電子地圖與地圖GIS的關(guān)系

電子地圖分析與導(dǎo)航電子地圖與地圖、GIS的關(guān)系《電子地圖分析與導(dǎo)航》課程組目錄CONTENTS電子地圖與傳統(tǒng)模擬地圖電子地圖與數(shù)字地圖0102電子地圖與GIS03電子地圖與傳統(tǒng)模擬地圖01傳統(tǒng)模擬地圖以紙質(zhì)地圖為代表，是指手工編繪印刷的地圖。電子地圖和紙質(zhì)地圖一樣，也屬于模擬地圖形式，兩者之間在地圖的設(shè)計、表達(dá)等許多方面有著一致性，因此，表面上它們的區(qū)別更多表現(xiàn)為介質(zhì)上的差異。在電子地圖的設(shè)計過程中，傳統(tǒng)地圖通常是電子地圖的數(shù)據(jù)來源之一；另一方面，電子地圖也可以通過打印輸出為紙質(zhì)地圖。01電子地圖與傳統(tǒng)模擬地圖電子地圖與紙質(zhì)地圖01電子地圖與傳統(tǒng)模擬地圖因為介質(zhì)的不同，在地圖的3個基本特征上，電子地圖和傳統(tǒng)地圖就存在著相當(dāng)顯著的差異。首先是地圖的數(shù)學(xué)法則，傳統(tǒng)地圖保持設(shè)計確定的投影和比例尺固定不變；在計算機系統(tǒng)的支持下，電子地圖不再受此約束，同時多尺度地圖數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建能夠提供不同細(xì)節(jié)程度的目標(biāo)信息瀏覽。其次，在地圖符號系統(tǒng)上，電子地圖具有更大的靈活性，三維符號、動態(tài)符號、多媒體符號等，用戶可以自定義和修改符號庫系統(tǒng)。第三，對于傳統(tǒng)地圖，制圖綜合的作用主要是在圖幅信息容量有限的情況下針對地圖數(shù)據(jù)的抽象與化簡；而在電子地圖條件下，由于屏幕瀏覽和縮放功能的存在，綜合的目的不再是簡單解決表達(dá)問題，而是進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為表達(dá)與分析雙重功能。01電子地圖與傳統(tǒng)模擬地圖多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用是電子地圖的一個重要特征，提供了一種將抽象的二維地圖目標(biāo)和實際地理對象進(jìn)一步結(jié)合起來的機制。這些信息包括視頻、圖片、聲音、動畫和文字等，其信息量理論上可以無限大，但實際上仍然受到存儲空間的限制。在傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖上，隨時間變化的地理現(xiàn)象（包括空間和屬性信息）的描述既可以采用一組基于時間序列的地圖，也可以采用專題地圖的一些方法來實現(xiàn)，如范圍法、圖表法和運動線法。但是，其結(jié)果前者信息冗余，可比性差，后者表述或者粗糙，或者影響其他因素的表達(dá)等。與此相比，電子地圖表達(dá)的實時性使它可以容易地描述這些動態(tài)過程，并可以隨時重復(fù)進(jìn)行。在三維地圖表達(dá)上，電子地圖更具有無可比擬的優(yōu)勢，由于和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的緊密結(jié)合，因此可以產(chǎn)生立體的、多要素合成的和視野視角可操縱變化的逼真地理場景。01電子地圖與傳統(tǒng)模擬地圖電子地圖與數(shù)字地圖02作為現(xiàn)代地圖學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，數(shù)字地圖和電子地圖緊密聯(lián)系，其中數(shù)字地圖是地圖數(shù)據(jù)庫的用戶觀點，和具體表達(dá)的符號無關(guān)；而電子地圖是以數(shù)字地圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的屏幕模擬表達(dá)，它直接依賴于地圖符號和符號庫系統(tǒng)的支持，因而數(shù)字地圖屬于數(shù)字景觀模型（digitallandscapemodel,DLM)范疇，電子地圖屬于數(shù)字制圖模型（digitalcartographicmodel,DCM)范疇。