電子制圖概述

電子制圖是以地圖制圖為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬、軟件的支持下，應(yīng)用數(shù)學(xué)邏輯方法，研究地圖空間信息的獲取、變換、存儲(chǔ)、處理、識(shí)別、分析和圖形輸出的理論方法和技術(shù)工藝手段，模擬傳統(tǒng)的制圖方法，進(jìn)行地圖的設(shè)計(jì)和編繪。自20世紀(jì)70年代開始，我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)開始應(yīng)用于制圖行業(yè)，自動(dòng)化儀和自動(dòng)繪圖機(jī)的加入，減少了數(shù)據(jù)輸入的工作量，提高了工作效率，并能夠方便地將地圖變?yōu)閿?shù)字圖形，同時(shí)，許多數(shù)字地圖生產(chǎn)軟件系統(tǒng)和具備數(shù)字制圖功能的GIS軟件也陸續(xù)面世。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，地圖生產(chǎn)正逐步從傳統(tǒng)的手工制圖轉(zhuǎn)到電子制圖。這種轉(zhuǎn)變極大的推進(jìn)了電子制圖的技術(shù)進(jìn)步，由前期的計(jì)算機(jī)輔助制圖，到數(shù)字地圖制圖，地圖產(chǎn)品也由原先單純的紙質(zhì)地圖，發(fā)展出了數(shù)字地圖、多媒體地圖、光盤地圖、網(wǎng)絡(luò)地圖等新地圖品種，近些年，隨著計(jì)算機(jī)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，還出現(xiàn)了三維地圖、手機(jī)地圖、街景地圖等。如今，電子地圖已經(jīng)不僅僅局限于專業(yè)領(lǐng)域的研究，而是融入了各行各業(yè)，甚至成為了每個(gè)人生活的組成部分。
電子制圖國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢(shì)

目前無論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，隨著空間數(shù)據(jù)庫的建立，電子制圖進(jìn)入了全數(shù)字化的地圖制圖時(shí)代，利用全數(shù)字技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)模擬地圖和電子地圖已經(jīng)成為國(guó)際主流方式。通過硬件、軟件和新的電子制圖技術(shù)的發(fā)展，多源數(shù)據(jù)源的潛力被逐步挖掘，越來越多的數(shù)字地圖產(chǎn)品一一出現(xiàn)，而電子制圖在理論方法、工程技術(shù)、應(yīng)用實(shí)踐上都有長(zhǎng)足進(jìn)步。我國(guó)得益于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)地理信息的強(qiáng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)，對(duì)電子制圖的推動(dòng)力度不斷增強(qiáng)。雖然制圖過程的全數(shù)字化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，電子地圖產(chǎn)品也逐漸進(jìn)入公眾視野，但是該領(lǐng)域的發(fā)展還遠(yuǎn)未結(jié)束，全數(shù)字化制圖過程的自動(dòng)化和智能化水平還很低，制圖全過程的許多關(guān)鍵環(huán)節(jié)如資料處理、信息綜合、符號(hào)設(shè)計(jì)、版面設(shè)計(jì)、信息更新等仍需要大量的人工干預(yù)，多級(jí)比例尺級(jí)聯(lián)更新、數(shù)字地圖自動(dòng)綜合理論方法研究、數(shù)據(jù)與圖形表達(dá)悖論問題都還沒有完全解決。面向未來，電子制圖技術(shù)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：
1.應(yīng)用范圍和空間范圍不斷擴(kuò)大

電子地圖已經(jīng)逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍。可以預(yù)見將來所有與地理位置相關(guān)的行業(yè)和部門，都會(huì)成為電子地圖的使用者、傳播者。傳統(tǒng)的空間位置強(qiáng)相關(guān)部門，如國(guó)土、規(guī)劃、住建等，將會(huì)在統(tǒng)一的政務(wù)電子地圖平臺(tái)上，開展管理工作。其他行業(yè)領(lǐng)域，如林業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、犯罪、環(huán)境、土地管理、物流、應(yīng)急等，也將借助電子地圖，完成管理方式的轉(zhuǎn)變。除了行業(yè)單位的應(yīng)用，電子地圖也走進(jìn)了公眾的生活，隨著信息化水平的提高、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展、電子制圖技術(shù)的進(jìn)步，各種形式的電子地圖將進(jìn)一步深入到公眾生活中衣、食、住、行的各個(gè)方面。隨著web2.0時(shí)代的來臨，電子地圖也將不再是單向的信息傳輸，個(gè)性化、互動(dòng)性將是電子地圖發(fā)展的方向。

除了用戶范圍的擴(kuò)大，電子制圖的空間范圍也在不斷擴(kuò)大，原來的全國(guó)性制圖擴(kuò)展到了全球化的制圖。Google Earth的廣泛應(yīng)用說明，全球化的制圖已經(jīng)來臨，而在國(guó)內(nèi)，各地區(qū)各自為政的電子制圖已經(jīng)在一定程度上制約了電子制圖在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用水平，Google Map在客觀上推動(dòng)了全國(guó)電子制圖的一體化進(jìn)程，全國(guó)性的地圖產(chǎn)品成為了大勢(shì)所趨，新的國(guó)家大地坐標(biāo)系CGCS2000的制定，以及國(guó)家層面的數(shù)字城市、天地圖、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的頂層設(shè)計(jì)表明，全國(guó)范圍的地圖數(shù)據(jù)互通和融合，形成標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、統(tǒng)一的電子制圖產(chǎn)品，并將電子制圖成果盡可能的對(duì)社會(huì)開放，成為未來我國(guó)電子制圖的方向。
2.應(yīng)用程度不斷加深

