淺述現代數字化地圖的發展史及技術

楊覃

（安徽省測繪產品質量監督檢驗站 安徽 合肥 230031）

1 數字地圖的發展歷史

20世紀50年代，隨著電子計算機技術的發展，數字地圖應運而生，人們可以方便的利用計算機來計算、處理、分析這些數據。這些存放在計算機中的地圖數據就是數字地圖，他們是用來建立各類專題地理信息系統和制作各類專題地圖的數字框架與基礎。

數字地圖最早用于土地與地籍信息的管理，1956年奧地利的測繪部門建立了地籍數據庫；20世紀60年代末，加拿大測繪部門建立了世界上第一個地理信息系統，即加拿大地理信息系統（CGIS）。數字地圖的大量應用是在70年代后期，由于計算機普及與推廣，以及計算機技術的迅猛發展（大容量存儲、高質量的圖形圖像顯示），各類地圖制圖軟件及地理信息系統軟件如雨后春筍發展并得到廣泛應用和重視。80年代是GIS的普及與推廣應用階段，數字地圖被廣泛應用于國土利用、城市規劃、人口規劃、統計與布置等方面。進入90年代及21世紀，隨著計算機的微型化，WINDOWS操作系統及網絡的迅速發展，數字地圖已應用于國民生產的各個部門，已成為政府決策不可或缺的工具與手段，特別是WEBGIS的發展，數字地圖從服務政府、企業轉向為普通老百姓服務，已成為公眾生活的一部分。

2 數字地圖的技術基礎

A、計算機圖形學(Computer Graphics)

計算機圖形學的主要研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關原理與算法。圖形通常由點、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。從處理技術上來看，圖形主要分為兩類，一類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，另一類是明暗圖，也就是通常所說的真實感圖形。

B、數據庫技術

數據庫是依照某種數據模型組織并存放的數據集合。數據庫的特點是數據量大、需長期保存及反復使用、多用戶共用。對數據庫中數據的各種操作統一由一個軟件執行，即數據庫管理系統（DBMS）。數據庫和數據庫管理系統合稱為數據庫系統。在地圖學中的應用表現為對空間和非空間數據的管理。使用數據庫可以帶來許多好處：如減少了數據的冗余度，從而大大地節省了數據的存儲空間；實現數據資源的充分共享等等。

C、數字圖像處理

數字圖像處理（digital image processing）是利用計算機對圖像進行各種處理的技術和方法。主要用于圖像變換、量測、模式識別、模擬以及圖像產生。廣泛應用在遙感、宇宙觀測、影像醫學、通信、刑偵及多種工業領域。

遙感影像數字圖像處理的內容主要有：1）圖像恢復。即校正在成像、記錄、傳輸或回放過程中引入的數據錯誤、噪聲與畸變。包括輻射校正、幾何校正等；2）數據壓縮。以改進傳輸、存儲和處理數據效率；3）影像增強。突出數據的某些特征，以提高影像目視質量。包括彩色增強、反差增強、邊緣增強、密度分割、比值運算、去模糊等；4）信息提取。從經過增強處理的影像中提取有用的遙感信息。包括采用各種統計分析、集群分析、頻譜分析等自動識別與分類。

D、多媒體技術

多媒體技術融計算機、聲音、文本、圖像、動畫、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，可實現計算機的全球聯網和信息資源共享，因此被廣泛應用在咨詢服務、圖書、教育、通信、軍事、金融、醫療等諸多行業，并正潛移默化地改變著我們生活的面貌。

E、網絡技術

網絡技術是從1990年代中期發展起來的新技術，它把互聯網上分散的資源融為有機整體，實現資源的全面共享和有機協作，使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。

當前的互聯網只限于信息共享，被認為是互聯網發展的第三階段。網絡也可以構造地區性的網絡、企事業內部網絡、局域網網絡，甚至家庭網絡和個人網絡。網絡的根本特征并不一定是它的規模，而是資源共享，消除資源孤島。

WebGIS是網絡技術應用于GIS開發的產物。GIS通過WWW功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具。從WWW的任意一個節點，Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據、制作專題圖，以及進行各種空間檢索和空間分析，從而使數字地圖服務千家萬戶。

3 數字地圖制圖技術

A、數字地圖制圖技術的發展

初級階段：20世紀60年代；發展階段：20世紀60年代后期至80年代中期；飛躍階段：20世紀80年代中期至今。

B、數字地圖制圖軟件系統

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

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