電子地圖的功能

電子地圖分析與導(dǎo)航電子地圖的功能《電子地圖分析與導(dǎo)航》課程組目錄CONTENTS表達(dá)功能分析功能0102服務(wù)功能03表達(dá)功能01電子地圖作為一種由數(shù)字地圖和計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)結(jié)合發(fā)展而來(lái)的地圖產(chǎn)品形式，在功能上既繼承了模擬地圖的優(yōu)勢(shì)，又繼承了數(shù)字地圖的特點(diǎn)。從其應(yīng)用的角度出發(fā)，電子地圖具有表達(dá)、分析和服務(wù)3個(gè)方面的主要功能。01表達(dá)功能可視化是電子地圖的核心。電子地圖通過(guò)可視化處理來(lái)直觀(guān)、有效地反映地理的空間信息，以供用戶(hù)快速、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)、了解地理環(huán)境和地理現(xiàn)象的空間位置、形態(tài)、分布、相互聯(lián)系及發(fā)展變化的相關(guān)信息。“千言萬(wàn)語(yǔ)不如一張圖”就是指地圖，這也是電子地圖表達(dá)作用的最好說(shuō)明。傳統(tǒng)的模擬地圖主要表現(xiàn)二維平面的地圖，電子地圖利用屏幕表達(dá)的優(yōu)勢(shì)，可以在二維平面或三維立體地圖上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的和無(wú)級(jí)縮放的功能，從而更加豐富、詳細(xì)、直觀(guān)地表達(dá)自然的或者人文的地理環(huán)境信息。01表達(dá)功能三維地圖及其無(wú)級(jí)縮放01表達(dá)功能電子地圖的表達(dá)功能具有以下特點(diǎn)：(1)集基礎(chǔ)底圖和專(zhuān)題地圖的表達(dá)于一體?；A(chǔ)（地理）底圖主要反映電子地圖的地理背景信息，層次多，數(shù)據(jù)量大，范圍廣，是電子地圖中體現(xiàn)地圖特色的主體內(nèi)容。其表達(dá)強(qiáng)調(diào)顯示速度、效率和色彩協(xié)調(diào)性，同時(shí)遵循地圖制圖的一些基本規(guī)范，如河流、湖泊的用色，橋梁的形狀，鐵路符號(hào)的運(yùn)用等。專(zhuān)題地圖是電子地圖的主題信息，包括專(zhuān)題的點(diǎn)、線(xiàn)、面、體等目標(biāo)，是用戶(hù)查詢(xún)、分析的選擇對(duì)象。因此，專(zhuān)題目標(biāo)的表達(dá)應(yīng)做到與基礎(chǔ)底圖既相互協(xié)調(diào)又生動(dòng)、突出，能很好地引起用戶(hù)的注意。01表達(dá)功能電子地圖的表達(dá)功能具有以下特點(diǎn)：(2)實(shí)現(xiàn)地圖的無(wú)級(jí)縮放和漫游。在屏幕上顯示的電子地圖不是靜止不動(dòng)的，而是通過(guò)用戶(hù)的操作可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)地圖的局部放大、縮小和漫游，在顯示區(qū)域內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)窗、剪裁、重繪，產(chǎn)生新的可視地圖。在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)電子地圖的交互操作也成為電子地圖表達(dá)不可分割的一部分01表達(dá)功能電子地圖的表達(dá)功能具有以下特點(diǎn)：(3)實(shí)現(xiàn)地圖的分區(qū)、分層和分級(jí)顯示。電子地圖的應(yīng)用需要表達(dá)迅速、內(nèi)容清晰、容易閱讀。當(dāng)電子地圖擁有大數(shù)據(jù)量地圖數(shù)據(jù)時(shí)，要保證這一點(diǎn)，就要采用分區(qū)、分層和分級(jí)策略。分區(qū)是將制圖區(qū)域劃分為若干區(qū)間，根據(jù)地圖顯示的范圍確定需要表達(dá)的對(duì)應(yīng)區(qū)間，只顯示這些區(qū)間中的地圖目標(biāo)，避免了非顯示范圍的地圖目標(biāo)也參與屏幕輸出，降低顯示效率。分區(qū)方法對(duì)多圖幅拼接的電子地圖一樣有效。分層顯示同樣有利于提高電子地圖的表達(dá)效率，它主要按地圖目標(biāo)的內(nèi)容劃分不同的圖層，如道路圖層、河流圖層等，可以顯示指定的一個(gè)圖層，也可以顯示幾個(gè)疊加的圖層。01表達(dá)功能電子地圖的表達(dá)功能具有以下特點(diǎn)：(4)實(shí)現(xiàn)基于多媒體的表達(dá)。多媒體所包含的文本、圖片、視頻、聲音、動(dòng)畫(huà)等構(gòu)成了對(duì)地圖目標(biāo)更直觀(guān)、更進(jìn)一步的信息說(shuō)明，因此，多媒體數(shù)據(jù)的顯示或者播放都是多媒體表達(dá)功能的一個(gè)組成部分。針對(duì)不同的媒體采用不同的表達(dá)方式，并合理、協(xié)調(diào)地將它們組織起來(lái)，是更好地發(fā)揮多媒體技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高電子地圖表達(dá)效果的關(guān)鍵。