電子地圖的數(shù)據(jù)特點

電子地圖分析與導(dǎo)航電子地圖的數(shù)據(jù)特點《電子地圖分析與導(dǎo)航》課程組目錄CONTENTS面向地圖表達(dá)的需要基礎(chǔ)與專題地理數(shù)據(jù)的劃分0102靈活多樣的地圖數(shù)據(jù)形式03生動豐富的多媒體數(shù)據(jù)04數(shù)據(jù)的多尺度與多維性05面向地圖表達(dá)的需要01地圖是關(guān)于現(xiàn)實世界的一種模型描述，通過將自然與人文要素的各種現(xiàn)象抽象出來，表示為空間的和非空間的信息。空間信息是地圖不同于一般描述性文字、觀測數(shù)據(jù)和統(tǒng)計報表的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而將非空間信息依附于空間信息進(jìn)行組織、表達(dá)和應(yīng)用是地圖能夠更廣泛地結(jié)合不同專業(yè)領(lǐng)域、拓展應(yīng)用能力的重要因素。01面向地圖表達(dá)的需要電子地圖作為屏幕上表達(dá)的地圖形式，必須依賴于計算機能夠認(rèn)識和處理的數(shù)據(jù)，包括空間的和非空間的數(shù)據(jù)。由于電子地圖的大眾應(yīng)用特點，要求這些數(shù)據(jù)不僅僅支持地圖的可視化表達(dá)，同時也能夠針對用戶感興趣的內(nèi)容，利用計算機運算、處理和屏幕表達(dá)的優(yōu)勢，支持更深入的專題信息查詢、分析與應(yīng)用。01面向地圖表達(dá)的需要因此，電子地圖在表現(xiàn)形式上更接近專題地圖類型，而專題地圖所特有的底圖內(nèi)容和專題地圖內(nèi)容并存的格局，必然影響到電子地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與組織。電子地圖數(shù)據(jù)具有以下5方面特點。01面向地圖表達(dá)的需要1.面向地圖表達(dá)的需要2.基礎(chǔ)與專題地理數(shù)據(jù)的劃分3.靈活多樣的地圖數(shù)據(jù)形式4.生動豐富的多媒體數(shù)據(jù)5.數(shù)據(jù)的多尺度與多維性電子地圖的核心功能是地圖表達(dá)，其數(shù)據(jù)的建立、組織必須考慮地圖表達(dá)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(dá)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(shù)仍然發(fā)揮著重要的作用，應(yīng)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(yīng)用技術(shù)等都是寶貴的經(jīng)驗結(jié)晶，為在容量有限的介質(zhì)條件下最大限度地表現(xiàn)地理信息的內(nèi)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(xiàn)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(xiàn)地圖內(nèi)容的直觀性、科學(xué)性與藝術(shù)性，地圖數(shù)據(jù)的建立仍需要在一定程度上滿足地圖表達(dá)的要求。01面向地圖表達(dá)的需要在GIS中，為了強調(diào)地理實體以及實體間的空間聯(lián)系，數(shù)據(jù)的建立必須保證目標(biāo)的相對獨立性和完整性。但是在地圖表達(dá)中，當(dāng)?shù)貓D目標(biāo)因為在空間上發(fā)生共位現(xiàn)象而出現(xiàn)表達(dá)沖突時，為了提高地圖認(rèn)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(dá)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(shù)據(jù)中一般將兩條河流作為一個面狀目標(biāo)保存[圖(b)],而在GIS數(shù)據(jù)中應(yīng)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(shù)據(jù)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(chǎn)生一條分割線。這些沖突現(xiàn)象在地圖表達(dá)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(dá)的需要基礎(chǔ)與專題地理數(shù)據(jù)的劃分02為了突出地圖表達(dá)的效果，地圖數(shù)據(jù)可能忽視目標(biāo)的完整性與獨立性，這就必然影響地圖分析與應(yīng)用的質(zhì)量。要解決這個問題，電子地圖通常采用將其數(shù)據(jù)劃分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和專題地理數(shù)據(jù)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(chǔ)地理數(shù)據(jù)用于基礎(chǔ)地理底圖的繪制，其數(shù)據(jù)強調(diào)地圖表達(dá)的特點，不考慮地圖目標(biāo)的空間關(guān)系；專題地理數(shù)據(jù)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(biāo)的獨立性與完整性，考慮目標(biāo)之間的空間關(guān)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(nèi)容劃分相互一致，兩者之間有著非常緊密的聯(lián)系。