浅谈数字化技术在地图出版活动中的应用

覃雄风

随着互联网科技的迅速发展，以及大数据处理技术的越趋完善，数字出版是未来出版业的全部，也是未来出版业的发展方向。然而，数字出版的发展并不是一蹴而就的，当下的发展首先就面临着出版业观念陈旧、人才不足及科研滞后等问题。数字出版各新兴板块产品的研发与市场化应用层出不穷，业界对人才的数量需求进一步扩大，对从业者的素质要求也更加细分化、多样化。当前数字出版人才不仅包含传统新闻出版单位数字化转型所需人才，还包括网络文学、在线教育、有声读物、知识服务、网络游戏等各个新兴板块的从业者。数字出版逐步呈现技术密集、重视服务等特点。政府、企业和高校积极展开合作，从人才规范化管理、行业需求反馈、高等教育课程设置、专业实践等多个方面积极改进培育模式，不断完善数字出版人才培养体系，努力输送复合型人才。

互联网+的时代背景下，数字出版行业以技术融合创新为手段，逐步推动产业的不断变革。懂出版又懂网络技术的复合型人才越来越受欢迎，这一系列现象正是数字出版“热”起来的表现。地图的出版，由于其极强的专业性及特殊性，在数字化出版应用中，占有一席重要地位。

一、数字化技术地图出版物的定义

出版不同于其他大部分产业，由于具有无形价值，比如文化价值、学术价值、道德价值等；也不同于艺术与科学，由于与负债表和利润密切相关。出版是一种必要的原始创意产业。

进入“十三五”时期，出版业融合发展向更深层次迈进，逐步步入转型升级的成长加速期。时至今日，纯粹的传统出版已经不复存在，因为在纸介出版的过程中数字技术的应用已不可或缺。

数字地图出版物（数字地图制图甚至被称为革命性的变化），既增强了地图的科学性、提高了地图制作的速度，又大大拓宽了地图表达的内容、丰富了地图的表现形式，同时也使地图的品种得到了极大的扩充。地图出版物的形式、内容、设计及制作等方面都发生了极大的变化[1]。

二、数字化地图出版的特征

数字出版是随着信息技术的迅猛发展而快速发展起来的新技术出版方式。诸如电子出版物、网络出版、微出版等等模式，已经越来越为大众所接受。而数字地图出版物建立在计算机技术、地理信息技术、测绘技术、GIS导航系统技术、存储技术以及电子显示技术等高新技术基础上，融合并超越了传统纸质地图出版内容而发展起来的新兴出版物，是时代和科技进步的标志之一。从产业总量看，数字地图出版产业由于其灵活性，已经成为地图出版业的重要组成部分。其特征主要有：

1.动态性。

2.可交互性，是数字地图出版物独具的特征。

3.多媒体性。

4.超媒体集成性。

5.极大压缩了印刷成本。

6.制图的适应性。

7.表示方法的多维和多样性。

8.数据的共享性。

三、数字化地图出版物的意义

1.兼容了地理信息技术、测绘技术、GIS导航系统技术、存储技术等一系列高科技，推动了科技革命的创新。

2.出版内容更加丰富，包括旅游数字地图出版物、测绘勘探数字地图出版物、物流运输数字地图出版物，以及政务、军事数字地图出版物等。

3.出版形式更加多样化，如数字地图，网络地图，电子地图，多维动态地图等。

4.易于编辑和更新。

5.提高了制图的速度和精度。

6.容量大且易于储存。

7.丰富了工程制图软件的品种和品质。

8.极大地降低了印刷成本，履行了低碳环保的实践。

9.综合了多门前沿科技，如数字景观模型综合、地图数据库综合、结构化地图综合等。

10.创造了“数字地球”“数字城市”的新理念。

11.为地理、林业、地质、渔业、水利、测绘、石油、环境保护、资源开发、城市管理等多部门提供了更便捷更有力的支持。

四、数字化地图制图过程

现代计算机技术和信息技术的迅速发展，使得地图制图技术发生了根本改变。

地图教育是我国高等学校测绘、地理、地质等专业门类人才培养的重要组成部分。随着计算机地图制图技术的发展，在地理信息系统、测绘工程、资源环境与城乡规划管理、地质资源与地质工程等专业的地图教育中，不仅要突出传统的地图基础理论教学，还要强调面向应用的计算机地图制图技能培养。

