論地理信息系統(tǒng)中的制圖綜合研究

地理信息系統(tǒng)的英文全稱為Geographic Information System，簡稱GIS，是一個(gè)用于分析地理空間信息的系統(tǒng)。它首先采集地球表層和內(nèi)部空間的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算、分析、顯示和存儲(chǔ)，其中相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括圖像數(shù)據(jù)、空間信息數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)等，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力分析和解決特定地理區(qū)域中的現(xiàn)象和問題。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，其對制圖綜合的要求越來越高，制圖綜合成為評價(jià)地理信息系統(tǒng)性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。接下來本文將從地理信息系統(tǒng)中制圖綜合的影響因素，基本過程及未來的發(fā)展方向等方面進(jìn)行詳細(xì)探討。

1.地理信息系統(tǒng)中制圖綜合的影響因素

1.1地圖的比例

地圖比例尺的大小嚴(yán)重影響著制圖綜合質(zhì)量的好壞。在一幅相同大小的地圖內(nèi)，當(dāng)比例尺較小時(shí)，同一塊區(qū)域的面積會(huì)減小，同時(shí)這塊區(qū)域內(nèi)能夠標(biāo)記的物體數(shù)量和地圖符號也會(huì)減少。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，比例尺逐漸被淘汰，取而代之的是數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫保存矢量化的地圖數(shù)據(jù)，然而受到計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量的限制，數(shù)據(jù)庫的容量不可能非常大，因此實(shí)際中不得不考慮地圖的比例問題。

1.2地圖的顯示效果

好的顯示效果除了能夠讓用戶清晰明白的看懂地圖外，還應(yīng)該滿足制圖規(guī)范的規(guī)定，保證地圖內(nèi)的物體之間的位置關(guān)系準(zhǔn)確、合理，地圖符號簡單易懂。當(dāng)將一個(gè)三維的立體事物反映在地圖的平面上時(shí)，就需要考慮圖層的設(shè)置問題，只有圖層設(shè)置好了，圖中才能反映出物體之間的正確位置關(guān)系，比如：行人位于高樓之下、船舶位于橋梁之下等，如果沒有設(shè)置好圖層關(guān)系，就會(huì)出現(xiàn)不正確的情況，導(dǎo)致物體之間的位置關(guān)系顛倒，因此在地圖中出現(xiàn)物體互相覆蓋的情況時(shí)，圖層的設(shè)置問題是非常重要的。

1.3地域的特征

地域的特征是指該地域的地理特征，地球上不同區(qū)域具有不同的地理特征，比如：高原、平原、盆地、丘陵等，同時(shí)地球上不同區(qū)域還具有不同的文化、經(jīng)濟(jì)水平，因此，地理信息系統(tǒng)中的制圖綜合要選擇最能反映該區(qū)域的特征的要素，拋棄那些不能反映該區(qū)域的特征的要素。在選擇反映該區(qū)域的特征的要素時(shí)，要制定出合理的標(biāo)準(zhǔn)，使地圖反映出的地理特征簡單易懂。比如：在人口稀少的區(qū)域，比較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是人口比較集中的地方，就應(yīng)該選取該特征作為該區(qū)域突出的地理特征，而在人口密度比較大的地方，小鄉(xiāng)鎮(zhèn)是不重要的，應(yīng)該拋棄。

2.地理信息系統(tǒng)中制圖綜合的基本過程

一般情況下，地理信息系統(tǒng)中制圖綜合的基本過程大致包含四個(gè)步驟：對區(qū)域的地理特征進(jìn)行分類、對采集的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡、對突出的地理特征進(jìn)行強(qiáng)調(diào)、對區(qū)域的地理特征進(jìn)行符號標(biāo)記。