02基礎(chǔ)與專題地理數(shù)據(jù)的劃分正因為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)承擔(dān)了主要的基礎(chǔ)制圖任務(wù)，專題地理數(shù)據(jù)具有了更大的靈活性，體現(xiàn)在它既可以進(jìn)行顯性表示，即直接以基礎(chǔ)地理底圖為基礎(chǔ)，在屏幕上進(jìn)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(biāo)查詢功能。顯性表示的專題目標(biāo)有兩個前提：①基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)中沒有相關(guān)的信息；②專題數(shù)據(jù)的繪制符合一定的制圖要求。例如，在商業(yè)網(wǎng)點的電子地圖中，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)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(biāo)可以直接在電子地圖中顯示，并同時提供信息查詢服務(wù)；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(chǔ)與專題地理數(shù)據(jù)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(chǔ)地理數(shù)據(jù)的街區(qū)（實線部分）來間接反映的，但是無法實現(xiàn)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(shù)據(jù)（虛線部分）來建立，它的作用只有在目標(biāo)查詢分析時提供空間信息支持。在圖(b)中，小區(qū)目標(biāo)作為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)已經(jīng)存在，且目標(biāo)并非唯一，因此同樣需要采用隱性面狀專題目標(biāo)（虛線部分）的方法。02基礎(chǔ)與專題地理數(shù)據(jù)的劃分電子地圖數(shù)據(jù)的這種劃分方式，避免了把兩種作用不同的數(shù)據(jù)按照相同方式采集和組織所帶來的數(shù)據(jù)無效與沉余，對于變化相對較慢的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和變化靈活的專題地理數(shù)據(jù)，顯著地提高了數(shù)據(jù)采集和更新的效率，從而既保證了地圖表達(dá)，又保證了地圖分析與應(yīng)用的數(shù)據(jù)需要，并將兩個功能有機、協(xié)調(diào)地統(tǒng)一起來。02基礎(chǔ)與專題地理數(shù)據(jù)的劃分靈活多樣的地圖數(shù)據(jù)形式03地圖數(shù)據(jù)形式的多樣性體現(xiàn)在兩個方面，一方面基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和專題地理數(shù)據(jù)一般采用不同的數(shù)據(jù)形式，這是由于兩種數(shù)據(jù)的作用不同的結(jié)果。前者單方面強調(diào)地圖的表達(dá)效果，數(shù)據(jù)形式具有較大的靈活性，而后者需要基于地圖目標(biāo)的信息查詢與空間分析，必須建立基于目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)形式。另一方面，在基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)或?qū)ｎ}地理數(shù)據(jù)內(nèi)部，也可以采用不同數(shù)據(jù)形式并存的方式，例如，在基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)中把地形三維暈渲圖與矢量數(shù)據(jù)結(jié)合起來，從而提供更加豐富、完善和有效的電子地圖應(yīng)用。03靈活多樣的地圖數(shù)據(jù)形式地形的數(shù)據(jù)表達(dá)形式03靈活多樣的地圖數(shù)據(jù)形式生動豐富的多媒體數(shù)據(jù)04文字、圖片、聲音、視頻和動畫等多媒體數(shù)據(jù)是電子地圖中常用的一種數(shù)據(jù)形式，也是最能體現(xiàn)電子地圖的大眾應(yīng)用特點的非空間數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)范疇和應(yīng)用范圍，并進(jìn)一步支持目標(biāo)的信息查詢功能，提高了電子地圖的服務(wù)功能。例如，在旅游、城市和商業(yè)網(wǎng)點等電子地圖中，多媒體信息可以極大地豐富專題地理數(shù)據(jù)，可以用于旅游景區(qū)的風(fēng)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(wù)項目推薦等，這是傳統(tǒng)的地圖所無法表達(dá)的。04生動豐富的多媒體數(shù)據(jù)04生動豐富的多媒體數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的多尺度與多維性05雖然電子地圖的表達(dá)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(shù)據(jù)的一個重要指標(biāo)，它反映了地圖信息的詳細(xì)程度。在電子地圖中，地圖數(shù)據(jù)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(nèi)容仍然受到信息載負(fù)量的限制。因此，一個高質(zhì)量的電子地圖應(yīng)該建立地理實體數(shù)量和空間細(xì)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(lián)系的多尺度電子地圖數(shù)據(jù)。由于地圖制圖綜合的自動化程度還不夠高，尚沒有進(jìn)入實用化階段，