簡介
電子地圖集是通過類似於GIS的技術發展起來的。今天,電子地圖集一般通過CD-ROM進行發布。下表所列的一些電子地圖集示例產品起著和印刷地圖集一樣的作用。從生產成本的角度看,電子地圖集的第一個(主要的)版本要比印刷地圖集的第一個(主要的)版本花費多。然而,當有大量市場需求時,生產每個附加電子地圖集的邊緣成本就變得幾乎可以忽略了。電子地圖集比印刷地圖集有更多優勢,比如表達緊湊和輕便,從而使配備了CD-ROM驅動器的膝上型電腦也可以訪問地圖信息資源。電子地圖集也許還包括自動“查找”信息的功能,而在印刷地圖集中,用戶要進行信息查找,先要通過信息索引,找到所查信息的表達形式後,才能在地圖上找到相關的信息。電子地圖集可以便捷地為用戶找到地圖要素並將這些要素在地圖的適當位置顯示給用戶,例如在下面所介紹的數字街道地圖集中,用戶輸入一個地址,然後電子地圖集將被放大到那個地址的合適位置。印刷地圖集通常會包括一些專題信息和圖表,電子地圖集允許用戶在更多的主題中進行選擇,可以改變這些主題的顯示方式。
電子地圖(集)的基本特徵
(1)能夠全面繼承並發展了地圖科學中對地學信息進行多層次智慧型綜合加工、提煉的優點;
(2)很強的空間信息可視化性能,系統而嚴密的教學基礎,科學而系統的符號系統,強有力的可視化界面,支持地圖的動態顯示.並可採用閃爍、變色等手段增強讀圖手段和提高效果;
(3)支持空間信息的多種查詢、檢索和閱讀;
(4)支持基本的統計、計算和分析;
(5)大多數電子地圖支持“所見即所得”的編輯和輸出硬拷貝,支持電子出版;
(6)大多數電子地圖支持多媒體信息技術。
總之,電子地圖(集)極大地保留了傳統地圖的優點,大大地擴展了傳統地圖的作用範圍,並包含了GIS的主要功能,其中較完善的空間信息可視化功能和地圖量算功能是一般GIS所欠缺的。
可以說,電子地圖(集)是一種新型的、內容廣泛的GIS產品,而電子地圖(集)系統則是一些內容廣泛、功能各異的新型GIS系統。
電子地圖(集)的設計目標
電子地圖(集)可適應廣泛的用戶階層,因而應根據用戶的要求,發展相應的電子地圖(集)。用戶一般可分為三類:一般用戶。行政及科研單位,其他專業用戶,它們的要求各不相同,具有相當大的差異,可以說具有三個層次。
一般用戶
這類用戶一般只需要閱讀、瀏覽和簡單查詢地圖,其要求一般只限於常規地圖的範疇,例如中小學生用電子地圖(集)作為課本的補充來學習地理、歷史、經濟、環境、人文等,針對這類用戶的電子地圖(集)應具以下功能:
(1)一般是普通地圖的內容;
(2)能夠方便地翻閱、瀏覽地圖內容,因而要求圖形符號清晰,圖面能夠迅速翻頁、漫遊、縮放功能;
(3)必要的檢索功能:用戶能夠查詢地圖上主要要素的數據和說明;
(4)定位檢索和開窗放大:即通過定位選擇某一區域,可以快速彈出該區域放大圖或更大比例尺圖,滿足人們對感興趣地區的進一步瀏覽;
(5)一般的量測:角度、面積、長度等指標能夠很方便地量測。
(6)多媒體信息瀏覽功能。
行政及科研部門
一般把電子地圖(集)作為組織、管理和顯示信息,提供輔助決策的工具。因而這類用戶除上述用戶要求外,還需提供常用的分析模型,能適時對定位於地圖(集)上的要素進行分析,在地圖的內容上除具有基本的全要素均衡的普通地圖外,能夠方便地加入一些專業地圖種類的內容,因而在上述功能基礎上還需增加以下功能:
(1)比較功能,能同時展現多圖、多表、多種數據,進行在時空序列上的比較;
(2)製作綜合性地圖,利用原來的基礎底圖生成新的評價圖、規劃圖;
