關(guān)于gis與地圖學(xué)熱點(diǎn)問題的淺析地圖學(xué)結(jié)業(yè)論文

1、15關(guān)于GIS與地圖學(xué)熱點(diǎn)問題的淺析摘要：在簡要分析地圖學(xué)發(fā)展演變軌跡的基礎(chǔ)上，針對目前地圖制圖學(xué)與地理信息工程領(lǐng)域存在的問題及國家和軍隊(duì)信息化建設(shè)日益增長的需求，提出地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科研究的六大熱點(diǎn)問題，即異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)同化、由著重地理信息獲取一端向面向用戶的地理信息深加工一端漂移、地理信息服務(wù)的網(wǎng)格化、空間數(shù)據(jù)綜合的智能化、地理信息系統(tǒng)(GIS)與虛擬地理環(huán)境(VGE)的集成與一體化、以多模式(Map、GIS、VGE)時(shí)

2、空綜合認(rèn)知模型為核心的地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科理論體系等，并分別論述開展六個熱點(diǎn)問題研究的必要性、現(xiàn)有基礎(chǔ)和主要研究內(nèi)容。最后，總結(jié)本文的主要內(nèi)容，并簡要說明一下對當(dāng)代地圖學(xué)這門課的感受和心得。關(guān)鍵詞：地理空間數(shù)據(jù)同化；地理信息深加工；地理信息服務(wù)；空間數(shù)據(jù)綜合的智能化；GIS與VGE集成；1引言中國的地圖制圖學(xué)科已發(fā)展到地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科，經(jīng)歷了傳統(tǒng)地圖學(xué)到數(shù)字化地圖學(xué)并進(jìn)一步向信息化地圖學(xué)發(fā)展的過程，取得了令世人矚目的

3、成績。數(shù)字化地圖學(xué)基于傳統(tǒng)地圖學(xué)(指傳統(tǒng)地圖學(xué)基本理論)又超越傳統(tǒng)地圖學(xué)(指地圖制圖技術(shù)上的革命)，信息化地圖學(xué)基于數(shù)字化地圖學(xué)(指數(shù)字化技術(shù))又深化和超越數(shù)字化地圖學(xué)(指以地理信息綜合服務(wù)為核心的地理信息獲取、處理與服務(wù)的一體化體系)。近幾年來，關(guān)于信息化地圖學(xué)的討論不斷深入，對地觀測技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)快速發(fā)展，國家和軍隊(duì)信息化建設(shè)對地理空間信息的需求日益增長?？梢灶A(yù)見，今后十年，地圖制圖學(xué)與地理信息工程學(xué)科將在以下六個熱點(diǎn)問題

4、上取得突破性進(jìn)展。2GIS與地圖學(xué)相關(guān)的六個問題2.1異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)同化問題首先，同化指將不同的東西處理成相同或相近的東西。地理空間數(shù)據(jù)同化，指將不同空間基準(zhǔn)、不同尺度、不同時(shí)態(tài)、不同語義等的地理空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(基準(zhǔn)、尺度、時(shí)態(tài)、語義)標(biāo)準(zhǔn)下，得到同一個體系下的地理空間數(shù)據(jù)。其目的是使異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)得以整合，為研究區(qū)域規(guī)律、綜合規(guī)劃管理、應(yīng)急決策指揮提供統(tǒng)一的、高質(zhì)量的地理空間信息服務(wù)。統(tǒng)一各種地理空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個能有效同化多

5、源地理空間數(shù)據(jù)的平臺，以正確認(rèn)知地理環(huán)境及其變化規(guī)律，具有重要意義。多源地理空間數(shù)據(jù)的不一致主要表現(xiàn)在基準(zhǔn)、尺度、時(shí)態(tài)、語義等的不一致。因此地理空間數(shù)據(jù)同化主要研究：不同空間基準(zhǔn)地理空間數(shù)據(jù)同化，即研究不同大地坐標(biāo)基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)和深度基準(zhǔn)的地理空間數(shù)據(jù)同化；不同語義地理空間數(shù)據(jù)同化，即研究基于地理本體理論的地理實(shí)體形式化描述框架及其本體庫、語義轉(zhuǎn)換規(guī)則及規(guī)則庫、語義自動轉(zhuǎn)換適配器；不同尺度地理空間數(shù)據(jù)的同化，即研究不同尺度地理空間數(shù)據(jù)的

6、幾何匹配和圖形轉(zhuǎn)換算法；不同時(shí)態(tài)地理空間數(shù)據(jù)同化，主要研究不同時(shí)間地理空間數(shù)據(jù)的時(shí)空插值算法；還有多源非空間數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的集成與融合(通常稱為非空間數(shù)據(jù)的空間化)的問題。35之一。在數(shù)字化地圖制圖學(xué)和信息化地圖制圖學(xué)時(shí)代，空間數(shù)據(jù)的自動綜合仍是國際上該領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性的研究難題。其必要性來自四個方面：一是GIS中空間數(shù)據(jù)多尺度表達(dá)的需要；二是多尺度地理空間數(shù)據(jù)庫自動派生的需要；三是系列比例尺地圖生產(chǎn)的需要；四是多尺度地理空間數(shù)據(jù)

