淺述現(xiàn)代數(shù)字化地圖的發(fā)展史及技術(shù)

楊覃

（安徽省測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站 安徽 合肥 230031）

1 數(shù)字地圖的發(fā)展歷史

20世紀(jì)50年代，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字地圖應(yīng)運(yùn)而生，人們可以方便的利用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算、處理、分析這些數(shù)據(jù)。這些存放在計(jì)算機(jī)中的地圖數(shù)據(jù)就是數(shù)字地圖，他們是用來(lái)建立各類(lèi)專(zhuān)題地理信息系統(tǒng)和制作各類(lèi)專(zhuān)題地圖的數(shù)字框架與基礎(chǔ)。

數(shù)字地圖最早用于土地與地籍信息的管理，1956年奧地利的測(cè)繪部門(mén)建立了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)；20世紀(jì)60年代末，加拿大測(cè)繪部門(mén)建立了世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)，即加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）。數(shù)字地圖的大量應(yīng)用是在70年代后期，由于計(jì)算機(jī)普及與推廣，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展（大容量存儲(chǔ)、高質(zhì)量的圖形圖像顯示），各類(lèi)地圖制圖軟件及地理信息系統(tǒng)軟件如雨后春筍發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用和重視。80年代是GIS的普及與推廣應(yīng)用階段，數(shù)字地圖被廣泛應(yīng)用于國(guó)土利用、城市規(guī)劃、人口規(guī)劃、統(tǒng)計(jì)與布置等方面。進(jìn)入90年代及21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)的微型化，WINDOWS操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，數(shù)字地圖已應(yīng)用于國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)部門(mén)，已成為政府決策不可或缺的工具與手段，特別是WEBGIS的發(fā)展，數(shù)字地圖從服務(wù)政府、企業(yè)轉(zhuǎn)向?yàn)槠胀ɡ习傩辗?wù)，已成為公眾生活的一部分。

2 數(shù)字地圖的技術(shù)基礎(chǔ)

A、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(Computer Graphics)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形、以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。圖形通常由點(diǎn)、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術(shù)上來(lái)看，圖形主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是基于線條信息表示的，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類(lèi)是明暗圖，也就是通常所說(shuō)的真實(shí)感圖形。

B、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)是依照某種數(shù)據(jù)模型組織并存放的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、需長(zhǎng)期保存及反復(fù)使用、多用戶共用。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的各種操作統(tǒng)一由一個(gè)軟件執(zhí)行，即數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）。數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)合稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在地圖學(xué)中的應(yīng)用表現(xiàn)為對(duì)空間和非空間數(shù)據(jù)的管理。使用數(shù)據(jù)庫(kù)可以帶來(lái)許多好處：如減少了數(shù)據(jù)的冗余度，從而大大地節(jié)省了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的充分共享等等。

C、數(shù)字圖像處理

數(shù)字圖像處理（digital image processing）是利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行各種處理的技術(shù)和方法。主要用于圖像變換、量測(cè)、模式識(shí)別、模擬以及圖像產(chǎn)生。廣泛應(yīng)用在遙感、宇宙觀測(cè)、影像醫(yī)學(xué)、通信、刑偵及多種工業(yè)領(lǐng)域。

遙感影像數(shù)字圖像處理的內(nèi)容主要有：1）圖像恢復(fù)。即校正在成像、記錄、傳輸或回放過(guò)程中引入的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、噪聲與畸變。包括輻射校正、幾何校正等；2）數(shù)據(jù)壓縮。以改進(jìn)傳輸、存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)效率；3）影像增強(qiáng)。突出數(shù)據(jù)的某些特征，以提高影像目視質(zhì)量。包括彩色增強(qiáng)、反差增強(qiáng)、邊緣增強(qiáng)、密度分割、比值運(yùn)算、去模糊等；4）信息提取。從經(jīng)過(guò)增強(qiáng)處理的影像中提取有用的遙感信息。包括采用各種統(tǒng)計(jì)分析、集群分析、頻譜分析等自動(dòng)識(shí)別與分類(lèi)。

D、多媒體技術(shù)

多媒體技術(shù)融計(jì)算機(jī)、聲音、文本、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻和通信等多種功能于一體，借助日益普及的高速信息網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的全球聯(lián)網(wǎng)和信息資源共享，因此被廣泛應(yīng)用在咨詢服務(wù)、圖書(shū)、教育、通信、軍事、金融、醫(yī)療等諸多行業(yè)，并正潛移默化地改變著我們生活的面貌。

E、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作，使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。

當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享，被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。網(wǎng)絡(luò)也可以構(gòu)造地區(qū)性的網(wǎng)絡(luò)、企事業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，甚至家庭網(wǎng)絡(luò)和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的根本特征并不一定是它的規(guī)模，而是資源共享，消除資源孤島。

WebGIS是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于GIS開(kāi)發(fā)的產(chǎn)物。GIS通過(guò)WWW功能得以擴(kuò)展，真正成為一種大眾使用的工具。從WWW的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專(zhuān)題圖，以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析，從而使數(shù)字地圖服務(wù)千家萬(wàn)戶。

3 數(shù)字地圖制圖技術(shù)

A、數(shù)字地圖制圖技術(shù)的發(fā)展

初級(jí)階段：20世紀(jì)60年代；發(fā)展階段：20世紀(jì)60年代后期至80年代中期；飛躍階段：20世紀(jì)80年代中期至今。

B、數(shù)字地圖制圖軟件系統(tǒng)

數(shù)字地圖制圖系統(tǒng)，應(yīng)具有完整的地理信息輸入、處理、分析、制圖等功能，軟件是是系統(tǒng)的靈魂。數(shù)字地圖制圖軟件系統(tǒng)組成部分：地理資料輸入軟件；地理信息分析軟件；圖形輸出軟件。

［1］陳述彭，魯學(xué)軍，周成虎.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2000.

［2］龔健雅.地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

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