由此可知，數(shù)字地圖是電子地圖的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，電子地圖是數(shù)字地圖的表達(dá)結(jié)果。02電子地圖與數(shù)字地圖不過，在現(xiàn)代地圖學(xué)中，數(shù)字地圖的概念被頻繁的提及和使用，這是因為數(shù)字地圖被認(rèn)為可以更直接地與模擬地圖劃清界限，從而體現(xiàn)地圖變化的本質(zhì)。但是，從嚴(yán)格的地圖意義來講，數(shù)字地圖并不是地圖，它缺失了地圖特定的表現(xiàn)形式——地圖語言這一根本要素，而表現(xiàn)為一組地理空間數(shù)據(jù)的集合，是一種典型的虛地圖形式。02電子地圖與數(shù)字地圖在應(yīng)用層面上，數(shù)字地圖作為一種典型的DLM,它更關(guān)注數(shù)據(jù)的類型和結(jié)構(gòu)，雖然可以同時支持電子地圖表達(dá)和計算機輔助的紙質(zhì)地圖編繪，但它與地圖符號和表達(dá)方法無關(guān)的特性使其始終處于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的地位。而電子地圖和現(xiàn)代信息技術(shù)緊密結(jié)合，在地圖數(shù)據(jù)、符號及相關(guān)軟件的支持下，強調(diào)了地圖表達(dá)和地圖應(yīng)用的特點，將傳統(tǒng)的模擬地圖轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓夹g(shù)支持下的屏顯地圖，并產(chǎn)生了眾多新的地圖圖種形式，形成了一系列新的分類方法。因此，和數(shù)字地圖相比，電子地圖具有更顯著的地圖特征性和發(fā)展的前沿性。02電子地圖與數(shù)字地圖電子地圖通過電子地圖應(yīng)用系統(tǒng)（包括瀏覽、查詢與分析功能）調(diào)用數(shù)字地圖I/O接口來訪問數(shù)字地圖，并在屏幕上實時顯示。在電子地圖瀏覽過程中，地圖符號庫系統(tǒng)將發(fā)揮重要的作用。02電子地圖與數(shù)字地圖電子地圖與GIS03地理信息系統(tǒng)（GIS)是一種采集、存儲、管理、分析、顯示和應(yīng)用地理信息的計算機系統(tǒng)。GIS脫胎于地圖，脫胎于機助地圖制圖和地圖數(shù)據(jù)庫，是地圖學(xué)功能在信息化時代的擴展與延伸（王家耀，2000)。但是這種和地圖的緊密聯(lián)系也造成了學(xué)科之間的一種混亂。一種觀點認(rèn)為，在信息技術(shù)條件下，GIS已超越了地圖的內(nèi)容，因而可以完全取代地圖，包括電子地圖；另一種觀點則提出，電子地圖是GIS的一個組成部分，主要負(fù)責(zé)GIS的輸出表達(dá)；還有的觀點認(rèn)為，電子地圖是GIS的一種類型，它面向普通用戶的應(yīng)用需求，因此又被稱為“大眾GIS”。在更多的情況下，人們采用回避的方式，模糊兩者間的界限。03電子地圖與GISDeMers就曾經(jīng)指出，GIS在定義上的彈性變化加劇了這種混亂，導(dǎo)致了和計算機輔助地圖制圖（CAC)、計算機輔助設(shè)計（CAD)之間的錯誤認(rèn)識。如何評價GIS與地圖，特別是電子地圖的關(guān)系？它們存在怎樣的聯(lián)系和差異呢？目前普遍一致的觀點認(rèn)為，電子地圖強調(diào)地圖的表達(dá)和傳輸，而GIS更關(guān)注空間分析。不過，由于GIS同樣需要地理信息的圖形表達(dá)，而電子地圖也需要具有地圖的分析功能，因而對兩者間的區(qū)別還有必要做進(jìn)一步的說明。