淺述現代數字化地圖的發(fā)展史及技術

楊覃

（安徽省測繪產品質量監(jiān)督檢驗站 安徽 合肥 230031）

1 數字地圖的發(fā)展歷史

20世紀50年代，隨著電子計算機技術的發(fā)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(tǒng)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(tǒng)，即加拿大地理信息系統(tǒng)（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(fā)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(tǒng)軟件如雨后春筍發(fā)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(guī)劃、人口規(guī)劃、統(tǒng)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(tǒng)及網絡的迅速發(fā)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(fā)展，數字地圖從服務政府、企業(yè)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(tǒng)一由一個軟件執(zhí)行，即數據庫管理系統(tǒng)（DBMS）。數據庫和數據庫管理系統(tǒng)合稱為數據庫系統(tǒng)。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(jié)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(yī)學、通信、刑偵及多種工業(yè)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(tǒng)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(lián)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(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、網絡技術

網絡技術是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術，它把互聯(lián)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(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。

當前的互聯(lián)網只限于信息共享，被認為是互聯(lián)網發(fā)展的第三階段。網絡也可以構造地區(qū)性的網絡、企事業(yè)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(guī)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(fā)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(jié)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(fā)展

初級階段：20世紀60年代；發(fā)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(tǒng)

數字地圖制圖系統(tǒng)，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(tǒng)的靈魂。數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。

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［3］祝國瑞.地圖學[M].武漢：武漢大學出版社，2004.

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