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探究多媒体电子地图及其制作

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摘要:多媒体电子地图是利用网络技术、通信技术和GIS技术实现的一种比电子地图更新的地图服务方式。介绍多媒体电子地图的内容及其主要优点,探讨多媒体电子地图的制作流程及制作中需要注意的问题。

关键词:多媒体电子地图;地图制图;图像校正;地图数字化

电子地图是20世纪80年代初出现的,是利用计算机辅助地图制图技术制作的一种新型地图,因其灵活性、共享性和易计算等优点深受用户的欢迎。与普通纸质地图相比,电子地图的表现形式更灵活、生动,内容更全面、丰富,更适应社会和技术发展的要求。多媒体电子地图是在计算机技术支持下,将图片、动画、文本、视频及声音等多媒体信息整合到电子地图中形成的地图,是利用网络技术、通信技术和GIS技术实现的一种更新的地图服务方式。它可引入底图图片、旅游信息文体、多媒体技术和可视化技术,使地图的表现形式具有极强的动态特征,是电子地图的进一步发展,在表现空间信息的动态性及用户与系统间的交互探究方面具有很大的优势。20世纪90年代,美国、加拿大等发达国家制作完成了一批多媒体电子地图集,包括美国出版的3D世界地图集和加拿大、美国等国的国家电子地图集。我国也紧跟国际形势,大力研究和开发了国内的多媒体电子地图。

1多媒体电子地图的内容

多媒体电子地图显示的内容是利用现代测绘技术获取的、现势性强的地理综合基础测绘成果资料,是对地表形态、地表覆盖和重要地理国情要素等进行动态和定量的三维测绘,根据测绘成果统计分析其变化量、分布特征、地域差异、变化趋势等反映各类资源环境、生态等要素的空间分布和变化的地理信息数据,并从地理空间角度客观、动态地展示旅游信息、交通信息、生活起居、国情国力等。多媒体电子地图可为国家制定宏观调控政策,协调区域开发,保障我国社会经济可持续发展提供准确、动态的地理国情信息。

2多媒体电子地图的主要优点

2.1表现手段多样化

多媒体电子地图集地图文本、影像、图表、声音、视频等多种信息于一体,不仅丰富了地图的内容,还融合了多种信息表现手段,如闪烁、动画、三维显示、空中飞行、虚拟现实等,有利于同时调动读者的多种感官,最大限度地发挥地图的阅读功效。

2.2用户界面灵活方便

多媒体电子地图可提供开窗放大、地图漫游、地图检索等功能,实现大范围(包括全球范围)地图与影像的无缝拼接,不受地图分幅的限制;可任意放大(比例尺)漫游浏览,从宏观到中观,再到微观(最大比例尺显示),地图内容由粗到细,便于地图的使用与分析。同时,通过人机交互界面,使读者由被动读图到通过主动操作来获取所需信息,激发读者的用图兴趣。

2.3多维与动态可视化

显示多媒体电子地图可通过闪烁、动画、三维显示、空中飞行、虚拟现实等表现手段突出表现某个要素和现象,或显示各现象和要素的多维形态与时空动态变化,不仅丰富了对自然现象和社会现象的动态仿真表达,还增强了读者的直观视觉感受效果。

2.4实时信息检索和地图分析

多媒体电子地图可提供各类信息的快速查询检索,能在屏幕地图上快速自动量算坐标、长度(距离)和面积,进行多种统计分析与空间分析,包括相关地图的叠置比较等。

2.5资料更新快捷,操作方便,易于更新

再版地图数据可以根据需要,适时更新,下载打印。制作成本低,复制生产简便,降低了再版所需的时间和经费,从而降低了制作成本,使地图的再生产由复杂变得简单。

2.6光盘存贮量大,携带使用方便

多媒体技术与其他多种技术的进一步紧密相连,如大容量光碟存储器CD-ROM、DVD-ROM,实时多任务操作系统技术、数据压缩技术和大规模集成电路制造技术等。电子地图使用数字存储介质,一张光盘很容易存放几百张地图,通过光盘直接传输和阅读,显示和漫游的速度较快,传播便捷。