03電子地圖與GIS電子地圖與GIS的差別體現(xiàn)在以下幾個方面：1)地圖數(shù)據(jù)的完整性要求不同為了分析的需要，GIS強調(diào)代表一個地理實體的地圖數(shù)據(jù)的空間完整性，強調(diào)其獨立的地理意義，強調(diào)空間與屬性上的統(tǒng)一。而電子地圖為了表達(dá)的目的有可能損失其完整性，因此，在空間數(shù)據(jù)（含空間關(guān)系）的要求上電子地圖與GIS存在著一定程度的矛盾沖突，這就是由空間分析質(zhì)量與地圖表達(dá)效果之間的不同需求所導(dǎo)致的結(jié)果（龍毅等，2001)。例如，在制圖綜合中的移位、夸大等操作，多個地圖目標(biāo)因空間上的共位而產(chǎn)生的目標(biāo)局部分段、缺失等，都僅僅是考慮圖形可視化的需要。03電子地圖與GIS電子地圖與GIS的差別體現(xiàn)在以下幾個方面：2)核心功能的要求不同GIS的核心功能是空間分析，這是GIS與一般的計算機輔助地圖制圖(CAC/CAD)系統(tǒng)的主要區(qū)別之處。它通過分析不同地理實體在空間和屬性上的聯(lián)系，研究地理現(xiàn)象的空間分布及其變化規(guī)律，支持地理研究和地理決策服務(wù)；與之相反，電子地圖首先必須突出地圖表達(dá)的核心作用，它的分析過程也主要圍繞地圖與地圖目標(biāo)展開。如地圖的查詢、量算、緩沖區(qū)分析等，并且分析的結(jié)果也需要與地圖表達(dá)聯(lián)系起來。03電子地圖與GIS電子地圖與GIS的差別體現(xiàn)在以下幾個方面：3)地圖表達(dá)的應(yīng)用要求不同無論是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下還是在單機環(huán)境下，無論是二維表達(dá)還是三維表達(dá)，電子地圖都必須通過在屏幕顯示的模擬地圖上直觀地反映地理現(xiàn)象的空間分布狀況，與傳統(tǒng)地圖相比，有著更加豐富的表現(xiàn)形式，如多媒體方式和動態(tài)表達(dá)；而GIS在空間數(shù)據(jù)庫的支持下，采用圖形圖像學(xué)、數(shù)學(xué)和人工智能與專家系統(tǒng)等方法，對問題域進(jìn)行分析求解，將分析結(jié)果，其中也包括中間結(jié)果展示給用戶，這些結(jié)果并不一定都要求用地圖表達(dá)出來，并且其制圖要求也相對簡單。因此，地圖表達(dá)對電子地圖而言是應(yīng)用的目的，但對GIS則只是一種應(yīng)用的手段。03電子地圖與GIS電子地圖與GIS的差別體現(xiàn)在以下幾個方面：4)產(chǎn)品的通用性程度不同GIS關(guān)于地理信息的分析特性使其成為各級政府機構(gòu)、行業(yè)部門等規(guī)劃管理、決策應(yīng)用的支持系統(tǒng)，而電子地圖的表達(dá)特性使電子地圖內(nèi)容豐富、形式活潑、操作簡便、容易被廣大的普通用戶所接受。在由P.A.Longley、M.F.Goodchild等國外數(shù)十位GIS知名專家、學(xué)者編撰的《地理信息系統(tǒng)——原理與技術(shù)》（第二版）一書中，S.E.Thrall和G.I.Thrall列出了在電子地圖集和桌面GIS之間的八類相關(guān)GIS技術(shù),并指出電子地圖集是其中最容易應(yīng)用和用戶最多的一類，在GIS中同樣需要應(yīng)用到電子地圖技術(shù)。03電子地圖與GIS桌面GIS技術(shù)類型03電子地圖與GIS復(fù)雜度低復(fù)雜度高用戶最多用戶最少電子地圖集交互的接到顯示和路經(jīng)查詢互聯(lián)網(wǎng)上的繪圖電子數(shù)據(jù)表格和數(shù)據(jù)庫的繪制剪貼畫和“地圖成品軟件”專題地圖“真正的”桌面地理信息系統(tǒng)桌面地理信息系統(tǒng)編程由此可以看出，電子地圖和GIS之間雖然存在著相當(dāng)緊密的聯(lián)系，但是在數(shù)據(jù)、功能、應(yīng)用目的、通用程度等方面仍然有顯著的差