数字地图制图的目的是制作地图。数字地图制图最终提供给用户的仍是地图（包括普通地图、专题制图、影像地图等），但这种地图的存储、处理是以数字格式的信息进行的，因此可以进行灵活多样的操作，可以通过硬拷贝，显示器等不同方式显示。

数字地图制图强调以计算机技术作为制图手段。传统地图制图主要是通过人工操作与处理制作纸质地图（模拟地图），而数字地图制图则强调人机交互下计算机图形处理为基础的地图制图，制图要素为数字化信息，地图表达、处理都为数字方式，由直接编制地图转变为操作计算机绘图、开发有关机助地图制图软件等。

1.数据采集阶段

地图数据是指各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征和时态特征三部分。地图数据的采集包括图形数据、属性数据及关系信息等的采集。数字地图制图强调以数字化的格式存储和分析地图。相对于传统地图制图学，数字地图制图是通过计算机可直接存储处理的数字格式表达和处理地图，充分应用了数字信息的优越性。数字地图具有无缝连接、灵活设置、多信息派生、数据库存储、自由缩放、信息重用等优越性，为地图信息共享提供了有力支持。

2.数据处理阶段

地理信息制图是利用地理空间数据、运用地图学方法，对区域性规划工程的要素进行分析和制图的过程，以详实反映工程要素的地理信息。在数据处理时不但可对地图数据进行交互式处理，也可进行批处理。联机是当前数字地图数据处理的主要方式[2]。

3.图形输出阶段

计算机地理信息制图源于传统地图制图，地图学理论与方法对计算机地理信息制图系统的发展有着重要的影响。计算机地理信息制图为地图特征的数字表达、操作和显示提供了一系列方法，为地图的图形输出提供技术支持。

五、数字化地图出版物的功能和应用

地图学是先于文字形成的用图解语言表达事物的工具，是地理信息的载体，信息源以及地理信息传递的工具。从古至今，作为地图学研究主题的地图本身及人们对地图的认识是随着社会的发展和技术进步不断深化的。地图学逐渐完善成为一门拥有系统理论基础和现代技术手段的科学。

地图的发展几乎与人类的文化史和环境的认识史同步，已有几千年的历史。20 世纪中叶以前，人们将地图称为“地球表面在平面上的缩写”，这个定义没有从本质上把地图与其他的地面图像区别开。

要揭开地图具有如此巨大生命力的奥秘，仅从数字地图的基本性质上认识还是不够的，还应该从功能上深入研究数字地图出版物的本质。

（一）数字化地图出版物的功能

数字化地图出版物是将抽象的地理信息系统具体化和物象化。地理信息系统是一套计算机工具，在计算机软、硬件支持下，将表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图形、图像等地理信息的数据，利用缩小的二维空间配置，用以提供数据采集、数据管理和数据分析方法，并据此生成辅助决策信息。管理人员和用户决定了系统的工作方式和信息的表达方式。事实上是一个非常重大的抽象思维成就。平面二维地图是人类空间认知的重要进步，当前随着互联网、新一代移动通信和3S——地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sensing,RS)、全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)——技术的迅猛发展，移动地图与互联网地图等已成为数字地图出版物应用的主流趋势。

（二）数字化地图出版物的应用

人们在日常生活中所接触到的信息约有70%是地理信息，地理信息应用模式的变革发展与人类文明的进步密切相关。

随着电子化技术手段的发展和数字化制式的出现，从存储介质到生成方式，再到网络化渠道和数字化流程，地图出版经历了一场革命性的数字化浪潮。数字地图出版物是建立在数字技术符码生成、转化、存储和流程再造基础上的内容生产、复制和分发的新兴产品形态和业态。新闻出版领域网络化、数字化，集约化和智能化，已成为带动数字地图出版物产业升级的外部推动力和内在刺激力。

