地图、地图制图与地理信息系统

李健洪

[摘要]地理信息系统（ G I S ）是研究地球空间信息存储、处理、分析、管理、分发及应用的科学与技术，它能够提供一种科学的手段来提高工作效率与工程质量，以完善、丰富、强大的数据信息为科技人员和各级管理人员提供良好的决策基础和决策环境，为社会广大民众提供各种咨询和信息服务，促进社会经济与城市建设的迅猛发展。计算机科学与GIS在国内外的快速发展，给地图制图行业带来巨大冲击的同时也带来了巨大的发展空间。现代GIS需要现代地图制图，同样地图制图也需要既对地图实际生产又对其理论提供新的技术基础，以适应信息时代的要求。

[关键词]地图 地图制图 地理信息系统

[中图分类号] P28 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-173-1

1地图的分析

地图是空间信息及其时相变化的一种视觉或触觉式的表达方式。用三个特性表达出来，即具有特殊的数学法则，使用地图语言和实施制图综合[1]。随着计算机技术的发展，空间数据和信息有了新来源，使我们有可能用多种方法来设计和创作地图。 地图的功能和作用，从目前来看，主要包括地图的模拟功能、信息载负功能、传输功能、 认识功能。地图是研究客观实体的模型，亦是地学分析研究的手段。

2传统地图制图与现代地图制图

地图含义扩展的同时，地图制图也被赋予了新含义。地图制图的定义同样是一个发展的概念。地图制图发展到今天，与传统的地图制图已经有了很大的差别。现代地图制图对地图工作者在计算机科学、信息处理、图像处理、数学、逻辑学乃至方法论等学科领域的理论和知识提出了更高的要求。现代地图制图要求制图人员是地图编辑设计员，或许有时还是计算机操作员、地理工作人员，可以说，传统的制图学理论基础在整体上大大地拓展了，它与其它学科的联系越来越强[2]。

传统的地图制作工艺很复杂，要求制图人员有深厚的理论基础和实践经验。计算机科学的迅猛发展，使地图的制作工艺有了很大改进，制图人员根据理论知识可以在屏幕上按需要创作多种形式的地图。

3地理信息系统（GIS）的功能特点

G I S是基于计算机对地理信息进行存储和处理的特定空间信息系统，由计算机硬软件，空间数据库，数据输入、输出、显示、转换和通讯设备等组成。早期的地理信息系统有地理信息的分析、获取，地图的输出等少量的功能，针对领域主要是地理界和测量界。现阶段，地理信息系统的功能和应用领域几乎是没有限制的。在某种程度上，地理信息系统能处理所有的地理信息。 其功能模块包括：空间分析 、空间查询、桌面制图系统等。按类型划分地理信息系统，有土地利用规划地理信息系统、公路设计地理信息系统、环境监测系统、导游系统等等。

4地图、地图制图与地理信息系统的关系

现代地图制图与GIS非常接近，但两者并非完全是一码事。

传统的纸质地图曾经在国民经济和国防建设中发挥了重要作用。但传统制图方法不足以表示事物的发展变化，而计算机技术的快速发展使我们能动态地显示事物的发展过程，故而动态地图应运而生。通过地理信息系统的空间查询功能，可以获取更详细的信息，而如此大量的信息，根本不可能在纸质地图上表达出来。地理信息系统用来管理大量的地理数据和广泛的数据源，同时为制图学家提供了有效和强有力的数据存储、 评价和分析的工具，制图学家将视觉化和GIS的特点结合起来设计出了新颖的电子地图集。电子地图集的制作更简单，可操作性更强，更新更快，信息载负量也更大。

尽管GIS给制图业注入了新鲜血液，但GIS也离不开地图，空间分析也好，最佳路径也好，无一不需要地图作为基础。在地图上进行一系列操作，最终的成果依然是在地图上表现出来。曾看到一幅以影像为背景的地图，图面上用色彩鲜艳的颜色表示出铁路、公路，勾勒出森林、灌木、水系、居民地的轮廓线，还有一些别的简单的内容。纵观整幅图，给人的印象是单调，缺乏表现力，传输的信息很少，因而从制图的角度看这幅图实乃败笔。

一些GIS研制者常常把最终产品的图形美观性看得比图形作为信息传输工具的价值更高。 美观是地图设计中的重要部分，但其他方面也十分重要。虽然地图的载体种类不断增多，但地图的基本功能却是没有改变的，尤其是地图作为一种信息传输工具应有的功能。

商业化的地理信息系统的研制者中有很大一部分人对提供交互式处理设备来编制优质地图以作为该系统的最终输出产品的重要性缺乏认识。地理信息系统的研制者缺乏地图制图的基础知识，生产地图时带有很强的主观性。生产者不能预见最终用户的所有需求，也不能更好地利用每一幅图中所有可能获取的信息，并且不善于用一种简单的方法展现这些信息。也许有人认为个性化的地图可以丰富地图市场。地图作为一种有一定规则的图形语言出现在GIS中，只能说它的载体和表现形式发生了变化，但一些基本的规定和地图的本质并没有改变。

在GIS系统中，用户可以随意地拉框放大、缩小，这样就体现不出比例尺的意义。还有，也会找不到地图投影的位置。传统的地图制图常选择合适的现成地图为基础底图，然后再在底图上放置相应的内容，这样，使用底图的用户要判读投影类型和变形分布情况。许多投影类型在生产上使用很少，因为量测困难。但在GIS中，地图量算相对简单，因而允许用户采用更多类型的投影。作为地图制图人员应该制作、使用专门的投影软件，在计算机屏幕上制作出更多变形更小的地图。

5结束语

地图作为一种信息载体，不仅要求有足够的信息量，也要求美观。Windows系统为我们提供了丰富的颜色，我们可以在屏幕上随心所欲地使用色彩，传统手工制图较难表现的渐变色可以在计算机上轻松表现。但GIS中的地图不总是表现在屏幕上，许多时候要采用纸质地图的形式。屏幕上的颜色、绘图仪绘出的颜色、纸质地图的颜色之间有较大的差别。如何协调三者的关系？ 所有这些挑战都要求我们制图人员有更广的知识面，对地图制图基础知识的要求也更高。GIS的发展对地图制图提出了更高、更新的要求，地图制图人员应着力于不断提高自身素质，不断发展地图制图的理论以适应现代计算机技术的发展和信息时代的挑战。

参考文献

[1]田德森.现代地图学理论.北京：测绘出版社，1 991. 61.

[2]K . A r t i mo著. 现代地图制图的概念、定义及理论. 张燕燕译. 见：第16届国际地图制图学会议论文译文选集.北京：测绘出版社，1 994.142.