現代數字地圖制圖的綜合技術應用研究

王 荔

（江蘇省金威測繪服務中心，江蘇 南京 211100）

1 傳統地圖與數字地圖的比較

傳統地圖主要通過注記、線條、色彩以及符號等元素形式來表達地物地形，這些元素一旦被表達在地圖上后就無法輕易修改。傳統地圖一般是二維的紙質地圖，更新周期長，使用時間長，攜帶不便且容易變形。此外，一些像海洋、大氣、地表等多變屬性的系統只能使用二維平面表達，無法利用三維空間形式表達。因此，傳統地圖的使用具有很大的局限性，數字地圖則是地圖史上的重大改變。數字地圖在傳統地圖上增添了三維信息和時態信息，極大地完善和豐富了數字地圖的內容，更具多樣性。

2 數字地圖制圖技術的特點

2.1 三維性

最早的地圖是手繪平面地圖，而后通過大地測量以及地形測量及地面勘察等方式獲取數據后分析加工并制作出二維的印刷地圖。隨后又逐漸發展為影像地圖，主要通過航空攝影、多科學綜合考察以及定位觀測站臺等方式獲得。直到20世紀后半世紀，利用衛星遙感、航空遙感、全球定位系統等方式并利用計算機編輯系統繪制成為數字地圖。數字地圖技術采用三維信息技術，使地圖更貼近生活，具有空間感和立體感，所展示出的數據也是更為多元化，具體化，豐富化，這相對于傳統地圖制圖是一個卓越的進步！

2.2 服務性

由于數字地圖技術的快速發展，一些導航地圖也孕育而生，為人們提供了極大的便利性。同時，數字地圖也不段研發一些新功能，推出分析信息、查詢信息等便民的服務性功能。此外，數字地圖制圖技術還結合了多種功能，提高了地圖的精確性及使用價值，相對于傳統地圖的使用感更為便捷。在城市信息系統、交通管理信息系統、區域規劃系統以及自然災害評估系統中，都已經離不開數字地圖的重要地理信息保障。

2.3 易更新性快及共享性

數字地圖的易更新性及共享性是其受到青睞的重要原因之一。數字地圖以數字方式在計算機內以地圖數據庫存儲，利用衛星影像等對地理環境進行動態監測，并及時對地圖數據庫內的信息進行更新并檢查，該方法節省了大量的勞動力，制圖速度快，并保證地圖與現實地理環境的一致性，保證數字地圖的真實準確性。

3 數字地圖制圖技術的技術基礎

3.1 計算機及多媒體技術

數字地圖制圖技術是以地圖學為理論基礎，計算機為技術支撐的一門技術，主要將地圖信息轉換為計算機可識別數據，利用計算機處理、修正數據，并生成和顯示出圖形。此外，地圖制圖學還涉及文本、圖像、聲音及圖像動畫等可供傳遞的元素，即涉及多媒體技術。

3.2 數據庫技術

地圖制圖過程中將需要大量豐富的數據，這就需要用到數據庫系統。地圖制圖所涉及的數據不僅需要長期存儲，反復的使用及更新，以及數據共享等特點。為了使數據能夠以最優形式，最少交替重復，最準確數字地應用到多種系統中，這些數據必須按照一定的方式存儲在計算機的外存儲器中。因此，數據庫技術，作為信息系統的核心技術，主要研究組織及存儲數據得以更高效地獲取到數據并處理數據，是地圖制圖學的個重要支撐技術。

3.3 數字圖像處理

數字地圖制圖技術中包含著抽象化、變換化處理圖像，即涉及數字圖像處理技術。數字圖像處理是通過像元數值來處理圖像，其有效方法還包括圖像分割、圖像增強與圖像恢復、圖像匹配與圖像識別、圖像二維重建與圖像三維重建、圖像信息的壓縮與圖像信息的編碼。

4 數字地圖制圖技術流程

4.1 編輯準備階段

編輯準備階段即為前期準備工作，最為基礎但也極為重要。該階段主要包括收集信息、分析并確定編圖資料，明確編圖需求并選擇地圖投影、比例尺表示方法及地圖內容，按照制圖要求做好前期準備工作。

