地圖綜合講義1泛在制圖

數(shù)字地圖自動綜合原理第一講 現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)下的地圖制圖內(nèi)容：—

數(shù)字技術(shù)環(huán)境下的地圖制圖泛在網(wǎng)絡(luò)與地圖制圖泛在空間地圖制圖技術(shù)方法泛在空間的地圖可視化+VGI可視化+CyberSpace可視化+網(wǎng)上數(shù)據(jù)挖掘與深加工地圖的可視化+空間信息服務(wù)集成可視化泛在空間的地圖服務(wù)模式結(jié)論0

數(shù)字技術(shù)環(huán)境下的地圖制圖測繪科學(xué)與技術(shù)地理學(xué)大地程測量攝影程測量地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)地圖制圖學(xué)與地理信息工程自然地理人文地理地圖學(xué)制作地圖應(yīng)用地圖（1）“數(shù)字技術(shù)”與“地圖”結(jié)合“數(shù)字”＋“地圖”2層含義生產(chǎn)的技術(shù)手段－－數(shù)字技術(shù)與模擬技術(shù)產(chǎn)品形式－－數(shù)字產(chǎn)品與模擬產(chǎn)品4種結(jié)合模擬技術(shù)生產(chǎn)模擬產(chǎn)品：傳統(tǒng)地圖集的編制、地圖冊的生產(chǎn)；模擬技術(shù)生產(chǎn)數(shù)字產(chǎn)品：掃描地圖集中頁面制作電子地圖多媒體光盤；數(shù)字技術(shù)生產(chǎn)模擬產(chǎn)品：CorelDraw矢量化跟蹤輸出常規(guī)印刷紙張圖數(shù)字技術(shù)生產(chǎn)數(shù)字產(chǎn)品：數(shù)字?jǐn)z影測量生產(chǎn)DEM→三維動畫電子圖；傳統(tǒng)模式(1)→過渡模式(2)(3)→現(xiàn)代模式(4)不僅技術(shù)手段都是在數(shù)字環(huán)境下通過數(shù)字技術(shù)工具，產(chǎn)品形式也是數(shù)字式的I.

品種形式由單一型向多樣化轉(zhuǎn)移——

應(yīng)用環(huán)境多樣，表現(xiàn)形式多樣，用戶層次多樣—— “以人為本”，自適應(yīng)可視化——

用戶參與制圖，GoogleEarth網(wǎng)民回帖、標(biāo)注數(shù)字技術(shù)環(huán)境下地圖生產(chǎn)的特點II.

服務(wù)模式由單純制作地圖向制作地圖與應(yīng)用地圖集成（信息服務(wù)）轉(zhuǎn)移面向用戶的網(wǎng)絡(luò)地圖信息服務(wù)、數(shù)據(jù)挖掘、空間分析III.

信息內(nèi)容由基本的地理現(xiàn)象分布向深層次的特征規(guī)律信息轉(zhuǎn)移Where／Ｗhat(在何處由何物)Why/How(為什么這樣分布?有怎樣的空間關(guān)系)IV.

由靜態(tài)可視化向多維動態(tài)可視化轉(zhuǎn)移虛擬現(xiàn)實技術(shù)動畫技術(shù)數(shù)字技術(shù)條件下地圖學(xué)課程體系劃分圍繞著“數(shù)據(jù)”與“地圖”產(chǎn)生組合數(shù)

圖

（地圖制作）:

地圖設(shè)計專題地圖編制

地圖藝術(shù)設(shè)計地圖制圖數(shù)學(xué)模型

數(shù)字地圖制圖

遙感制圖……圖 圖

（地圖變換）:

地圖綜合

普通地圖編制

地圖投影與變換計算機地圖制圖……圖 數(shù)

（地圖應(yīng)用）:

空間分析地圖分析DEM分析與可視化空間統(tǒng)計……空間數(shù)據(jù)符號庫

顏色庫

文字注記可視化圖形庫比例尺變換地圖綜合形式設(shè)計內(nèi)容設(shè)計應(yīng)用設(shè)計(I)

數(shù)圖（地圖設(shè)計制作）(II)

圖圖（地圖變換）深加工派生新的地圖（地貌景觀、）結(jié)合專業(yè)模型的分析型地圖（生態(tài)類型）多種地圖資料融合集成綜合型地圖（災(zāi)害評估、農(nóng)業(yè)區(qū)劃、人居環(huán)境）(III)

圖

數(shù)

（地圖應(yīng)用分析）有賴于不同的數(shù)學(xué)模型支持：數(shù)：多元統(tǒng)計、空間統(tǒng)計形：計算幾何、立體幾何決策推理：優(yōu)化技術(shù)、智能決策1.

