空間分析在電子地圖中的應用

李作鑾

（浙江省瑞安市測繪地理信息研究院浙江瑞安325200）

空間分析在電子地圖中的應用

李作鑾

（浙江省瑞安市測繪地理信息研究院浙江瑞安325200）

電子地圖在我們生活中的應用越來越廣泛，而空間分析是電子地圖的核心功能之一，本文簡單說明空間分析方法在電子地圖中的應用，并舉例加以說明。

空間分析電子地圖

1　前言

地圖就是地球表面在平面上的縮影，更嚴格的定義是：按照一定的數學法則，采用地圖符號系統，將地球表面縮繪于平面上，以達到反映各種自然和社會現象的空間分布、組合、聯系、變化和發展的圖件。隨著計算機在現代生活中的普及和相關技術的發展，傳統的紙質地圖逐漸被電子地圖所取代，而且，隨著時代的發展，電子地圖在我們的現實生活中將發揮越來越大的作用。

2　電子地圖

2.1電子地圖的定義

電子地圖是傳統的紙質地圖在各種顯示設備上的顯示，它是以傳統紙質地圖為基礎，而且具有傳統紙質地圖所不具有的新特點。傳統紙質地圖以數字地圖的形式在計算機或其他電子設備上存儲，并以電子地圖的形式顯示出來。可以說，電子地圖是地圖數據在顯示設備上的可視化產品。

2.2電子地圖的特點

電子地圖作為對傳統地圖在現代社會的繼承和發展，其不可避免的揚棄了傳統地圖的一些特點，而且具有傳統地圖所不具有的但卻適應社會發展要求的一些新特點。（1）動態性。電子地圖的動態性表現在電子地圖能夠以時間維的形式真實反映客觀世界的動態變化。（2）交互性。傳統的紙質地圖其交互性是極其有限的。而電子地圖具有很強的交互性，人們可以通過查詢、分析電子地圖和利用電子地圖的輔助決策功能，實現真正的人與地圖的交互。（3）超媒體集成性。隨著網絡技術的發展，在地理信息領域，人們借助和引申超文本、超文件的概念，提出了超地圖的思想方法：認為地圖是一種方法作為一種媒體，可以通過結點鏈接各種媒體，如圖像、聲音、動畫、文件和連續播放。其中最主要的部分是結點和鏈接，通過鏈接，可以組織和各種信息，并可以有效的進行導航和檢索。這種思想方法正體現了電子地圖的超媒體集成性。

3　空間分析與電子地圖

空間分析是基于地理對象的位置和形態特征的空間數據分析技術，其目的在于提取和傳輸空間信息。空間數據分析技術就是對空間對象的空間屬性加以分析，其分析的主要內容有：空間位置、空間距離、空間形態、空間分布、空間方位、拓撲、相似和相關等。

隨著技術應用的進一步發展，人們對電子地圖要求不僅僅局限于可視化，同時也要求它具有一些空間分析功能。只有具有了空間分析功能，才能使我們更加充分的利用電子地圖，更好的發揮電子地圖的輔助決策功能。空間分析在電子地圖中的應用相當廣泛，如：空間位置的獲取、空間距離、坡度、梯度等的量算和面積、表面積的計算等。

3.1空間位置的獲取

空間位置的獲取是空間分析在電子地圖中應用的基礎，空間位置的獲取其實質是二維屏幕平面在三維地理空間的反解。獲取電子地圖中某一點的算法有很多，這里主要介紹碰撞檢測：首先在屏幕點擊處與視點（視點確定的算法：在屏幕平面與電子地圖平面中構造一種映射關系，對于屏幕上的某一像素點，滿足映射關系的多個電子地圖點構成一個集合P：P={P1，P2，P3….Pk,(k≥2)},若Pi∈P，且Pi滿足||Pi-E||=min:E為P中各點的中心坐標）構造一條線段；其次用這條線段與電子地圖進行碰撞求得屏幕點擊處的空間位置。

3.2空間距離的量算和面積的計算

空間距離反映的是空間物體在幾何上的接近程度。在電子地圖上量算距離，首先要在屏幕上標識要量算的線要素，然后提取該要素的幾何數據，經計算機計算后并將其轉換為實地距離。面積是面狀物體最基本的形態參數，在電子地圖上計算面積，首先要在屏幕上標識出要量算的面要素，然后提取`該面要素的輪廓坐標數據，經計算機計算（對于矢量電子地圖，用數學的方法計算面積；對于柵格電子地圖，統計面要素輪廓內包含的柵格數目）后并將其轉換為實地面積。

3.3路徑問題和可視域分析

路徑問題是判斷電子地圖上的兩點間是否存在路徑，并計算兩點間的最短路徑。從廣義上講，電子地圖上的任意兩點間都應該存在多條路徑，我們的主要目的是求得最短路徑。在給定最短時間或最短路程的約束條件下，利用計算機圖形學中的四連通或八連通方法，可以求得在電子地圖上的滿足約束條件的最短路徑。

可視域分析是判斷視點與所要研究區域的通視情況。最簡單的方法是將視點與研究區域內的各個柵格角點相連，形成一個視線簇，遍歷視線簇中每條視線，計算每一視線與相關柵格點的交點，判斷這些交點是否在這條視線上遮擋待求的柵格角點，若有一個交點遮擋，則整條視線不可視。

4　空間分析在GPS電子地圖中的應用

GPS電子地圖是將GPS接收到的衛星信息經過計算機處理后，把GPS接收器所在位置定位在地理底圖上，并顯示在屏幕上。GPS電子地圖是導航，計算機圖形學、數據庫、地理信息系統等技術的綜合運用。GPS電子地圖的應用相當廣泛，它既可以安裝在移動目標上（如導航系統），也可用于目標跟蹤。

空間分析在GPS電子地圖中的應用比較廣泛。對于GPS安裝在移動目標上的情況，如：車輛導航系統，我們可以通過空間分析技術判斷最佳行進路線、路線的實時導航、信息查詢。對于目標跟蹤的情況，我們可以通過路徑回放來判斷目標的情況來決策下一步的跟蹤。由此可見，空間分析在GPS電子地圖中的應用相當廣泛。

5　結束語

隨著計算機及相關技術的發展，人們對電子地圖的需求將會越來越大。而且電子地圖的應用前景十分廣泛，它將在測繪、城市仿真領域、土地規劃和利用、旅游和交通等各個方面得到廣泛的應用。而這些應用都離不開空間分析技術，正是基于空間分析，電子地圖才有如此廣泛的應用。

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P217[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-198-1