電子地圖的數據特點

電子地圖分析與導航電子地圖的數據特點《電子地圖分析與導航》課程組目錄CONTENTS面向地圖表達的需要基礎與專題地理數據的劃分0102靈活多樣的地圖數據形式03生動豐富的多媒體數據04數據的多尺度與多維性05面向地圖表達的需要01地圖是關于現實世界的一種模型描述，通過將自然與人文要素的各種現象抽象出來，表示為空間的和非空間的信息?？臻g信息是地圖不同于一般描述性文字、觀測數據和統(tǒng)計報表的關鍵環(huán)節(jié)，而將非空間信息依附于空間信息進行組織、表達和應用是地圖能夠更廣泛地結合不同專業(yè)領域、拓展應用能力的重要因素。01面向地圖表達的需要電子地圖作為屏幕上表達的地圖形式，必須依賴于計算機能夠認識和處理的數據，包括空間的和非空間的數據。由于電子地圖的大眾應用特點，要求這些數據不僅僅支持地圖的可視化表達，同時也能夠針對用戶感興趣的內容，利用計算機運算、處理和屏幕表達的優(yōu)勢，支持更深入的專題信息查詢、分析與應用。01面向地圖表達的需要因此，電子地圖在表現形式上更接近專題地圖類型，而專題地圖所特有的底圖內容和專題地圖內容并存的格局，必然影響到電子地圖的數據結構與組織。電子地圖數據具有以下5方面特點。01面向地圖表達的需要1.面向地圖表達的需要2.基礎與專題地理數據的劃分3.靈活多樣的地圖數據形式4.生動豐富的多媒體數據5.數據的多尺度與多維性電子地圖的核心功能是地圖表達，其數據的建立、組織必須考慮地圖表達的需要。電子地圖和傳統(tǒng)地圖相比較，盡管在地圖載體、表達手段等很多方面都發(fā)生了變化，但是傳統(tǒng)地圖制圖的基本理論、方法與技術仍然發(fā)揮著重要的作用，應該說，在長期的地圖實踐過程中積累的地圖投影、制圖綜合、地圖符號、色彩和繪制方法、地圖應用技術等都是寶貴的經驗結晶，為在容量有限的介質條件下最大限度地表現地理信息的內容，反映區(qū)域和專題特征提出了一系列解決方案。所以，在電子地圖中，盡管計算機軟硬件平臺提供了更大的存儲空間和更快的處理速度，可實現屏幕地圖的任意縮放、符號的實時顯示、動態(tài)變化、注記的自動配置等，但為了盡可能地在屏幕上體現地圖內容的直觀性、科學性與藝術性，地圖數據的建立仍需要在一定程度上滿足地圖表達的要求。01面向地圖表達的需要在GIS中，為了強調地理實體以及實體間的空間聯系，數據的建立必須保證目標的相對獨立性和完整性。但是在地圖表達中，當地圖目標因為在空間上發(fā)生共位現象而出現表達沖突時，為了提高地圖認知的效率，往往采取斷開、分割、移位、合并等處理方法，從而破壞了這種獨立性和完整性。01面向地圖表達的需要下圖被視為專題地圖的一種特殊形式中兩條河流的交匯，在地圖數據中一般將兩條河流作為一個面狀目標保存[圖(b)],而在GIS數據中應該分解為兩條河流對象A和B,它們具有不同的屬性值[圖2(c)]。但是GIS數據的這種保存方式無法避免在繪制地圖時兩條河流交匯處會產生一條分割線。這些沖突現象在地圖表達的許多地方都存在，并且隨著比例尺的縮小而更加突出。01面向地圖表達的需要基礎與專題地理數據的劃分02為了突出地圖表達的效果，地圖數據可能忽視目標的完整性與獨立性，這就必然影響地圖分析與應用的質量。要解決這個問題，電子地圖通常采用將其數據劃分為基礎地理數據和專題地理數據兩個部分的方法，特殊情況下也可以只選擇采用其中之一。在兩者之中，基礎地理數據用于基礎地理底圖的繪制，其數據強調地圖表達的特點，不考慮地圖目標的空間關系；專題地理數據用于繪制電子地圖的專題地圖部分，具有更多的屬性信息，同時考慮目標的獨立性與完整性，考慮目標之間的空間關系。