淺談數字化技術在地圖出版活動中的應用

覃雄風

隨著互聯網科技的迅速發展，以及大數據處理技術的越趨完善，數字出版是未來出版業的全部，也是未來出版業的發展方向。然而，數字出版的發展并不是一蹴而就的，當下的發展首先就面臨著出版業觀念陳舊、人才不足及科研滯后等問題。數字出版各新興板塊產品的研發與市場化應用層出不窮，業界對人才的數量需求進一步擴大，對從業者的素質要求也更加細分化、多樣化。當前數字出版人才不僅包含傳統新聞出版單位數字化轉型所需人才，還包括網絡文學、在線教育、有聲讀物、知識服務、網絡游戲等各個新興板塊的從業者。數字出版逐步呈現技術密集、重視服務等特點。政府、企業和高校積極展開合作，從人才規范化管理、行業需求反饋、高等教育課程設置、專業實踐等多個方面積極改進培育模式，不斷完善數字出版人才培養體系，努力輸送復合型人才。

互聯網+的時代背景下，數字出版行業以技術融合創新為手段，逐步推動產業的不斷變革。懂出版又懂網絡技術的復合型人才越來越受歡迎，這一系列現象正是數字出版“熱”起來的表現。地圖的出版，由于其極強的專業性及特殊性，在數字化出版應用中，占有一席重要地位。

一、數字化技術地圖出版物的定義

出版不同于其他大部分產業，由于具有無形價值，比如文化價值、學術價值、道德價值等；也不同于藝術與科學，由于與負債表和利潤密切相關。出版是一種必要的原始創意產業。

進入“十三五”時期，出版業融合發展向更深層次邁進，逐步步入轉型升級的成長加速期。時至今日，純粹的傳統出版已經不復存在，因為在紙介出版的過程中數字技術的應用已不可或缺。

數字地圖出版物（數字地圖制圖甚至被稱為革命性的變化），既增強了地圖的科學性、提高了地圖制作的速度，又大大拓寬了地圖表達的內容、豐富了地圖的表現形式，同時也使地圖的品種得到了極大的擴充。地圖出版物的形式、內容、設計及制作等方面都發生了極大的變化[1]。

二、數字化地圖出版的特征

數字出版是隨著信息技術的迅猛發展而快速發展起來的新技術出版方式。諸如電子出版物、網絡出版、微出版等等模式，已經越來越為大眾所接受。而數字地圖出版物建立在計算機技術、地理信息技術、測繪技術、GIS導航系統技術、存儲技術以及電子顯示技術等高新技術基礎上，融合并超越了傳統紙質地圖出版內容而發展起來的新興出版物，是時代和科技進步的標志之一。從產業總量看，數字地圖出版產業由于其靈活性，已經成為地圖出版業的重要組成部分。其特征主要有：

1.動態性。

2.可交互性，是數字地圖出版物獨具的特征。

3.多媒體性。

4.超媒體集成性。

5.極大壓縮了印刷成本。

6.制圖的適應性。

7.表示方法的多維和多樣性。

8.數據的共享性。

三、數字化地圖出版物的意義

1.兼容了地理信息技術、測繪技術、GIS導航系統技術、存儲技術等一系列高科技，推動了科技革命的創新。

2.出版內容更加豐富，包括旅游數字地圖出版物、測繪勘探數字地圖出版物、物流運輸數字地圖出版物，以及政務、軍事數字地圖出版物等。

3.出版形式更加多樣化，如數字地圖，網絡地圖，電子地圖，多維動態地圖等。

4.易于編輯和更新。

5.提高了制圖的速度和精度。

6.容量大且易于儲存。

7.豐富了工程制圖軟件的品種和品質。

8.極大地降低了印刷成本，履行了低碳環保的實踐。

9.綜合了多門前沿科技，如數字景觀模型綜合、地圖數據庫綜合、結構化地圖綜合等。

10.創造了“數字地球”“數字城市”的新理念。

11.為地理、林業、地質、漁業、水利、測繪、石油、環境保護、資源開發、城市管理等多部門提供了更便捷更有力的支持。

四、數字化地圖制圖過程

現代計算機技術和信息技術的迅速發展，使得地圖制圖技術發生了根本改變。

地圖教育是我國高等學校測繪、地理、地質等專業門類人才培養的重要組成部分。隨著計算機地圖制圖技術的發展，在地理信息系統、測繪工程、資源環境與城鄉規劃管理、地質資源與地質工程等專業的地圖教育中，不僅要突出傳統的地圖基礎理論教學，還要強調面向應用的計算機地圖制圖技能培養。

