Intranet技术的WebGIS, 于是地图被赋予先进的可视化信息技术及网络技术, 可以通过网络高速传输地图数据, 任地图在In ternet或Intranet上自由驰骋。WebGIS可广泛应用于土地和地籍管理、水资源管理、环境监测、数字天气预报、灾害监测与评估、智能交通管理、跟踪污染和疾病的传播区域、移动位置服务、现代物流、城市设施管理、数字城市、电子政务等诸多领域。

3.4 三维电子地图

目前的三维数字地图，是采用先进的数字高程模型（DEM）技术，将地貌信息立体化，非常直观、真实准确地反映地貌状况，并可查寻任意点的平面坐标、经纬度和高程值，在地物信息方面，除了提供效果良好的空间数据外，还可根据用户的要求提供丰富的属性数据.

3.5基于虚拟现实的电子地图

虚拟现实（Virtual Reality）通常简称V R; 是指为用户提供一种模拟现实的或虚拟现实的操作环境，使用户具有仿佛置身于现实世界一样的身临其境感，同时，可以通过人机对话工具交互地操作虚拟现实中的物体VR; 技术与地图制图相结合的产物就是虚拟现实地图，虚拟现实地图是以VR; 为基础的新型的数字地图.

4 . 电子地图的发展前景

电子地图功能日益向专业GIS 方向发展, 其用户群由公众拓展到企业。

4.1 导航和设备管理

电子地图系统本身支持自导航, 同时也为专业导航电子地图积累基本的背景数据,例如：数字城市就是综合运用GIS、遥感、遥测、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术, 对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统; 它具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。

4.2 无线通信

电子地图渗透在通信的两端: 移动端是基于位置的信息服务( LBS) , 如中国联通推出“定位之星”手机; 运营端是无线通信网路规划、优化, 如该领域广泛应用的MSI Planet 是一种电子地图格式。现代无线通信技术本身已具备大规模提供空间位置信息服务的基础设施和技术架构, 瓶颈在于电子地图的数据转换及软件研发。

4.3办公自动化

电子地图日益渗透到办公自动化( OA) 系统中,如110 警力布控、邮政系统的商圈图规划等。

5结束语

新时代、新技术、新发展，高科技、高需求、高品质的电子地图应运而生，它的出现改变了原有的纸质地图的缺点，为个人和企业更好的服务。目前，电子地图及其相关的领域发展迅速，但是由于部分技术和相关专业人才的缺乏，电子地图产品远远无法满足市场需求。电子地图发展前景广阔而美好，

随着自身和其他技术的发展与应用，它将奠定自己的地位，得到广泛的应用。

参考资料：

1.徐庆荣，等’计算机地图制图原理A5B ’武汉：武汉测绘科技大学出版社’

2.文贡坚. 从新卫星遥感影像中自动发现变化区域[ J]. 武汉: 武汉大学博士

后出站报告, 2004.

3.乔丽娟, 陈实, 李志宏. 数字化成图数据组织及处理基本方法的探讨[ J] .

东北测绘, 2000, 23( 4) : 13~ 14

4.蔡孟裔, 田德森, 周占鳌, 等. 新编地图学教程[M] . 北京: 高等教育出版

社, 2000. 10- 14.

5.王杰. 电子地图技术及其最新发展[ J ] . 2003, 20( 增) : 191~ 194

a)邹继媛. 导航地图数据的空间组织[ J] . 全球定位系统, 2004, ( 3) :

31~ 34

6.陈棉, 刘晓玫, 多媒体电子地图的信息传递[ J] . 测绘科学, 2003, ( 9)

7.刘岳. 我国电子地图研制的实践及其发展方向[ J] .地球信息科学, 2005,

7( 2) : 17~ 22