7、庫聯(lián)動更新的需要。盡管制圖綜合中包含了大量人類創(chuàng)造性思維而導(dǎo)致了地理空間數(shù)據(jù)自動綜合的復(fù)雜性和困難性，包括空間數(shù)據(jù)表達(dá)的特點(diǎn)、空間思維的特點(diǎn)和綜合的主導(dǎo)方向等空間信息處理的難度以及知識推理速度慢，自身理論不完善和知識難以形式化等人工智能存在的障礙，但經(jīng)過長期的探索和研究，人們還是克服困難取得了可喜的成果，而且呈現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。要想從根本上實(shí)現(xiàn)前述四個方面的需要，就必須進(jìn)一步研究空間數(shù)據(jù)綜合的智能化，包括制圖綜合的基本理論、方法和綜

8、合指標(biāo)的計(jì)量化、制圖綜合模型、算法和知識及基于知識的推理，把自動綜合作為一個整體(全要素、全過程、可控制)的過程控制與質(zhì)量評估等。制圖綜合既是科學(xué)的認(rèn)識論，又是科學(xué)的方法論。制圖綜合的基本理論、方法和綜合指標(biāo)計(jì)量化的研究，是實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)綜合智能化的基礎(chǔ)；制圖綜合模型、算法和知識及基于知識的推理，是求解制圖綜合模型的最有效的途徑；把自動綜合作為一個整體的過程控制與質(zhì)量評估研究，是空間數(shù)據(jù)自動綜合實(shí)用的關(guān)鍵，需要進(jìn)一步研究模擬人在進(jìn)行制圖綜

9、合時(shí)的思維狀態(tài)，使其更加智能化，并具有更加廣泛的適用性。2.5地理信息系統(tǒng)與虛擬地理環(huán)境的集成與一體化GIS與VGE與都是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖形圖像技術(shù)在地圖制圖學(xué)與地理信息工程領(lǐng)域的拓展和延伸，各自有著不同的側(cè)重，但由于兩者基礎(chǔ)、功能及技術(shù)發(fā)展的趨同性，目前趨于集成與一體化。地理信息系統(tǒng)原本是地圖學(xué)功能的拓展和延伸。其功能由具有簡單查詢檢索功能的管理型GIS發(fā)展到具有空間分析功能的分析型GIS，并進(jìn)一步向同時(shí)具備復(fù)雜的查詢檢索、空間分析

10、和空間數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)功能的決策支持型GIS發(fā)展；其表達(dá)方法由2維可視化向3維可視化發(fā)展，地形3維可視化、城市3維可視化技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中得到了普遍應(yīng)用，基于3維空間數(shù)據(jù)模型的地下、地面、地上綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)以及集地下、地面、地上于一體的3維地籍信息系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(WebService)和網(wǎng)格服務(wù)(GridService)環(huán)境下數(shù)據(jù)、功能、計(jì)算存儲資源都是分布式的，服務(wù)(數(shù)據(jù)、功能和計(jì)算存儲資

11、源)注冊、服務(wù)請求、數(shù)據(jù)訪問與集成、服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合等，更有利于VGE與GIS的集成與一體化。所以，無論是GIS功能需求還是技術(shù)發(fā)展，都為VGE與GIS的集成與一體化創(chuàng)造了條件。建立在空間信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)基礎(chǔ)上的虛擬地理環(huán)境(VGE)，為人類認(rèn)知地理環(huán)境提供了一種形象直觀的工具。VGE新技術(shù)已讓更多的人對基于圖形圖像的地理環(huán)境信息產(chǎn)生了濃厚的興趣，全球一體化的多分辨率3維可視化人機(jī)界面，已成為人們了解地理信息的默認(rèn)模式。但

12、是VGE的地理數(shù)據(jù)管理與處理以及地理空間信息分析功能相對薄弱，而這些正是GIS的優(yōu)勢。同樣，VGE的功能需求與技術(shù)發(fā)展也為VGE與GIS的集成與一體化創(chuàng)造了條件。地理信息系統(tǒng)是地圖學(xué)功能的拓展和延伸，虛擬地理環(huán)境是地圖學(xué)的新的生長點(diǎn)，兩者的集成與一體化有著牢固的根基。從GIS與VGE的關(guān)系來看，GIS具有強(qiáng)大的海量空間數(shù)據(jù)存儲、管理、處理和分析功能，VGE具有多維動態(tài)可視化和實(shí)時(shí)交互操作的效果，兩者優(yōu)勢互補(bǔ)，集成與一體化是一種必然趨勢。