地圖、地圖制圖與地理信息系統(tǒng)

李健洪

[摘要]地理信息系統(tǒng)（ G I S ）是研究地球空間信息存儲、處理、分析、管理、分發(fā)及應(yīng)用的科學(xué)與技術(shù)，它能夠提供一種科學(xué)的手段來提高工作效率與工程質(zhì)量，以完善、豐富、強大的數(shù)據(jù)信息為科技人員和各級管理人員提供良好的決策基礎(chǔ)和決策環(huán)境，為社會廣大民眾提供各種咨詢和信息服務(wù)，促進社會經(jīng)濟與城市建設(shè)的迅猛發(fā)展。計算機科學(xué)與GIS在國內(nèi)外的快速發(fā)展，給地圖制圖行業(yè)帶來巨大沖擊的同時也帶來了巨大的發(fā)展空間?，F(xiàn)代GIS需要現(xiàn)代地圖制圖，同樣地圖制圖也需要既對地圖實際生產(chǎn)又對其理論提供新的技術(shù)基礎(chǔ)，以適應(yīng)信息時代的要求。

[關(guān)鍵詞]地圖 地圖制圖 地理信息系統(tǒng)

[中圖分類號] P28 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-173-1

1地圖的分析

地圖是空間信息及其時相變化的一種視覺或觸覺式的表達方式。用三個特性表達出來，即具有特殊的數(shù)學(xué)法則，使用地圖語言和實施制圖綜合[1]。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，空間數(shù)據(jù)和信息有了新來源，使我們有可能用多種方法來設(shè)計和創(chuàng)作地圖。 地圖的功能和作用，從目前來看，主要包括地圖的模擬功能、信息載負功能、傳輸功能、 認識功能。地圖是研究客觀實體的模型，亦是地學(xué)分析研究的手段。

2傳統(tǒng)地圖制圖與現(xiàn)代地圖制圖

地圖含義擴展的同時，地圖制圖也被賦予了新含義。地圖制圖的定義同樣是一個發(fā)展的概念。地圖制圖發(fā)展到今天，與傳統(tǒng)的地圖制圖已經(jīng)有了很大的差別?，F(xiàn)代地圖制圖對地圖工作者在計算機科學(xué)、信息處理、圖像處理、數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)乃至方法論等學(xué)科領(lǐng)域的理論和知識提出了更高的要求?，F(xiàn)代地圖制圖要求制圖人員是地圖編輯設(shè)計員，或許有時還是計算機操作員、地理工作人員，可以說，傳統(tǒng)的制圖學(xué)理論基礎(chǔ)在整體上大大地拓展了，它與其它學(xué)科的聯(lián)系越來越強[2]。

傳統(tǒng)的地圖制作工藝很復(fù)雜，要求制圖人員有深厚的理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗。計算機科學(xué)的迅猛發(fā)展，使地圖的制作工藝有了很大改進，制圖人員根據(jù)理論知識可以在屏幕上按需要創(chuàng)作多種形式的地圖。

3地理信息系統(tǒng)（GIS）的功能特點

G I S是基于計算機對地理信息進行存儲和處理的特定空間信息系統(tǒng)，由計算機硬軟件，空間數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)輸入、輸出、顯示、轉(zhuǎn)換和通訊設(shè)備等組成。早期的地理信息系統(tǒng)有地理信息的分析、獲取，地圖的輸出等少量的功能，針對領(lǐng)域主要是地理界和測量界。現(xiàn)階段，地理信息系統(tǒng)的功能和應(yīng)用領(lǐng)域幾乎是沒有限制的。在某種程度上，地理信息系統(tǒng)能處理所有的地理信息。 其功能模塊包括：空間分析 、空間查詢、桌面制圖系統(tǒng)等。按類型劃分地理信息系統(tǒng)，有土地利用規(guī)劃地理信息系統(tǒng)、公路設(shè)計地理信息系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、導(dǎo)游系統(tǒng)等等。

4地圖、地圖制圖與地理信息系統(tǒng)的關(guān)系

現(xiàn)代地圖制圖與GIS非常接近，但兩者并非完全是一碼事。

傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖曾經(jīng)在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。但傳統(tǒng)制圖方法不足以表示事物的發(fā)展變化，而計算機技術(shù)的快速發(fā)展使我們能動態(tài)地顯示事物的發(fā)展過程，故而動態(tài)地圖應(yīng)運而生。通過地理信息系統(tǒng)的空間查詢功能，可以獲取更詳細的信息，而如此大量的信息，根本不可能在紙質(zhì)地圖上表達出來。地理信息系統(tǒng)用來管理大量的地理數(shù)據(jù)和廣泛的數(shù)據(jù)源，同時為制圖學(xué)家提供了有效和強有力的數(shù)據(jù)存儲、 評價和分析的工具，制圖學(xué)家將視覺化和GIS的特點結(jié)合起來設(shè)計出了新穎的電子地圖集。電子地圖集的制作更簡單，可操作性更強，更新更快，信息載負量也更大。

