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)，然后通過計算機進行計算、分析、顯示和存儲，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，利用計算機強大的運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，制圖綜合成為評價地理信息系統(tǒng)性能優(yōu)劣的一個重要指標(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)展方向等方面進行詳細探討。

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，同一塊區(qū)域的面積會減小，同時這塊區(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)，然而受到計算機內(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)將一個三維的立體事物反映在地圖的平面上時，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，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，同時地球上不同區(qū)域還具有不同的文化、經(jīng)濟水平，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，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步驟：對區(qū)域的地理特征進行分類、對采集的地理信息數(shù)據(jù)進行精簡、對突出的地理特征進行強調(diào)、對區(qū)域的地理特征進行符號標(biāo)記。

2.1對區(qū)域的地理特征進行分類

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)比例尺比較小的時候，需要刪除大量的細節(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行強調(diào)

在地理信息系統(tǒng)制圖綜合的整個過程中，必須對采集到的地理信息特征進行主次分類，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)域的地理特征進行符號標(biāo)記

在對地理信息特征進行以上步驟之后，需要選擇簡單易懂的符號對其進行標(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)進行符號化的過程。通常地圖符號分為三大類：點狀符號、線狀符號還有面狀符號。

3.結(jié)束語

隨著計算機計算性能和存儲容量的不斷提高，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)的一個子系統(tǒng)，利用地理信息系統(tǒng)強大的數(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：受計算機性能的限制，圖形的顯示速度還有待提高，特別是在軍事領(lǐng)域需要實時顯示的場合，另外，地圖圖像的分辨率以及高分辨率圖像的存儲都需要大容量的存儲空間，如何對其進行壓縮也有待解決。