泛在網(wǎng)絡(luò)與地圖制圖泛在——

無所不在人置身于無所不在的網(wǎng)絡(luò)之中，

實現(xiàn)人在任何時間、地點，使用

任何網(wǎng)絡(luò)與任何人與物的信息交

換，基于個人和社會的需求，利

用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為個人和社會提供泛在的，無所

不含的信息服務(wù)和應(yīng)用。三大特征從人和人之間的網(wǎng)絡(luò)到人和物、物和物之間的網(wǎng)絡(luò);從有許可的網(wǎng)絡(luò)到無許可的網(wǎng)絡(luò);從單一的網(wǎng)絡(luò)到融合的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展中人與機器的關(guān)系發(fā)生變革泛在空間下，人被多臺機器、傳感器、服務(wù)器包圍遙感影像地形圖公共設(shè)施部門專題三維模型建筑編碼基礎(chǔ)網(wǎng)格地址編碼地下空間社會經(jīng)濟地質(zhì)地貌自然地理——

手機傳輸?shù)腉eoTag、注冊中的籍貫、文章發(fā)表的地址、填表中的門牌號、航班登機的條形碼掃描。。。。?！?/p>

各種信息平臺上的空間信息(城市的管理)當(dāng)“無所不在”的網(wǎng)絡(luò)遇上“無所不在”的空間位置信息——網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下才能真正詮釋信息資源中80%與位置有關(guān)泛在空間制圖網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的地圖制圖數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)獲取加工處理符號化成果發(fā)布數(shù)據(jù)獲取

加工處理符號化

成果發(fā)布無所不再的網(wǎng)絡(luò)與地圖制作的三個階段均產(chǎn)生聯(lián)系，但目前地圖制圖與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的程度有差異三個階段分別用A、B、C表示，與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合/不結(jié)合分別用1/0表示，這可產(chǎn)生8種條碼A0/1-B0/1-C0/1單一階段與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合000:傳統(tǒng)的地圖制圖，三個技術(shù)階段均與網(wǎng)絡(luò)無緣100：網(wǎng)上搜索獲取數(shù)據(jù)，下載后在離線制圖系統(tǒng)生產(chǎn)地圖

供脫機環(huán)境使用（GooGle下載POI點，CorelDraw繪制酒店分布掛圖）010

上傳用戶數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)下制作完成一幅地圖，回收結(jié)果脫機使用001

脫機環(huán)境下制作好的地圖在網(wǎng)上發(fā)布（在GoogleMap上疊加我的社交網(wǎng)友分布圖）兩階段與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合110：網(wǎng)上搜索獲取數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)工具加工制作地圖供脫機環(huán)境使用（Google下載POI點，利用ArcServer服務(wù)功能操作繪制酒店分布掛圖）101：網(wǎng)上百度搜索獲取數(shù)據(jù)，下載脫線環(huán)境下在CorelDraw下制作完成酒店分布圖，上傳到Google上發(fā)布011

上傳用戶自身的專題數(shù)據(jù)利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)工具加工制作地圖在網(wǎng)上發(fā)布三階段與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合111

網(wǎng)上搜索獲取數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)工具加工制作地圖在網(wǎng)上發(fā)布地圖制作與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的8種情形中，“111”模式是最完備的顧及到泛在空間的“無所不在性”，——

泛在空間下的地圖制圖應(yīng)當(dāng)是111模式，或至少是101、011、110模式——

現(xiàn)狀：地圖發(fā)布與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合最緊網(wǎng)上數(shù)據(jù)獲取次之（搜索引擎、網(wǎng)絡(luò)爬蟲）網(wǎng)上以信息服務(wù)發(fā)布的專業(yè)性制圖服務(wù)資源少地圖制圖與網(wǎng)絡(luò)完備結(jié)合的可行性：Cloud

computing—IT資源共享,包括數(shù)據(jù)平臺、軟件資源、基礎(chǔ)設(shè)施平臺、硬件平臺，集成融合地圖加工處理、可視化分析資源到云環(huán)境，是發(fā)展趨勢。Big