盡管GIS給制圖業(yè)注入了新鮮血液，但GIS也離不開地圖，空間分析也好，最佳路徑也好，無一不需要地圖作為基礎(chǔ)。在地圖上進行一系列操作，最終的成果依然是在地圖上表現(xiàn)出來。曾看到一幅以影像為背景的地圖，圖面上用色彩鮮艷的顏色表示出鐵路、公路，勾勒出森林、灌木、水系、居民地的輪廓線，還有一些別的簡單的內(nèi)容。縱觀整幅圖，給人的印象是單調(diào)，缺乏表現(xiàn)力，傳輸?shù)男畔⒑苌?，因而從制圖的角度看這幅圖實乃敗筆。

一些GIS研制者常常把最終產(chǎn)品的圖形美觀性看得比圖形作為信息傳輸工具的價值更高。 美觀是地圖設(shè)計中的重要部分，但其他方面也十分重要。雖然地圖的載體種類不斷增多，但地圖的基本功能卻是沒有改變的，尤其是地圖作為一種信息傳輸工具應(yīng)有的功能。

商業(yè)化的地理信息系統(tǒng)的研制者中有很大一部分人對提供交互式處理設(shè)備來編制優(yōu)質(zhì)地圖以作為該系統(tǒng)的最終輸出產(chǎn)品的重要性缺乏認識。地理信息系統(tǒng)的研制者缺乏地圖制圖的基礎(chǔ)知識，生產(chǎn)地圖時帶有很強的主觀性。生產(chǎn)者不能預(yù)見最終用戶的所有需求，也不能更好地利用每一幅圖中所有可能獲取的信息，并且不善于用一種簡單的方法展現(xiàn)這些信息。也許有人認為個性化的地圖可以豐富地圖市場。地圖作為一種有一定規(guī)則的圖形語言出現(xiàn)在GIS中，只能說它的載體和表現(xiàn)形式發(fā)生了變化，但一些基本的規(guī)定和地圖的本質(zhì)并沒有改變。

在GIS系統(tǒng)中，用戶可以隨意地拉框放大、縮小，這樣就體現(xiàn)不出比例尺的意義。還有，也會找不到地圖投影的位置。傳統(tǒng)的地圖制圖常選擇合適的現(xiàn)成地圖為基礎(chǔ)底圖，然后再在底圖上放置相應(yīng)的內(nèi)容，這樣，使用底圖的用戶要判讀投影類型和變形分布情況。許多投影類型在生產(chǎn)上使用很少，因為量測困難。但在GIS中，地圖量算相對簡單，因而允許用戶采用更多類型的投影。作為地圖制圖人員應(yīng)該制作、使用專門的投影軟件，在計算機屏幕上制作出更多變形更小的地圖。

5結(jié)束語

地圖作為一種信息載體，不僅要求有足夠的信息量，也要求美觀。Windows系統(tǒng)為我們提供了豐富的顏色，我們可以在屏幕上隨心所欲地使用色彩，傳統(tǒng)手工制圖較難表現(xiàn)的漸變色可以在計算機上輕松表現(xiàn)。但GIS中的地圖不總是表現(xiàn)在屏幕上，許多時候要采用紙質(zhì)地圖的形式。屏幕上的顏色、繪圖儀繪出的顏色、紙質(zhì)地圖的顏色之間有較大的差別。如何協(xié)調(diào)三者的關(guān)系？ 所有這些挑戰(zhàn)都要求我們制圖人員有更廣的知識面，對地圖制圖基礎(chǔ)知識的要求也更高。GIS的發(fā)展對地圖制圖提出了更高、更新的要求，地圖制圖人員應(yīng)著力于不斷提高自身素質(zhì)，不斷發(fā)展地圖制圖的理論以適應(yīng)現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展和信息時代的挑戰(zhàn)。

參考文獻

[1]田德森.現(xiàn)代地圖學(xué)理論.北京：測繪出版社，1 991. 61.

[2]K . A r t i mo著. 現(xiàn)代地圖制圖的概念、定義及理論. 張燕燕譯. 見：第16屆國際地圖制圖學(xué)會議論文譯文選集.北京：測繪出版社，1 994.142.