電子制圖技術(shù)
電子制圖概述
電子制圖是以地圖制圖為基礎(chǔ)，在計算機硬、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、處理、識別、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，進行地圖的設(shè)計和編繪。自20世紀70年代開始，我國計算機技術(shù)開始應(yīng)用于制圖行業(yè)，自動化儀和自動繪圖機的加入，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，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。隨著計算機技術(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)變極大的推進了電子制圖的技術(shù)進步，由前期的計算機輔助制圖，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，隨著計算機、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，還出現(xiàn)了三維地圖、手機地圖、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)，甚至成為了每個人生活的組成部分。
電子制圖國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢
目前無論在國內(nèi)還是國外，隨著空間數(shù)據(jù)庫的建立，電子制圖進入了全數(shù)字化的地圖制圖時代，利用全數(shù)字技術(shù)設(shè)計生產(chǎn)模擬地圖和電子地圖已經(jīng)成為國際主流方式。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)用實踐上都有長足進步。我國得益于社會經(jīng)濟發(fā)展對地理信息的強勢驅(qū)動，對電子制圖的推動力度不斷增強。雖然制圖過程的全數(shù)字化已經(jīng)實現(xiàn)，電子地圖產(chǎn)品也逐漸進入公眾視野，但是該領(lǐng)域的發(fā)展還遠未結(jié)束，全數(shù)字化制圖過程的自動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、符號設(shè)計、版面設(shè)計、信息更新等仍需要大量的人工干預(yù)，多級比例尺級聯(lián)更新、數(shù)字地圖自動綜合理論方法研究、數(shù)據(jù)與圖形表達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：
1.應(yīng)用范圍和空間范圍不斷擴大
電子地圖已經(jīng)逐漸擴大應(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，都會成為電子地圖的使用者、傳播者。傳統(tǒng)的空間位置強相關(guān)部門，如國土、規(guī)劃、住建等，將會在統(tǒng)一的政務(wù)電子地圖平臺上，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，電子地圖也走進了公眾的生活，隨著信息化水平的提高、移動互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展、電子制圖技術(shù)的進步，各種形式的電子地圖將進一步深入到公眾生活中衣、食、住、行的各個方面。隨著web2.0時代的來臨，電子地圖也將不再是單向的信息傳輸，個性化、互動性將是電子地圖發(fā)展的方向。
除了用戶范圍的擴大，電子制圖的空間范圍也在不斷擴大，原來的全國性制圖擴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內(nèi)的應(yīng)用水平，Google Map在客觀上推動了全國電子制圖的一體化進程，全國性的地圖產(chǎn)品成為了大勢所趨，新的國家大地坐標系CGCS2000的制定，以及國家層面的數(shù)字城市、天地圖、地理國情監(jiān)測的頂層設(shè)計表明，全國范圍的地圖數(shù)據(jù)互通和融合，形成標準、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社會開放，成為未來我國電子制圖的方向。
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、移動電子地圖、虛擬全景電子地圖、虛擬現(xiàn)實電子地圖紛紛面世，另一方面，電子地圖的作用正在越來越多的被認識，政府、企業(yè)和公眾對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。豐富的地圖表達形式讓更多的信息展示方式成為可能，更多的信息會在電子地圖上集成，所有空間位置相關(guān)的信息都可以在電子地圖的載體上，通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，讓信息聯(lián)動，實現(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的各類需要，市場對電子制圖的現(xiàn)勢性提出了更高的要求，及時甚至實時的電子地圖正在越來越多的受到重視。從戰(zhàn)時戰(zhàn)場實時場景的回傳、交通導(dǎo)航中道路實時擁堵情況的獲知、犯罪現(xiàn)場實時位置的跟蹤、災(zāi)害應(yīng)急處置中對災(zāi)情的實時掌控、森林防火中對火情的監(jiān)控，到氣象預(yù)報、物流管理等無一不對電子地圖的現(xiàn)勢性有著極高的要求，傳統(tǒng)測繪周期已經(jīng)無法滿足各類需要。隨著航測遙感技術(shù)、計算機技術(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)的各個環(huán)節(jié)的效率均得到了極大提升，傳統(tǒng)的測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，簡要概括包括以下兩點：
1.提供空間數(shù)據(jù)框架，是數(shù)據(jù)整合平臺
數(shù)字城市利用空間信息構(gòu)筑虛擬平臺，將包括城市自然資源、社會資源、基礎(chǔ)設(shè)施、人文、經(jīng)濟等有關(guān)的城市信息，以數(shù)字形式獲取并加載上去，從而為政府和社會各方面提供廣泛的服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計，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)框架實現(xiàn)，并受空間數(shù)據(jù)框架的建設(shè)情況制約?？梢哉f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
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)字城市的一項重要建設(shè)內(nèi)容就是公眾服務(wù)平臺建設(shè)，而公眾服務(wù)平臺的重要組成部分，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，支持數(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，實現(xiàn)對城市信息的綜合分析和有效利用，通過先進的信息化手段支撐城市的規(guī)劃、建設(shè)、運營、管理及應(yīng)急，提升政府管理和服務(wù)水平，提高城市運作效率，節(jié)約資源，促進城市可持續(xù)發(fā)展。同時，通過整合城市各類專題和興趣點信息，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，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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