由此不難看出，電子地圖的這種劃分方式與傳統(tǒng)專題地圖制圖的內容劃分相互一致，兩者之間有著非常緊密的聯系。02基礎與專題地理數據的劃分正因為基礎地理數據承擔了主要的基礎制圖任務，專題地理數據具有了更大的靈活性，體現在它既可以進行顯性表示，即直接以基礎地理底圖為基礎，在屏幕上進行繪制，也可以隱含保存，不予顯示，僅支持地圖的空間分析與目標查詢功能。顯性表示的專題目標有兩個前提：①基礎地理數據中沒有相關的信息；②專題數據的繪制符合一定的制圖要求。例如，在商業(yè)網點的電子地圖中，基礎地理數據保存了街道、建筑物、河流等信息，各商場、超市等作為點狀專題目標可以直接在電子地圖中顯示，并同時提供信息查詢服務；反之，如果不符合上面兩個條件，就需要采用隱性表示的方法。02基礎與專題地理數據的劃分如圖(a)所示，在大比例尺地圖中，道路是通過作為基礎地理數據的街區(qū)（實線部分）來間接反映的，但是無法實現對道路信息的查詢，這就需要將街道線作為隱性的專題地理數據（虛線部分）來建立，它的作用只有在目標查詢分析時提供空間信息支持。在圖(b)中，小區(qū)目標作為基礎地理數據已經存在，且目標并非唯一，因此同樣需要采用隱性面狀專題目標（虛線部分）的方法。02基礎與專題地理數據的劃分電子地圖數據的這種劃分方式，避免了把兩種作用不同的數據按照相同方式采集和組織所帶來的數據無效與沉余，對于變化相對較慢的基礎地理數據和變化靈活的專題地理數據，顯著地提高了數據采集和更新的效率，從而既保證了地圖表達，又保證了地圖分析與應用的數據需要，并將兩個功能有機、協(xié)調地統(tǒng)一起來。02基礎與專題地理數據的劃分靈活多樣的地圖數據形式03地圖數據形式的多樣性體現在兩個方面，一方面基礎地理數據和專題地理數據一般采用不同的數據形式，這是由于兩種數據的作用不同的結果。前者單方面強調地圖的表達效果，數據形式具有較大的靈活性，而后者需要基于地圖目標的信息查詢與空間分析，必須建立基于目標對象的數據形式。另一方面，在基礎地理數據或專題地理數據內部，也可以采用不同數據形式并存的方式，例如，在基礎地理數據中把地形三維暈渲圖與矢量數據結合起來，從而提供更加豐富、完善和有效的電子地圖應用。03靈活多樣的地圖數據形式地形的數據表達形式03靈活多樣的地圖數據形式生動豐富的多媒體數據04文字、圖片、聲音、視頻和動畫等多媒體數據是電子地圖中常用的一種數據形式，也是最能體現電子地圖的大眾應用特點的非空間數據。它通過靈活、生動、直觀的形式描述地理實體的綜合信息，發(fā)展了傳統(tǒng)地圖制圖以及GIS的數據范疇和應用范圍，并進一步支持目標的信息查詢功能，提高了電子地圖的服務功能。例如，在旅游、城市和商業(yè)網點等電子地圖中，多媒體信息可以極大地豐富專題地理數據，可以用于旅游景區(qū)的風光展示，旅游線路的飛行瀏覽，城市信息的綜合介紹，商店、賓館的服務項目推薦等，這是傳統(tǒng)的地圖所無法表達的。04生動豐富的多媒體數據04生動豐富的多媒體數據數據的多尺度與多維性05雖然電子地圖的表達比例尺不固定，可以任意縮放，但是比例尺仍然是電子地圖數據的一個重要指標，它反映了地圖信息的詳細程度。在電子地圖中，地圖數據量大小主要取決于計算機的外部存儲器容量，然而在有限的屏幕區(qū)域顯示地圖內容仍然受到信息載負量的限制。因此，一個高質量的電子地圖應該建立地理實體數量和空間細節(jié)信息隨尺度減小而增加的功能，這往往依賴于兩種方式，即采用地圖自動綜合或者直接建立有機聯系的多尺度電子地圖數據。由于地圖制圖綜合的自動化程度還不夠高，尚沒有進入實用化階段，