2.1對區(qū)域的地理特征進(jìn)行分類

地理信息系統(tǒng)采集到地理信息數(shù)據(jù)后需要對其進(jìn)行分類，分類既包含合并也包含拆分。比如：把集中在地面凹陷區(qū)域的水流合并為河流，但又把河流分為季節(jié)性河段和常流河段，前者是合并的過程，后者是拆分的過程。通常分類依靠兩種依據(jù)，一種是根據(jù)地物的外形特征進(jìn)行分類，比如：山川、高速公路、森林等，一種是根據(jù)地物的數(shù)量特征進(jìn)行分類，比如：河流、湖泊、海洋等。

2.2對采集的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡

通常地理信息系統(tǒng)采集到的地理信息數(shù)據(jù)含有大量的冗余數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行精化，刪除重復(fù)以及不重要的數(shù)據(jù)。根據(jù)比例尺的不同，需要對地理信息的內(nèi)容進(jìn)行取舍，選擇那些能夠反映出該區(qū)域突出的地理特征的地理信息，拋棄那些與該區(qū)域的地理特征無關(guān)的某些內(nèi)容，特別是當(dāng)比例尺比較小的時(shí)候，需要?jiǎng)h除大量的細(xì)節(jié)，只選取區(qū)域的全局特征，從而使地圖清晰明了。

對地理信息的內(nèi)容進(jìn)行取舍主要表現(xiàn)在于：選取主要的類別以及主要的類別中的重要地物、舍棄次要的類別以及選取的類別中的次要地物。這里需要注意的是，主要和次要隨著地域和比例尺的不同而不斷變化，是一個(gè)相對的概念。地理特征的選取一般應(yīng)該遵循以下原則：

第一是從大范圍到小范圍，先從大范圍入手，再從小范圍入手；第二是從大數(shù)量到小數(shù)量，例如高度、面積、長度等等；第三是從主要到次要，這需要根據(jù)地域和比例尺的不同而調(diào)整。

2.3對突出的地理特征進(jìn)行強(qiáng)調(diào)

在地理信息系統(tǒng)制圖綜合的整個(gè)過程中，必須對采集到的地理信息特征進(jìn)行主次分類，突出最能反映該區(qū)域的特征的要素，地理信息系統(tǒng)制圖綜合不是對原始地域的重繪，而是制作出與原始地域相匹配的新地圖，使用戶能夠從地圖上獲得該區(qū)域的重要信息。

2.4對區(qū)域的地理特征進(jìn)行符號標(biāo)記

在對地理信息特征進(jìn)行以上步驟之后，需要選擇簡單易懂的符號對其進(jìn)行標(biāo)記，選擇的符號必須與地理信息特征相匹配。地圖的所有信息都是通過符號體現(xiàn)出來的，地圖符號能夠反映出地物的位置、特征等重要的信息，制圖綜合的過程就是對地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行符號化的過程。通常地圖符號分為三大類：點(diǎn)狀符號、線狀符號還有面狀符號。

3.結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算性能和存儲(chǔ)容量的不斷提高，地圖制圖技術(shù)得到飛速的發(fā)展，逐步從研究型階段轉(zhuǎn)向應(yīng)用型階段，為政府部門、商業(yè)公司和軍事部門提供服務(wù)。如今，地圖制圖技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，不論硬件產(chǎn)品還是軟件產(chǎn)品都已很成熟。其中軟件產(chǎn)品分化為兩大類：一類是專用的繪圖系統(tǒng)，針對不同領(lǐng)域的繪圖需求來開發(fā)和優(yōu)化不同的繪圖功能，并且在某些領(lǐng)域采用了智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了圖形繪制的智能化；另一類是地理制圖系統(tǒng)，地理制圖系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，利用地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，使制圖系統(tǒng)更加智能化，制作出圖像更加清晰準(zhǔn)確。

目前地理信息系統(tǒng)中的制圖綜合仍然存在著很多難題，例如：受計(jì)算機(jī)性能的限制，圖形的顯示速度還有待提高，特別是在軍事領(lǐng)域需要實(shí)時(shí)顯示的場合，另外，地圖圖像的分辨率以及高分辨率圖像的存儲(chǔ)都需要大容量的存儲(chǔ)空間，如何對其進(jìn)行壓縮也有待解決。