(3)動態模擬,提供專業性的動態變化圖,展現現象的發展與變化;
(4)提供常用的分析模型,如動態序列地圖模型、統計分析、定位分析、網路分析,一些專業預測模型、規劃模型;
(5)必要的數據傳輸及通訊支持,為了真正發揮作用.數據的現時性十分重要,內容廣泛而又現時性強的數據只有專業部門才能收集、更新和提供。因此這一功能對於綜合部門至關重要。
其他專業用戶
其他專業用戶一般包括軍事、測繪、城市管理專業,水、氣、電各專業工作部門,它們的專業要求更為具體、專業性強,要求非常廣泛,除上述功能外,還需要一些專業特定功能及分析:
(1)數據提取功能;
(2)專題圖設計製作功能,具有專門的符號庫、色彩庫,建立數學基礎,符號化、設色、調色、圖文編輯;
(3)專業分析功能:比如各種管道的爆管處理及分析、三維分析、顯示功能、行軍分析、圍殲分析等。
(4)彩色電子出版功能。
上述三類用戶對電子地圖(集)的要求實際上是對電子地圖(集)的三個不同層次的需要,是系統設計電子地圖(集)的主要依據和評判標準。
電子地圖(集)系統的結構和開發技術
電子地圖是規格不一、內容廣泛的GIS產品,電子地圖系統相應地也就性能不一,結構相差甚大.為形象說明其結構和開發技術,這裡結合“萬像”電子地圖集系統為例,進行闡述。
電子地圖集系統的結構
電子地圖集是一種新型的GIS產品,因此它一出現就採用廠先進的科學概念和技術方法.其中最重要的就是模擬信息產品的優勢利用和矢、柵結合的技術平台。
地圖是一種優秀的模擬信息產品.它的可視性強,一覽性好,通俗易懂好用,是一般數據產品趕不上的,也具有傳統的習慣上的優勢,電子地圖採用了矢、柵一體的技術,儘量發揮地圖的傳統優勢。
電子地圖集系統由電子地圖集資料庫、專業資料庫、系統軟體、系統硬體和用戶組成,用戶是系統的操作員和系統數據流的嚮導,結構如下圖所示:
萬像電子地圖集資料庫層次結構
萬像電子地圖集系統若干開發技術
萬像電子地圖集系統是武漢大學在國家有關部門支持下開發的一個電子地圖集系統。它具有一般電子地圖系統的特點,也有自己特色的結構和開發技術。
1.如下圖,其電子地圖資料庫是一個嚴密的、統一的、多尺度的空間定位框架,在理論上,把系統空間上升作為GIS的重要對象,而不再是一種虛幻的、絕對的尺度空間。
2.專業資料庫是類同於一般GIS的矢量結構的空間資料庫,與整個電子地圖集資料庫空間上嚴密、準確地一體化疊加,實際上其空間是由電子地圖資料庫統一定義的:
(1)矢柵一體在螢幕上共存、互補,圖中嵌像,像中嵌圖;
(2)迅速互相轉換;
(3)模擬數據產品和數字產品渾然一體;
(4)矢量數據具有集成質量、數量、時間、空間和多媒體的全面特徵。
3.電子地圖集資料庫在每個尺度空間上,採用無縫無疊技術系統,使每一個尺度上,不管有多少圖幅,均可連續漫遊,也即均是一個完整而連續的平面,使GIS的數據輸入管理、使用和輸出均十分簡單,出現了新的概念,根除了“拼圖”、“接邊”的需要。
4.矢、柵結合的空間分析技術
理論分析表明:柵格數據本身已內蘊了全面的空間關係數據,與矢量形式的目標管理優點相結合,空間分析具有全面、規範、嚴密、高效的優點。很明顯,在此種結構下,“位”、“鄰”、“近”、“勢”四種空間概念得到全面的體現,相應的空間分析的難點,如動態最優路徑分析,高效、優質DEM生成技術,大區域多邊形多重疊置等問題迎刃而解。
5.採用在上層小比例尺層次上“開窗”及下層大比例尺圖上同位“開窗”加漫遊技術,全面代替了在同一層次上開窗的技術方法。