數字地圖制圖的目的是制作地圖。數字地圖制圖最終提供給用戶的仍是地圖（包括普通地圖、專題制圖、影像地圖等），但這種地圖的存儲、處理是以數字格式的信息進行的，因此可以進行靈活多樣的操作，可以通過硬拷貝，顯示器等不同方式顯示。

數字地圖制圖強調以計算機技術作為制圖手段。傳統地圖制圖主要是通過人工操作與處理制作紙質地圖（模擬地圖），而數字地圖制圖則強調人機交互下計算機圖形處理為基礎的地圖制圖，制圖要素為數字化信息，地圖表達、處理都為數字方式，由直接編制地圖轉變為操作計算機繪圖、開發有關機助地圖制圖軟件等。

1.數據采集階段

地圖數據是指各種地理特征和現象間關系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征和時態特征三部分。地圖數據的采集包括圖形數據、屬性數據及關系信息等的采集。數字地圖制圖強調以數字化的格式存儲和分析地圖。相對于傳統地圖制圖學，數字地圖制圖是通過計算機可直接存儲處理的數字格式表達和處理地圖，充分應用了數字信息的優越性。數字地圖具有無縫連接、靈活設置、多信息派生、數據庫存儲、自由縮放、信息重用等優越性，為地圖信息共享提供了有力支持。

2.數據處理階段

地理信息制圖是利用地理空間數據、運用地圖學方法，對區域性規劃工程的要素進行分析和制圖的過程，以詳實反映工程要素的地理信息。在數據處理時不但可對地圖數據進行交互式處理，也可進行批處理。聯機是當前數字地圖數據處理的主要方式[2]。

3.圖形輸出階段

計算機地理信息制圖源于傳統地圖制圖，地圖學理論與方法對計算機地理信息制圖系統的發展有著重要的影響。計算機地理信息制圖為地圖特征的數字表達、操作和顯示提供了一系列方法，為地圖的圖形輸出提供技術支持。

五、數字化地圖出版物的功能和應用

地圖學是先于文字形成的用圖解語言表達事物的工具，是地理信息的載體，信息源以及地理信息傳遞的工具。從古至今，作為地圖學研究主題的地圖本身及人們對地圖的認識是隨著社會的發展和技術進步不斷深化的。地圖學逐漸完善成為一門擁有系統理論基礎和現代技術手段的科學。

地圖的發展幾乎與人類的文化史和環境的認識史同步，已有幾千年的歷史。20 世紀中葉以前，人們將地圖稱為“地球表面在平面上的縮寫”，這個定義沒有從本質上把地圖與其他的地面圖像區別開。

要揭開地圖具有如此巨大生命力的奧秘，僅從數字地圖的基本性質上認識還是不夠的，還應該從功能上深入研究數字地圖出版物的本質。

（一）數字化地圖出版物的功能

數字化地圖出版物是將抽象的地理信息系統具體化和物象化。地理信息系統是一套計算機工具，在計算機軟、硬件支持下，將表示地表物體和環境固有的數量、質量、分布特征、聯系和規律的數字、文字、圖形、圖像等地理信息的數據，利用縮小的二維空間配置，用以提供數據采集、數據管理和數據分析方法，并據此生成輔助決策信息。管理人員和用戶決定了系統的工作方式和信息的表達方式。事實上是一個非常重大的抽象思維成就。平面二維地圖是人類空間認知的重要進步，當前隨著互聯網、新一代移動通信和3S——地理信息系統(geographic information system,GIS)、遙感(remote sensing,RS)、全球導航衛星系統(global navigation satellite system，GNSS)——技術的迅猛發展，移動地圖與互聯網地圖等已成為數字地圖出版物應用的主流趨勢。

（二）數字化地圖出版物的應用

人們在日常生活中所接觸到的信息約有70%是地理信息，地理信息應用模式的變革發展與人類文明的進步密切相關。

隨著電子化技術手段的發展和數字化制式的出現，從存儲介質到生成方式，再到網絡化渠道和數字化流程，地圖出版經歷了一場革命性的數字化浪潮。數字地圖出版物是建立在數字技術符碼生成、轉化、存儲和流程再造基礎上的內容生產、復制和分發的新興產品形態和業態。新聞出版領域網絡化、數字化，集約化和智能化，已成為帶動數字地圖出版物產業升級的外部推動力和內在刺激力。

