第二章 电子地图1.1 电子地图的定义 1.2 电子地图的起源 1.3 电子地图的发展 1.4 电子地图系统 1.5 电子地图的用户 1.6 当前研究的热点问题1.1 电子地图的定义电子制图是制图过程，电子地图是制图结果 本次课讲一下制图结果n电子地图(Electronic Map)的特点n电子地图具有地图的内涵，是数字地图在计算机 屏幕上的符号化显示.n电子地图制作必须具备数字地图数据、地图符号 库及一定的数学基础.n电子地图是在计算机屏幕上可视的基于电子技术 的屏幕地图。 1.1 电子地图的定义n电子地图(Electronic Map)n数字地图:电子地图是以地图数据库为基础，以 数字形式存储于计算机外存储器上，并能在电子 屏幕上实时显示的可视地图，所以又称“屏幕地 图”或“瞬时地图”。 n存贮于计算机外存，以只读光盘（CD-ROM）、网 络等形式传播，以桌面计算机或触摸屏计算机等 形式提供给大众使用。1.1 电子地图的定义n与数字地图的差别(Digital Map)n数字地图是指用数字形式描述地图要素的属性、 定位和关系信息的数据集合，是存储在计算机中 可以识别的媒体上的一组描述地理实体的坐标和 属性标识的离散数据的集合 。n电子地图是以地图数据库为基础，通过一定的硬 件和软件在电子屏幕上显示的可视地图，是数字 地图在电子屏幕上的符号化显示。 1.1 电子地图的定义n与地理信息系统的差别(GIS) 陈述彭 :“地理信息系统可简单定义为用于采集 、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据 的计算机信息系统”。 关系：电子地图是GIS的主要数据源，是GIS中地 理数据表达的主要方式，在GIS中电子地图是联 系用户和地理数据库的桥梁。1.1 电子地图的定义n分类 按存贮介质分： CD_ROM电子地图 网络电子地图 按用途分： 导航电子地图 城市电子地图 旅游电子地图等 按数据类型分： 矢量电子地图 栅格电子地图 矢、栅混合电子地图1.1 电子地图的定义n分类 按表达形式分： 二维电子地图 三维电子地图 按功能分： 静态型电子地图 交互型电子地图 动态型电子地图 分析型电子地图1.1 电子地图的定义n优点 多源信息的集成； 强大的空间信息可视化功能； 交互性：在地图数据库以及系统提供的工具的支持下， 用户可以进行信息的交互查询以及其它的一些交互操作 ，如放大、缩小、漫游等； 动态性：可以采用视觉的（闪烁、颜色渐变，动态符号 、运动线等）及听觉的（声音、音乐等）手段动态地表 达空间现象； 更强的适应性：传统地图的内容一经确定后就无法更改 。在电子地图中，用户可以根据自己的需要，任意选取 要显示的内容，同时还可以自己定义可视化表达的方式 ； 多媒体技术的支持； 1.1 电子地图的定义n优点 复杂的具有地理信息系统的功能：如查询、最优 路径选取以及缓冲区分析等； 信息系统的延伸：多媒体电子地图集不再仅仅是 地图产品，它可以被看作为一个信息系统，例如 旅游信息系统，城市信息系统； 方便的量算功能：可以进行距离的测量和周长、 面积的计算； 合理的更新：无论在更新费用和更新周期上都要 优于传统地图集的更新； 出版和发布：出版工序简单，而且产品的运输方 便容易等。 1.1 电子地图的定义n功能 作为空间实体的模型：地图都是根据一定的目的 ，采用一定的方法和手段的对客观实体的抽象表 达； 作为空间观察的提供者：地图（集）作为空间信 息的载体，可以为用户的空间查询和分析提供信 息； 作为空间的组织者：在数字化时代以前，地图（ 集）已经以多媒体产品的组织者身份出现，它包 括文本、图形、图像和图表等多种媒体的集合， 在当今的数字化时代，又包括了声音、视频等媒 体类型。 