一方面，隨著近年來電子制圖技術(shù)的發(fā)展，街景地圖、三維電子地圖、云地圖、移動(dòng)電子地圖、虛擬全景電子地圖、虛擬現(xiàn)實(shí)電子地圖紛紛面世，另一方面，電子地圖的作用正在越來越多的被認(rèn)識(shí)，政府、企業(yè)和公眾對(duì)于電子地圖有了更多的要求和更高的期望，電子地圖在未來的發(fā)展中，必將走向更深度的應(yīng)用。豐富的地圖表達(dá)形式讓更多的信息展示方式成為可能，更多的信息會(huì)在電子地圖上集成，所有空間位置相關(guān)的信息都可以在電子地圖的載體上，通過云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，讓信息聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人與人的交互、人與物的交互乃至物與物的交互，從而提高城市的信息化水平，最終形成智慧城市。
3.制圖速度越來越快

隨著電子制圖產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)制圖產(chǎn)品的更新速度不能滿足日益增長(zhǎng)的各類需要，市場(chǎng)對(duì)電子制圖的現(xiàn)勢(shì)性提出了更高的要求，及時(shí)甚至實(shí)時(shí)的電子地圖正在越來越多的受到重視。從戰(zhàn)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)場(chǎng)景的回傳、交通導(dǎo)航中道路實(shí)時(shí)擁堵情況的獲知、犯罪現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)位置的跟蹤、災(zāi)害應(yīng)急處置中對(duì)災(zāi)情的實(shí)時(shí)掌控、森林防火中對(duì)火情的監(jiān)控，到氣象預(yù)報(bào)、物流管理等無一不對(duì)電子地圖的現(xiàn)勢(shì)性有著極高的要求，傳統(tǒng)測(cè)繪周期已經(jīng)無法滿足各類需要。隨著航測(cè)遙感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，電子地圖數(shù)據(jù)源的獲取、數(shù)據(jù)處理、地圖分發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的效率均得到了極大提升，傳統(tǒng)的測(cè)繪周期將被新的技術(shù)打破，更新、更快、更好的電子地圖產(chǎn)品將會(huì)成為未來發(fā)展的方向。
電子制圖在數(shù)字城市中的應(yīng)用

電子制圖在數(shù)字城市建設(shè)中發(fā)揮不可小覷的作用，簡(jiǎn)要概括包括以下兩點(diǎn)：
1.提供空間數(shù)據(jù)框架，是數(shù)據(jù)整合平臺(tái)

數(shù)字城市利用空間信息構(gòu)筑虛擬平臺(tái)，將包括城市自然資源、社會(huì)資源、基礎(chǔ)設(shè)施、人文、經(jīng)濟(jì)等有關(guān)的城市信息，以數(shù)字形式獲取并加載上去，從而為政府和社會(huì)各方面提供廣泛的服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類生活和生產(chǎn)的信息有80%與空間位置有關(guān)，數(shù)字城市的核心任務(wù)就是在數(shù)字城市地理空間框架上集成和展示各種空間位置相關(guān)的生產(chǎn)生活數(shù)據(jù)，某種意義上說，空間數(shù)據(jù)框架是數(shù)字城市建設(shè)過程中的基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)字城市的各種高端應(yīng)用都需要通過空間數(shù)據(jù)框架實(shí)現(xiàn)，并受空間數(shù)據(jù)框架的建設(shè)情況制約。可以說數(shù)字城市建設(shè)的基礎(chǔ)就在于地理空間數(shù)據(jù)框架的構(gòu)建，而電子制圖產(chǎn)品的矢量電子地圖、影像電子地圖、三維電子地圖等是地理空間數(shù)據(jù)框架的重要載體，因此電子制圖在數(shù)字城市建設(shè)過程中顯得至關(guān)重要。
2.提供多種地圖產(chǎn)品，是數(shù)據(jù)發(fā)布平臺(tái)

數(shù)字城市的成果需面向政府、企業(yè)和公眾服務(wù)，才能發(fā)揮作用。數(shù)字城市的一項(xiàng)重要建設(shè)內(nèi)容就是公眾服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，而公眾服務(wù)平臺(tái)的重要組成部分，就是三維仿真地圖、矢量電子地圖、影像電子地圖、虛擬全景地圖、移動(dòng)電子地圖等電子制圖產(chǎn)品。通過各類電子制圖產(chǎn)品，可以模擬現(xiàn)在和未來的城市，支持?jǐn)?shù)據(jù)分析、方案論證和優(yōu)化，為多部門參與和協(xié)同工作提供統(tǒng)一的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市信息的綜合分析和有效利用，通過先進(jìn)的信息化手段支撐城市的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理及應(yīng)急，提升政府管理和服務(wù)水平，提高城市運(yùn)作效率，節(jié)約資源，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，通過整合城市各類專題和興趣點(diǎn)信息，普通公眾通過互聯(lián)網(wǎng)，足不出戶就可以獲得各種生活服務(wù)，包括位置搜索、公交查詢、美食、娛樂、旅游、酒店預(yù)訂，甚至政務(wù)辦理等，為公眾帶來更加豐富的地理信息服務(wù)體驗(yàn)，享受數(shù)字城市給生活帶來的便捷感受。


 圖文摘錄于《走向大數(shù)據(jù)——從數(shù)字北京到智慧北京》一書

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