Data—物聯(lián)網(wǎng)、遙感衛(wèi)星、專業(yè)傳感器、社交網(wǎng)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，與空間位置相關(guān)Volunteered

GI—自愿者信息資源、微博、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)注、網(wǎng)絡(luò)回帖LBS—位置導(dǎo)航、移動信息服務(wù)技術(shù)支持?jǐn)?shù)據(jù)支持2

泛在空間地圖制圖技術(shù)方法地圖制圖技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)——數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)化：在海量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中“淘寶”，發(fā)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)——制圖工具服務(wù)化：通用信息服務(wù)向?qū)I(yè)化擴展，服務(wù)功能“地圖化”——地圖展示泛在化：讓用戶隨時隨地使用、創(chuàng)作、發(fā)布和共享地圖泛在空間數(shù)據(jù)預(yù)處理切片實時繪制數(shù)據(jù)獲取地圖制作地圖展現(xiàn)用戶交互海量數(shù)據(jù)、更新緩慢，通用性好實時動態(tài)、專題數(shù)據(jù)、個性化需求、挖掘分析Web網(wǎng)頁手機平板WFS

,

WCS，SOSOpenstreetmapFacebook、twitter公開的空間數(shù)據(jù)影像、矢量、時態(tài)地圖渲染引擎ArcGIS

ServerMapnikMapServerWMS

WMTSWPSREST服務(wù)

SOAP服務(wù)HTML5+JavascriptSVGFlash、SilverlightNative

AppArcmap、QGIS數(shù)據(jù)處理地圖繪制1、文件下載——Shapefile，約定俗成的通用格式——GPX，路點、軌跡數(shù)據(jù)——xls，csv，txt等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)2、標(biāo)準(zhǔn)接口（OGC）——WFS

矢量數(shù)據(jù)服務(wù)——WCS

柵格數(shù)據(jù)服務(wù)——矢量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GML/KML/WKT/WKB3、用戶訂閱（RSS）——GeoRSS——USGS的地震數(shù)據(jù)4、傳感器網(wǎng)絡(luò)——SOSI.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源的獲取5、其他數(shù)據(jù)服務(wù)，如天氣服務(wù)——SOAP、REST，JSON格式VGI數(shù)據(jù)代表OSM (Open

street

Map)矢量數(shù)據(jù)獲取Web地圖提供商MapBox、CloudMade等利用云計算設(shè)施對

OSM數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和繪制，并向全球用戶提供免費的地圖和個性化地圖定制服務(wù)；地圖與數(shù)據(jù)可視化設(shè)計公司Stamen

基于OSM開發(fā)了一系列新型地圖可視化服務(wù)。OpenStreetMap應(yīng)用的成功案例：海地地震應(yīng)急制圖地震前地震7天后VGI上傳、下載志愿者編輯界面II.制圖工具服務(wù)化多樣化的地圖表現(xiàn)形式傳統(tǒng)制圖功能移植【超圖——地圖匯】HeatMap3D