（三）数字地图出版物的模拟功能

完整的地理信息系统主要由四个部分构成：硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理。构造地图模型的手段不同，地图模型的形式也不同。它可以是模拟的或数字的、图形的或图像的、精确的或概略的、物质的或概念的、静态的或动态的、平面的或立体的，等等。地图学界将人脑中形成的对空间环境的认知称为心象地图，它也是一种模型，是一种思维或概念的模型。作为模型的数字地图出版物，人们可以通过它获得对客观地理存在的特征和变换规律的认识。在采用了严格数学法则的物质地图模型上，所有以地图为工具来认识空间环境的场合都体现了数字地图出版物模拟客观世界的功能。

（四）数字地图出版物的信息载负与传输功能

数字地图出版物通过地图符号来存储、表达和传递大量的地图空间信息，是存储地球物理信息、地球地理信息和地球空间信息的重要载体[3]。如圈形符号表示居民地、粗细渐变的蓝色符号表示河流，它们通过地图符号直接表现出来，而且能被测度；间接信息是由地图符号组合所产生的含义，它需要经过分析解译才能够获得，例如通过河流、道路、港口与居民地的关系，可以获得居民地的交通是否便利的信息。潜在信息主要取决于读图者对地图的认知水平、专业背景和分析推理的能力。使用数字地图出版物时地图信息得到了传递。

（五）提升大数据服务的价值

大数据技术正在融入地图学与地理信息工程学科的发展进程中。首先，地图仍然是今天人们工作、学习和生活不可缺少的科学工具，而大数据为地图学在信息时代的发展注入了新鲜血液。作为地图学主阵地的地图仍是大数据融合的最佳载体或地理空间框架，是最直观的可视化表达方法。数字地图制图、网络地图制图、智能地图制图已成为信息时代地图学发展进程中里程碑式的“亮点”。其次，大数据为地理信息工程提供了从TB级跃升到PB、EB乃至ZB级规模的数据；大数据融合、统计分析和数据挖掘给地理信息工程学科的发展带来了新的机遇和挑战；基于云计算的大数据分布式存储和并行处理以及地理信息网络服务、网格服务和云服务，成为地理信息工程学科研究的重点，数字化技术服务已进入数字地图出版服务的新阶段。

（六）数字化地图出版物越来越贴近日常生活

现代地图出版物，无论从理论体系到制作技术，还是从表现形式到应用领域及使用方法，其发展速度极快。随着互联网技术的迅猛发展，以地理信息检索与挖掘为目的的数字地图出版物显得越来越重要，并成为数字化技术领域、地理信息领域、计算机领域和其他相关领域的研究热点。

互联网上的地理信息种类繁多且数量巨大，覆盖全球的遥感影像矢量要素、地名地址、街景地图、专题地图、百科知识、个人旅行轨迹、社交网络感知数据，每时每刻都在持续增长[4]。对互联网上的多源异构海量、高动态的地理信息进行分析和深度应用，是全新技术条件下测绘地理信息管理和开发利用面临的巨大挑战和重要机遇，也成为国内外数字化技术学术界的研究热点和地图信息出版产业领域新兴课题。

（七）促进地理信息标准化的建设

随着互联网的日益发展，数字化地图出版物在全球的交流越来越频繁和便捷，国内外地理信息标准化建设和研究已取得了长足进展。不同于信息科学其他学科领域，地理信息科学具有自身的特点，例如不确定性、海量数据等，在空间上下文的建模与推理等感知计算方面都需要寻找一种适合学科特点的方法。从这一点上来说，数字化地图出版物对于促进地理信息标准化的建设，在一定程度上具备科研创新和前沿意义。

最后，数字地图出版物不仅是地学工作者记录研究成果的手段，也是人们认识世界的工具。