4.2 數字化階段

數字化即為使抽象型的模擬圖形及一些含有具體意義的屬性轉換為電子計算機可讀的數字。手扶跟蹤及掃描數字化是數字化的2大方法。

4.3 數據處理及編輯階段

數字制圖技術的核心階段即為數據處理及編輯階段。其中，數據處理是對數字化信息做規范化處理，主要包含對數字的檢查、糾錯并生成為數字化文件、統一化坐標點、標準化比例尺、特征碼轉換以及合并歸類不同的數據；數據編輯階段即在數字地圖制圖過程中所需進行的數據處理，包含建立地圖數學坐標原點、轉換不同地圖的投影、選取并概況數據、繪制處理圖形、符號及注記、選取并綜合概括數據等。

4.4 圖形輸出階段

將數據導入電子計算機后，進行數據處理并進行編輯以后，再將數據轉換成可視化的圖形，并保存在磁盤上的過程稱之為圖形輸出階段。圖形輸出可以真實準確地反映地理與人文環境，還可以多樣化呈現，比如可以通過打印機輸出或者通過繪圖儀紙質輸出。

5 數字地圖制圖綜合技術探究

5.1 點圖形的制圖綜合技術

點圖元是實現點圖形制圖技術的主要基本元素，主要包括點符號、注記等基本內容。點圖形制圖技術并不是充分利用每一個點圖元，并全部詳細說明，而是首先需要對點圖元進行一定的取舍。大量的點圖元通過人工進行篩選是一項龐大且易錯的工作，因此需要借助電子計算機來輔助，將點圖元輸入計算機，由計算機進行編輯整理，簡化數據。同時，為實現繪制出不同比例的地圖，還需要在制圖系統中確定好不同的圖元信息，以使得點圖元可生成相對應的屬性代碼，這就要求對所有的有效點圖元進行屬性分析，以確定不同圖元的屬性信息。

也就是說，點圖形制圖過程中需要標注數據，但在標注過程中會出現一些差異，這就導致在代碼輸入過程中也產生一定的差異，因此需要對大媽進行必要的區分，在取舍過程中也要遵循一定的原則與標準。可以通過對計算機設備或者計算機制圖軟件系統中設定好條件參數，并對點圖元進行篩選，在多次篩選下選擇出符合基本條件和的標準點圖元。

5.2 線圖形的制圖綜合技術

線圖形制圖方法是數字地圖制圖技術中不可或缺的一部分，主要通過各種畫線符號來反映地貌形狀。與點圖元相似，在實現地圖制圖過程中也需要對線圖形的數據進行有效的取舍和篩選，保證線圖紙制圖技術的精確有效應用。同時需要客觀分析不同線圖形要素，確保有效準確取舍數據信息。但線圖形制圖與點圖元制圖也存在一定的不同，線圖元不僅要準確取舍不同的數據點，還需要結合比例尺大小、地圖用途、不同地區的地理因素等合理取舍不同的地形數據，確保綜合選擇不同的數據。

5.3 區圖形的制圖綜合技術

區圖形是由多條線條連接而成的多邊形面域，該面域也是形成數字地圖的一個重要數據結構。區圖形制圖過程中需要對數據結構間建立相關聯的拓撲關系，轉換成拓撲結構數據及非空間數據，并作為空間數據的懸掛體，形成完整的體系。因此，對空間數據與非空間數據的綜合取舍問題對數字地圖制圖是不可或缺的一步。區圖形制圖可分為2個步驟：首先是線圖形的制圖綜合，即構成多邊形面域的線元素的制圖綜合，包含選取線劃要素和概括輪廓圖形；然后是面域的制圖綜合，主要工作是概括和合并空間數據與非空間數據，即概括與合并物體的類別和數據屬性。

6 結束語

數字地圖制圖以地圖學為理論基礎，以電子計算機為技術支撐，具備三維性、服務性、易更新性及共享性，具有一定的綜合性、聯系性及科學性。其涉及的技術范圍也較為廣闊，包括計算機及多媒體技術、數據處理技術與數字圖像處理。但是，數字地圖制圖技術仍存在一定的不足之處，比如軟件開發的局限性等均對數字地圖的發展有所制約。因此，為推動地圖制圖技術的發展，還需要加強技術創新，努力解決一些技術性問題，加快數字地圖制圖技術的發展。