Map動態(tài)地圖（QQ在線人數(shù)）新型地圖制圖工具服務(wù)功能研發(fā)計算機圖形學(xué)領(lǐng)域的圖形可視化方法

“地圖化”改進(jìn)：突出空間單位特征引入地圖符號感受參量基于TreeMap的專題地圖

LOD表達(dá)面向個性化需求的地圖可視化表達(dá)——內(nèi)容的抽象與自適應(yīng)處理導(dǎo)航地圖OSM數(shù)據(jù)顯示在手機（模擬）時，對密集性數(shù)據(jù)在簡化處理適應(yīng)顯示屏的要求一個例子：泛在空間下的地圖綜合與尺度變換（專業(yè)化的非常地圖的服務(wù)）目標(biāo)：專業(yè)化的地圖制作服務(wù)放到網(wǎng)絡(luò)資源上共享，對網(wǎng)上搜索數(shù)據(jù)、挖掘數(shù)據(jù)、用戶上傳數(shù)據(jù)實施尺度變換。方法：在服務(wù)器端依據(jù)SOA理念、遵循OGC的WPS標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建完整的地圖綜合服務(wù)體系。遵循可組合、可復(fù)用、松散耦合的原則，在用戶需求上考慮客戶端類型、數(shù)據(jù)粒度、數(shù)據(jù)格式、比例尺決策等實際問題，有針對性的封裝定制服務(wù)。地圖綜合服務(wù)的三層構(gòu)架通用服務(wù)在線式地圖綜合軟件在瀏覽器下運行界面交互式控制形式綜合算法選擇算法特點介紹綜合程度參量選擇在客戶端，利用JavaScript開發(fā)適宜終端用戶操作的RIAWeb應(yīng)用，該RIA客戶端充分考慮地圖綜合操作的固有特性，借鑒桌面地圖綜合軟件中的圖形表現(xiàn)與決策過程。在線式地圖綜合系統(tǒng)道格拉斯撲克算法，矢高10道格拉斯撲克算法，矢高20Delaunay三角網(wǎng)線化簡，最小彎曲深度20換種算法？效果不明顯在線地圖變換服務(wù)嵌入實時顯示瀏覽中/7/104/52.png/it/u=x=48;y=13;z=8;v=014;type=web&fm=44SERVICE=WMTS&REQUEST=GetTile&TILEROW=353&TILECOL=1570Layers=Foundation.GTOPO&Service=WMS&request=GetMap&Styles=default&CRS=EPSG:4326&BBOX=55.77,-135,66.51,112.5&width=256&height=256地圖繪制服務(wù)器實現(xiàn)方法地圖服務(wù)的描述泛在空間下地圖服務(wù)功能的研發(fā)需求——

操作響應(yīng)實時（算法時間效率高）——

面向非專業(yè)化制圖用戶——

各種來源數(shù)據(jù)的差異性大（缺失元數(shù)據(jù)描述）不知道比例尺不知道量綱（米/公里/毫米/）不知道坐標(biāo)系（紙張A4/大地坐標(biāo)）——

用戶交互式控制相對少——

適應(yīng)于多樣化的地圖載體（紙張、大中小屏幕）——

研發(fā)適宜泛在空間表達(dá)的地圖可視化工具（大數(shù)據(jù)量、多層次、過程性、動態(tài)時空、復(fù)雜關(guān)系）——

要突破傳統(tǒng)概念，打造泛在空間制圖新理念3

泛在空間的地圖可視化+VGI可視化+CyberSpace可視化+網(wǎng)上數(shù)據(jù)挖掘與深加工地圖的可視化+空間信息服務(wù)集成可視化泛在空間：{人、信息資源、地理實空間的鏡像、網(wǎng)絡(luò)事務(wù)}泛在空間中豐富的事物、現(xiàn)象，為地圖可視化提供了多種形式，產(chǎn)生一系列新型的可視化方法，推動著地圖制圖技術(shù)的發(fā)展。I VGI志愿者信息可視化——

無所不再的網(wǎng)絡(luò)擁有大量信息志愿者——

人是泛在空間體系中的最龐大的活的傳感器群——

微博、社交網(wǎng)、網(wǎng)上標(biāo)注、網(wǎng)上回帖產(chǎn)生大量與空間相關(guān)信息，是地圖制圖的重要數(shù)據(jù)來源VGI可視化中技術(shù)處理的難點：——

信息真?zhèn)蔚淖R別（網(wǎng)上99%的信息是垃圾）——

網(wǎng)絡(luò)公司信息資源的封鎖——

大數(shù)據(jù)量的處理北美Facebook交友聯(lián)系圖芝加哥Twitter微薄發(fā)布者聯(lián)系圖（最短路徑），某時刻的人流分布基于網(wǎng)絡(luò)言論分析（種族、膚色、階層反感性敏銳詞匯），制作的美國“仇恨”地圖美國姓氏分布圖（基于實名注冊網(wǎng)站信息繪制，代表性強）基于學(xué)術(shù)出版社發(fā)表論文作者地址信息，制作科學(xué)研究人員合作聯(lián)系圖，揭示某學(xué)科某區(qū)域的科學(xué)研究的合作意識如何。網(wǎng)絡(luò)空間產(chǎn)生的事務(wù)、發(fā)生的現(xiàn)象屬虛擬空間的信息內(nèi)容，對其表達(dá)可視化可揭示網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象規(guī)律、趨勢，并推斷地理實空間的現(xiàn)象規(guī)律Cyberspace

is

defined

as a

computer-generated

landscape,

the

virtualspace

of

a

global

computer

network,

linking

all

people,

computerandsources

of

various

information

in

the

world

through

which

one

couldnavigate

.不具有距離、方位意義的非歐氏空間，難于用傳統(tǒng)的地圖來表達(dá)，需尋求新的理論方法與技術(shù)手段。賽伯空間中的距離、方位無意義(零時間訪問、零時間到達(dá))，如何認(rèn)知該空間，如何提供導(dǎo)航信息？

fi

新的地圖

CyberMap關(guān)注連接、在線/離線、節(jié)點關(guān)聯(lián)等拓?fù)湫畔?，拓?fù)浔磉_(dá)圖II CyberSpace信息可視化賽伯地圖CyberMap