如一個(gè)地圖目標(biāo)的文字或者圖片顯示時(shí)，關(guān)于這個(gè)目標(biāo)的音頻文件同時(shí)配合播放，形成一個(gè)相互呼應(yīng)、關(guān)聯(lián)的整體。01表達(dá)功能分析功能02分析功能是電子地圖在應(yīng)用上有別于傳統(tǒng)地圖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的模擬地圖中，地圖分析是通過(guò)用圖者觀(guān)看地圖，借助于一些常規(guī)的地圖分析手段，利用自己的地圖知識(shí)和專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思維、判斷，得到研究結(jié)果的過(guò)程。這里所說(shuō)的常規(guī)地圖分析手段主要是指目視和地圖量算的方法，在這個(gè)過(guò)程中分析任務(wù)一般是通過(guò)用圖者自己的思考來(lái)完成的。02分析功能和傳統(tǒng)地圖一樣，電子地圖也可以將屏幕上顯示的地圖直接提供給用圖者進(jìn)行人工分析。但是，電子地圖的分析方法不僅僅如此，由于有數(shù)字地圖和計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)的支持，電子地圖還可以提供進(jìn)一步的地圖自動(dòng)分析功能。因此，電子地圖的分析功能就是指在電子地圖軟件中利用已有的電子地圖數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)地圖目標(biāo)的空間、屬性以及目標(biāo)之間關(guān)系的研究，探索和揭示地理現(xiàn)象的分布、聯(lián)系和演化規(guī)律的自動(dòng)處理與運(yùn)算的能力，它是提升電子地圖應(yīng)用價(jià)值的重要因素。02分析功能電子地圖的分析功能主要解決以下幾方面的問(wèn)題。(1)地圖目標(biāo)的查詢(xún)。地圖目標(biāo)查詢(xún)是電子地圖分析中最基礎(chǔ)，也是應(yīng)用最普遍的功能，它主要包括由地圖目標(biāo)的空間位置獲取目標(biāo)的屬性信息、由屬性條件獲取目標(biāo)空間位置的雙向查詢(xún)功能以及由一系列組合條件進(jìn)行的復(fù)合查詢(xún)功能等。這里查詢(xún)的過(guò)程并非僅僅是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，而可能是采用更為復(fù)雜的圖形、圖像運(yùn)算得到的，如查詢(xún)與某一地圖目標(biāo)具有一種或幾種聯(lián)系的其他目標(biāo)。02分析功能電子地圖的分析功能主要解決以下幾方面的問(wèn)題。(2)地圖量算與形態(tài)、距離分析。地圖量算是以電子地圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)地圖目標(biāo)進(jìn)行量測(cè)和計(jì)算并得到各要素?cái)?shù)量特征的方法。其中的數(shù)量特征主要是指與目標(biāo)及目標(biāo)群的空間形態(tài)、分布、距離等有關(guān)的特征參量，如坐標(biāo)位置、長(zhǎng)度、距離、面積、體積、高度、坡度、坡向、密度、梯度、彎曲程度、分?jǐn)?shù)維等。這些數(shù)量特征指標(biāo)有助于電子地圖軟件自動(dòng)分析地圖目標(biāo)的形態(tài)分布特征和距離遠(yuǎn)近關(guān)系。02分析功能電子地圖的分析功能主要解決以下幾方面的問(wèn)題。(4)空間結(jié)構(gòu)、關(guān)系的分析與建立?？臻g結(jié)構(gòu)反映了地理現(xiàn)象的空間分布格局或趨勢(shì)，如水系的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)、道路的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或者放射狀結(jié)構(gòu)等，與空間關(guān)系一樣都是建立地理實(shí)體之間有機(jī)聯(lián)系的重要特征信息?？臻g結(jié)構(gòu)和關(guān)系的分析與建立都屬于智能化程度更高的地圖分析過(guò)程。由于兩種信息通常都隱含在電子地圖數(shù)據(jù)中，需要應(yīng)用圖形圖像學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能等方面的知識(shí)和技術(shù)方法，綜合分析電子地圖數(shù)據(jù)，從中產(chǎn)生和提取正確的空間結(jié)構(gòu)與關(guān)系信息。02分析功能電子地圖的分析功能主要解決以下幾方面的問(wèn)題。(5)基于空間信息的智能規(guī)劃與決策。規(guī)劃與決策是地圖，也是電子地圖分析和應(yīng)用的最終目標(biāo)。其過(guò)程主要是系統(tǒng)首先根據(jù)規(guī)劃和決策任務(wù)的需要，明確任務(wù)的目的和現(xiàn)有數(shù)據(jù)條件，然后利用前面的幾種電子地圖分析方法，結(jié)合專(zhuān)業(yè)的規(guī)劃與決策知識(shí)和知識(shí)庫(kù)的支持，經(jīng)過(guò)自動(dòng)運(yùn)算、分析和推論，最后確定正確的解決方案。