1.1 电子地图的定义n功能 可以作为访问地理数据库的桥梁：通过点击地图 目标，就可以访问于此目标相链接的地理数据库 ； 作为多媒体的界面：在多媒体电子地图产品中， 地图可以与其它媒体相链接，这样就可以使用户 能够访问其它媒体。所以在描述与具体的地理位 置相关的媒体时，地图是最为理想的这些地理位 置的载体； 可以作为科学可视化的工具等：作为空间信息的 载体，在空间实体的可视化研究方面，地图仍旧 是最为理想的工具。 1.2 电子地图的起源n是传统模拟地图的延伸传统的地图绘制过程全部是手工清绘、刻绘 。数字制图技术的引入解放了生产力，提高了工 作效率，这是一个质的飞跃;在数字制图条件下 ，地图数据可以存于数据库中，提高了数据的利 用率，这是另一个质的飞跃。传统的地图出版工 作，从编绘到印刷出版一般周期较长，这是不符 合信息时代节奏的，因而也成了现代地图学引进 计算机辅助制图技术的动力。 1.2 电子地图的起源n计算机地图制图学的发展 50年代兴起的计算机技术70年代以来取得了飞速 发展，新技术的应用使地图制图学发生了深刻的 技术革命。计算机处理大量数据的速度之快，导 致制图成本的降低; 也节省了地图编绘时间。 计算机地图学-多媒体地图学（Cartwright 1999) -探究地图学（Kraak 1998)-赛博地图学（Taylor 1997）-网络地图学（ Kraak 2000）1.2 电子地图的起源n科学可视化的发展 地学可视化是目前GIS和地图学的研究热点问题之 一。随着GIS、GPS、RS以及其他空间技术的发展 ，空间数据，尤其是时空数据的数据获取越来越 方面。 视觉化的主要技术要素 多媒体技术 虚拟现实技术：全沉浸、部分沉浸和桌面虚拟环境系 统 因特网和万维网技术的应用1.2 电子地图的起源n现代计算机技术的发展n计算机硬件的发展n计算机软件的发展n计算机外设的发展1.2 电子地图的起源n多媒体技术的发展 包括：n超文本是一种按信息之间关系非线性地存贮、组 织、管理和浏览信息的计算机技术。 n超媒体则是利用超文本技术组织、管理多媒体信 息的技术，即用超文本技术管理图形、图像、文 字、声音、视频、动画等多媒体信息。 n多媒体电子地图：多媒体电子地图是集文本、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，还增加了地图 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。1.2 电子地图的起源n国际互联网的普及和发展n互联网（Internet）是一个连接世界各地 不同计算机系统的全球性网络系统。它是 目前世界上最大、增长最快的计算机网络 系统。1.2 电子地图的起源n国际互联网的普及和发展 互联网的意义n互联网可以改变数据信息的获取、传输、发布、共享、应 用和可视化等过程和方式。1.2 电子地图的起源n移动终端和无线网络的发展nPDA、手机n基于通讯的技术：GSM、 GPRS、 CDMA、EDGE 等n基于局域网的技术：蓝牙技术1.3 电子地图的发展n代替传统制图方法机助制图，数字制图最初的 应用是代替传统的制图手段来制作地图。此时，数 字制图仅仅只是一种制图的手段，当然它具有传统 方法所无法比拟的优点，比如，速度快、质量高、 标准化程度强等。n尽管是数字制图，最终成果仍然是通过绘图方式得 到的传统意义上的地图，即纸质地图或称“模拟地 图”。1.3 电子地图的发展n提供另一种介质形式存储的图件数字地图。1.3 电子地图的发展n提供真正的数字地图，满足GIS的应用数字地图 ：GIS技术的迅速发展和日益广泛的应用，给数字制 图提供了机会，但也带来了挑战。GIS的最主要特征 可以说一方面空间基础数据是它的核心，另一方面 基于数据的分析是其灵魂。这两点都与数字地图密 切相关。数字地图是空间基础信息的载体。为了满 足GIS的需求，数字地图在内容、结构、表示方式和 质量等方面都必须得到有效的处理。 