———是對虛擬空間的認(rèn)知表達(dá)，對賽伯空間里存在的事物、發(fā)生的現(xiàn)象與過程進(jìn)行可視化表達(dá)，服務(wù)于虛擬空間的導(dǎo)航與分析，賽伯地圖表達(dá)的信息內(nèi)容強調(diào)：虛擬空間的拓?fù)湫畔⒌恼J(rèn)知與導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)結(jié)點導(dǎo)航點擊率

DNS域名分布訪問記憶信息流量因特網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢服務(wù)器節(jié)點分布信息容量。。。。。。From

website

As

the

virtual

space

cognition

tool,

the

cyber

map

provides

theuser

with

quick

ways

to

access

what

he

wants,

to

navigate

the

hitpaths.Association——

Co-locationClassification——分布類型

Clustering——群集特征III

網(wǎng)上數(shù)據(jù)挖掘與深加工地圖的可視化技術(shù)方法：空間數(shù)據(jù)挖掘第一手的空間數(shù)據(jù)僅僅回答“在何處？”“有何物？”，進(jìn)一步分析挖掘解決“為什么”“怎么樣”問題需要深加工結(jié)果可視化：空間知識可視化工具泛在空間中的POI點分析與可視化具有明顯的空間分布模式網(wǎng)上大量存在，爬蟲容易獲取區(qū)域分析、設(shè)施規(guī)劃領(lǐng)域特別感興趣“數(shù)字深圳”中的POI點根據(jù)銀行網(wǎng)點分布探測聚集熱點區(qū)域ATM分布用灰度表示分布密度基于街道的三維可視化超市分布密度圖（深圳全市）局部基于泛在空間獲得的街道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，分析制作等時線圖根據(jù)道路通行能力、通行方向約束、移動速度等因素決定緩沖區(qū)在5m/10m/15m.........通達(dá)范圍，構(gòu)建等時線IV

集成融合泛在空間中的地圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的地圖數(shù)據(jù)資源將泛在空間中的豐富的地圖資源融合得到個性化的地圖表達(dá)，綜合性的地圖表達(dá)Google

Earth（Google

Map）OpenStreetMap天地圖數(shù)字城市等用戶數(shù)據(jù)：土地利用圖二調(diào)成果服務(wù)融合中的技術(shù)問題：——數(shù)據(jù)的匹配（參考系、尺度分辨率、表達(dá)方法）——主題內(nèi)容與背景內(nèi)容的依存關(guān)系處理用戶上傳專題數(shù)據(jù)適應(yīng)不同級別地理背景圖在適應(yīng)性調(diào)整二調(diào)土地利用圖（用戶數(shù)據(jù)代表）上傳發(fā)布到GooGleMap時，根據(jù)其顯示級別自適應(yīng)調(diào)整對等的可視化效果二調(diào)土地利用圖（用戶數(shù)據(jù)代表）上傳發(fā)布到GooGleMap時，根據(jù)其顯示級別自適應(yīng)調(diào)整對等的可視化效果二調(diào)土地利用圖（用戶數(shù)據(jù)代表）上傳發(fā)布到GooGleMap時，根據(jù)其顯示級別自適應(yīng)調(diào)整對等的可視化效果二調(diào)土地利用圖（用戶數(shù)據(jù)代表）上傳發(fā)布到GoogleMap時，根據(jù)其顯示級別自適應(yīng)調(diào)整對等的可視化效果二調(diào)土地利用圖（用戶數(shù)據(jù)代表）上傳發(fā)布到GooGleMap時，根據(jù)其顯示級別自適應(yīng)調(diào)整對等的可視化效果主題內(nèi)容的可視化表達(dá)需要依賴于地理背景信息（結(jié)構(gòu)化的矢量數(shù)據(jù)）根據(jù)不同船舶參數(shù)導(dǎo)出不同安全區(qū)表達(dá)的地理背景地圖，用于船舶導(dǎo)航，左的安全區(qū)為15M水深，右圖則為5M水深