這是一個(gè)復(fù)雜、綜合的分析過(guò)程，通常需要涉及眾多的相關(guān)研究領(lǐng)域，成為電子地圖在不同的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展的重要途徑。02分析功能當(dāng)然，目前電子地圖的分析功能由于受到計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境的限制，分析的理論與方法還有待進(jìn)一步完善，還無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)高度智能化的電子地圖分析應(yīng)用，在大多數(shù)復(fù)雜情況下仍然需要依賴(lài)人工分析過(guò)程。但是隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、人工智能和專(zhuān)家系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，電子地圖的分析功能正在逐漸由傳統(tǒng)的單一目標(biāo)、單一要素、單一圖層向多目標(biāo)、多要素、多圖層轉(zhuǎn)化，由目標(biāo)的形態(tài)分析向目標(biāo)群的結(jié)構(gòu)關(guān)系分析轉(zhuǎn)化，由二維平面分析向三維立體分析轉(zhuǎn)化。電子地圖分析功能的進(jìn)一步發(fā)展將極大地提高電子地圖應(yīng)用的智能化程度，從而更好地為地理領(lǐng)域的科學(xué)規(guī)劃與決策服務(wù)。02分析功能服務(wù)功能03電子地圖主要提供用戶(hù)與地理空間信息有關(guān)的服務(wù)，具有非常鮮明的大眾化特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的地圖服務(wù)框架中，地圖一旦提供給用戶(hù)，服務(wù)就宣告結(jié)束，后面即進(jìn)入由用戶(hù)自行開(kāi)展的地圖應(yīng)用階段。不僅科學(xué)研究、決策規(guī)劃的應(yīng)用是這樣，而且就連一般用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)使用的城市交通圖、旅游圖也是這樣。而電子地圖發(fā)揮其數(shù)字地圖優(yōu)勢(shì)和屏幕表達(dá)的靈活性，可以更豐富地、更有針對(duì)性地完善地圖服務(wù)功能和服務(wù)模式，將地圖的服務(wù)范圍擴(kuò)展到整個(gè)地圖應(yīng)用過(guò)程。03服務(wù)功能電子地圖的服務(wù)功能具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：(1)提供快速的信息檢索和地圖輸出服務(wù)。電子地圖的瀏覽軟件能夠提供傳統(tǒng)地圖所不具備的功能，即根據(jù)用戶(hù)的自定義條件檢索并輸出有關(guān)地圖信息。為了提高地圖檢索和輸出的效率，電子地圖系統(tǒng)采用了許多技術(shù)，如前面提到的分區(qū)、分層和分級(jí)及其索引結(jié)構(gòu)，保證了用戶(hù)使用地圖、獲取信息的快速和高效。03服務(wù)功能電子地圖的服務(wù)功能具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：(2)與各種新技術(shù)結(jié)合，提供不同的地圖服務(wù)方式。電子地圖與各種信息技術(shù)快速結(jié)合，推出了一系列新的電子地圖產(chǎn)品，也同時(shí)提供了新的服務(wù)方法，如網(wǎng)絡(luò)電子地圖將電子地圖置于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可以提供用戶(hù)遠(yuǎn)程瀏覽地圖信息和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)據(jù)快速更新；利用PDA、手機(jī)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，用戶(hù)可以得到來(lái)自于電子地圖服務(wù)器的實(shí)時(shí)地理信息服務(wù)。03服務(wù)功能電子地圖的服務(wù)功能具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：(3)通用服務(wù)和定制服務(wù)并存。在一般情況下，電子地圖產(chǎn)品在軟件功能、界面和數(shù)據(jù)組成等方面事先已經(jīng)設(shè)計(jì)、加工完成，能夠直接提供應(yīng)用。但是，針對(duì)某些用戶(hù)的特定需求，也可以通過(guò)電子地圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)方便地進(jìn)行定制。03服務(wù)功能電子地圖的服務(wù)功能具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)