GIS 在地图制作中的革命

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GIS 在地图制作中的革命

2021-09-07 作者: xuzhiping 浏览: 213 次

摘要: GIS 对于当今的地图制作至关重要,如果没有数字数据采集、处理、分析和可视化,我们几乎无法想象制图。但是地图制作的艺术比 GIS 古老得多。自从数千年前第一张地图创建以来,制图师一直忙于收集、处理和仔细描绘我们周围的世界—— 以多种输出形式并使用各种工具制作。...

GIS 对于当今的地图制作至关重要,如果没有数字数据采集、处理、分析和可视化,我们几乎无法想象制图。但是地图制作的艺术比 GIS 古老得多。自从数千年前第一张地图创建以来,制图师一直忙于收集、处理和仔细描绘我们周围的世界—— 以多种输出形式并使用各种工具制作。20世纪GIS和数据采集的发展如何彻底改变这一过程,从而改变我们对地图的使用?本文重点介绍一些如今认为理所当然的发展,但也永远改变了地图的世界。

现代地图的生产链在大多数情况下都是数字化的。数据以数字形式收集并存储在地理空间数据库中,之后数据集经过处理、组合和样式设置,以图形方式表示为地图。有时地图最终仍会打印在纸上,但许多现代地图仍是数字化的。想一想在日常生活中使用的地图。从汽车导航系统到智能手机上 正在运行的应用程序以及新闻网站上显示的简单地图;数字地图无处不在。地图曾经是只有少数快乐的人才能使用的特殊而强大的工具,而现在地图已成为大多数人认为理所当然的商品。地图世界是如何发展到这个地步的呢?

两个不同的世界

如今,一个数据集可以有多个输出地图,而一张地图可以由多个数据集组成。在现代地图制作中,数据和表示基本上是两个独立的世界。但情况并非总是这样。早在数字时代之前,地图也是其自己的数据库。如果地图(所有副本)丢失,地图表示的数据也会丢失—— 根本没有空间数据库来重新创建相同的地图。数据是根据旅行经验、收集人们的个人知识、人工测量和各种类型的历史资源创建的。所有这些来源都被合并和汇集到一个数据集中:地图本身。这需要地图制作者具有特定的创造性技能来解释和组合(通常是主观的)数据。

流行病学

地理数据用于分析的最早记录用途之一是在 1800 年代用于流行病学。1832 年,巴黎爆发了霍乱,地理学家查尔斯•皮凯 (Charles Picquet) 能够通过在地图上标记死亡地点来确定疾病的来源。它们似乎聚集在一个特定的水源周围。1854 年,在伦敦霍乱爆发期间,约翰•斯诺 (John Snow) 成功进行了类似的分析。他们是最初的少数 GIS 用户,尽管该术语是在 100 多年后才引入的。

目标和最新

自从20世纪出现各种数据采集创新以来,情况发生了很大变化。一个重要的发展是飞行技术的发明,它使航空摄影成为可能,并且自第一次世界大战以来被用作军事地图制作的来源。现在可以定期飞越一个地区进行拍摄,这后来也成为民用制图的重要数据来源。一个类似的关键发展是获得将卫星送入轨道的能力,例如1970年代以来美国宇航局的陆地卫星计划和1990年代欧洲航天局的ERS计划。航空照片和卫星图像现在可以为制图人员提供客观和最新的数据来源,以创建或改进地图。20世纪80年代以来,随着全球定位系统的 发展及其商业应用的增长,大大改进了地图制作中的数据采集步骤,使数据采集从现在起成为一门与地图学基本分离的学科。

尽管航空摄影的技术进步很快,航天工业也日新月异,但在20世纪60年代,计算机的内存仍然非常有限,这使得第一代 GIS 的开发成为真正的挑战。首先需要一些技术突破,例如地图扫描仪和开发将地理信息表示为数字位的软件 (保存在磁带上,然后保存在其他媒体上)。这些发展使得数字化、操作和分析曾经只能在纸上获得的东西成为可能。随着人们开始关注地理数据的数字存储和分析,一个新的专业领域诞生了。

图形用户界面

另一个值得一提的发展是计算机图形用户界面 (GUI) 的发明,它使执行地理分析变得更加容易。虽然一些读者可能会怀念 早期的命令行界面,但不能否认现代桌面或在线 GIS 的易用性,能够使大量用户更容易访问 GIS,极大地提高了将复杂 空间信息以动态方式向各种最终用户可视化的可能性,在互联网时代,甚至是交互式地图。

展示未知

尽管当今认为 GIS 的存在是理所当然的,但它只存在了大约半个世纪。以数字方式组合各种数据源的可能性以及空间分析工具的开发,从根本上改变了对地理信息的处理方式。如果没有地理信息系统的力量,空间关系几乎不可能被发现。这种关系现在以新的方式形象化,无论是静态的还是动态的,针对特定的受众。地图曾经是显示已知或能够感知的东西的一种方式,现在GIS能够创建地图来显示未知的东西,这导致了我们每天仍然受益的一系列不断扩展的映射可能性。

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