（三）數字地圖出版物的模擬功能

完整的地理信息系統主要由四個部分構成：硬件系統、軟件系統、地理空間數據和系統管理。構造地圖模型的手段不同，地圖模型的形式也不同。它可以是模擬的或數字的、圖形的或圖像的、精確的或概略的、物質的或概念的、靜態的或動態的、平面的或立體的，等等。地圖學界將人腦中形成的對空間環境的認知稱為心象地圖，它也是一種模型，是一種思維或概念的模型。作為模型的數字地圖出版物，人們可以通過它獲得對客觀地理存在的特征和變換規律的認識。在采用了嚴格數學法則的物質地圖模型上，所有以地圖為工具來認識空間環境的場合都體現了數字地圖出版物模擬客觀世界的功能。

（四）數字地圖出版物的信息載負與傳輸功能

數字地圖出版物通過地圖符號來存儲、表達和傳遞大量的地圖空間信息，是存儲地球物理信息、地球地理信息和地球空間信息的重要載體[3]。如圈形符號表示居民地、粗細漸變的藍色符號表示河流，它們通過地圖符號直接表現出來，而且能被測度；間接信息是由地圖符號組合所產生的含義，它需要經過分析解譯才能夠獲得，例如通過河流、道路、港口與居民地的關系，可以獲得居民地的交通是否便利的信息。潛在信息主要取決于讀圖者對地圖的認知水平、專業背景和分析推理的能力。使用數字地圖出版物時地圖信息得到了傳遞。

（五）提升大數據服務的價值

大數據技術正在融入地圖學與地理信息工程學科的發展進程中。首先，地圖仍然是今天人們工作、學習和生活不可缺少的科學工具，而大數據為地圖學在信息時代的發展注入了新鮮血液。作為地圖學主陣地的地圖仍是大數據融合的最佳載體或地理空間框架，是最直觀的可視化表達方法。數字地圖制圖、網絡地圖制圖、智能地圖制圖已成為信息時代地圖學發展進程中里程碑式的“亮點”。其次，大數據為地理信息工程提供了從TB級躍升到PB、EB乃至ZB級規模的數據；大數據融合、統計分析和數據挖掘給地理信息工程學科的發展帶來了新的機遇和挑戰；基于云計算的大數據分布式存儲和并行處理以及地理信息網絡服務、網格服務和云服務，成為地理信息工程學科研究的重點，數字化技術服務已進入數字地圖出版服務的新階段。

（六）數字化地圖出版物越來越貼近日常生活

現代地圖出版物，無論從理論體系到制作技術，還是從表現形式到應用領域及使用方法，其發展速度極快。隨著互聯網技術的迅猛發展，以地理信息檢索與挖掘為目的的數字地圖出版物顯得越來越重要，并成為數字化技術領域、地理信息領域、計算機領域和其他相關領域的研究熱點。

互聯網上的地理信息種類繁多且數量巨大，覆蓋全球的遙感影像矢量要素、地名地址、街景地圖、專題地圖、百科知識、個人旅行軌跡、社交網絡感知數據，每時每刻都在持續增長[4]。對互聯網上的多源異構海量、高動態的地理信息進行分析和深度應用，是全新技術條件下測繪地理信息管理和開發利用面臨的巨大挑戰和重要機遇，也成為國內外數字化技術學術界的研究熱點和地圖信息出版產業領域新興課題。

（七）促進地理信息標準化的建設

隨著互聯網的日益發展，數字化地圖出版物在全球的交流越來越頻繁和便捷，國內外地理信息標準化建設和研究已取得了長足進展。不同于信息科學其他學科領域，地理信息科學具有自身的特點，例如不確定性、海量數據等，在空間上下文的建模與推理等感知計算方面都需要尋找一種適合學科特點的方法。從這一點上來說，數字化地圖出版物對于促進地理信息標準化的建設，在一定程度上具備科研創新和前沿意義。

最后，數字地圖出版物不僅是地學工作者記錄研究成果的手段，也是人們認識世界的工具。