1.3 电子地图的发展n提供新的数字产品三维景观模型：人们期望， 未来的数字制图应该提供一种应用更为广泛的数字 产品，这种产品可以称之为“三维景观模型”。三 维景观模型是客观世界实际地物地貌景观完整而抽 象的数字描述和表征，不仅更适合各种专业应用， 而且也更适合大众应用。1.3 电子地图的发展n举例：上海企事业大全深圳电子地图集北 京通中国人口电子地图集中国深圳光盘地 图北京电子地图2000香港互动电子地图n软件：中科院地理所EA 2000，武汉大学Atlas 2000 1.4 电子地图系统n定义： 在计算机软、硬件的支持下，以地图数据库 为基础，能进行空间信息的采集、存储、管理、分 析和显示的计算机系统。1.4 电子地图系统n组成： 1.4 电子地图系统n硬件： 1.4 电子地图系统n软件：n操作系统n数据库软件n专业软件n其他应用软件1.4 电子地图系统n软件：n地图数据库管理软件1.4 电子地图系统n软件：n地图数据库管理软件的功能n地图构建功能允许用户根据设计方案选择内容、比例尺 、地图投影、地图符号、颜色等，生产预想的 地图，以满足需要。n地图管理功能电子地图中包含空间数据、属性数据和时 间数据，而且包含多种数据源的数据，因此需 要使用地图数据库管理这些复杂、大量的数据 。1.4 电子地图系统n软件：n地图数据库管理软件功能n检索和查询功能可以根据用户需求来检索信息，并以多媒 体的形式显示查询结果，包括：图形到属性的 查询、属性到图形的查询、图形、属性综合查 询、拓扑查询.n分析功能：空间分析、统计分析：1.4 电子地图系统n软件：n地图数据库管理软件功能n数据更新功能系统提供强有力的地图和数据输入、编辑 的能力，以确保及时更新数据，保证电子地图 的现势性，并为再版地图创建十分优越的制图 环境。1.4 电子地图系统n软件：n地图数据库管理软件功能n制图综合功能制图综合在电子地图系统中是按照视觉限 度的原理实现的，它是一种逆向过程，当数据 库中存储了十分详细的制图数据时，正常位置 的屏幕上不可能显示全部图形细部，即显示的 比例尺缩小时，更多的细节被忽略了，面状符 号可能显示成点状符号。依次放大可获得多种 比例尺的效果。1.4 电子地图系统n软件：n地图数据库管理软件功能n输出功能地图查询、分析的结果必须以一定的方式 提供给用户。输出成果按照不同的分类存在不 同的形式。n按承载介质分：数字地图、电子地图以及纸 张地图等；n按形式分：地图、图表、表格、报告等。 1.4 电子地图系统n数据：电子地图系统的操作对象是地理数据 、它具体描述地理实体的空间特征、属性特 征和时间特征。武汉大学资源与环境科学学院 邬国锋电子地图设计电子地图数据n根据地理实体的空间图形表示形式，可将空 间数据抽象为点、线和面三类元素，它们的 数据表达可以采用矢量或者栅格两种组织形 式，分别称为矢量数据结构和栅格数据结构 。1.4 电子地图系统n人员：包括系统开发人员和GIS技术的最终用户，他 们的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用成败的 关键。 1.4 电子地图系统n人员：包括系统开发人员和GIS技术的最终用户，他 们的业务素质和专业知识是GIS工程及其应用成败的 关键。 1.5 电子地图的用户n一般用户：如学生、普通百姓n普通地图的内容n方便地浏览和阅读n放大、缩小和漫游n必要的检索功能n一般的量测n多媒体的支持1.5 电子地图的用户n行政及科研部门：把电子地图作为组织、管理和显 示信息，提供辅助决策的依据。n普通地图的内容+一些专题地图种类的内容n一般用户的功能n比较功能n提供常用的分析工具n必要的数据传输及通讯支持1.5 电子地图的用户n专业用户：包括军事、测绘、交通、水、气、电等 各专业部门，功能更为具体、专业性强n普通地图的内容+专题内容n专业特定的功能，如专题