3多媒体电子地图的制作

多媒体电子地图在设计上,仍遵循地图设计的原则。首先,进行总体设计(编写脚本),即对地图系统的总体结构、表现形式、图幅编排、各图间的协调配合以及色调、音乐、显示方式和交互方式等进行总体设计;其次,根据多媒体电子地图的功能确定系统的软、硬件环境,进行数据获取和数据处理,并根据要求对数据进行集成,形成完整的系统;最后,对系统进行调试修改和检查,将完整的电子地图数据存放在共享的大数据平台,为人们提供可视化空间信息查询、定位及专题信息查询检索服务。

3.1图像几何校正

对扫描栅格地图进行裁剪,使地图范围达到成图要求,然后根据已获取控制点的坐标(平面直角坐标系),在ERDASIMAGINE中对栅格图像进行几何校正。校正过程主要包括2个环节:一是像素坐标的变换,即将图像坐标转换为地图或地面坐标;二是对像素亮度值进行重采样。由于地球曲率、大气折射和地面起伏变化所产生的非系统图像变形,在进行图像几何校正时,要注意选择明显地物特征点(如水系交叉口,道路交叉口等),输入地理坐标进行校正。为了保证图像中各地物要素相对地理位置精度准确,在影像视觉上差异最小,需要去掉X轴的带号。另外,还要根据选取地面控制点的原则选用校正系数,确定采集控制点的个数,校正系数需满足方程(n+2)(n+1)/2,n通常取4。

3.2地图数字化

一幅效果较好的电子地图,需要数字化的信息包括道路、居民小区、市政设施、基础信息等。其中,道路按主要道路、一般道路和普通道路分三级进行数字化,市政设施按公园、游乐园、隧道、铁路和桥梁等类型进行数字化,基础信息是对河流等进行数字化,其他信息都以居民小区形式进行数字化表示。需要注意的是,在数字化前首先应在AutoCAD中对这些信息进行分层,并对面状地物的属性信息通过加入POINT点的形式进行设定,最后再对图像进行数字化,输出DXF格式文件。

3.3地图数据拓扑处理

对获得的DXF文件,采用ArcInfo软件的Work-Station对其进行数据处理,分8个步骤:创建工作区间,把工作区间转移到新创建的工作区间中,转换DXF文件为COVERAGE,取得默认参数$rest,选择Y,对其他图层数据同样处理,对COVERAGE文件中的点进行拓扑处理,把COVERAGE文件的特征属性表和DXF文件的图层属性连接起来,对COVERAGE文件进行多边形拓扑处理。在对COVERAGE文件中的点进行拓扑处理时,一定要保证COVERAGE文件中所有点数据的属性完整、准确,否则直接影响下一步骤中COVERAGE文件的特征属性表和DXF文件的图层属性之间的完全匹配连接操作以及多边形拓扑无缝覆盖处理。

3.4数据转换

1)COVERAGE转Shapefile。对COVERAGE文件,选择其中的POLYGON格式文件,导入到Arc-Map中,右击图层,弹出菜单中选择“数据”菜单,选择“导出数据”,输出数据(Shapefile格式)。2)Shapefile转TAB。对获得的Shapefile文件,在MapInfo中进行数据转换。对转换的数据文件进行投影变换时,一定要确保特征控制点的经纬度正确无误,投影带和投影带序号设定准确,保证电子地图中所有地物要素地理位置不变形,这是较关键的一步。

3.5地图配色处理

将获取的TAB文件全部导入MapInfo中进行图层编辑处理。对选择的图层进行局部配色处理。处理时色彩不要太过浓重,尽量选择一些浅淡、素雅的颜色进行搭配。

3.6添加地图标注

配色处理完成后,创建标注图层,添加地图标注。添加标注时需要注意主次分明,互不混淆;不压盖重要地物;整齐美观,符合规范或习惯;标注的密度与被标注地物的密度一致。

3.7使用GPS控制点对地图进行验证

由于GPS控制点是以度、分、秒形式表示的球面坐标,而MapInfo中默认的坐标形式则是地理直角坐标,因此,首先要把地理坐标转换为球面坐标。转换完成后,需要根据GPS点位信息,检查地图坐标是否正确。

3.8对地图重新矫正

如果地图未完全达到要求,即坐标未达到要求,首先需要把GPS控制点坐标转换为地理坐标,然后在AutoCAD中根据控制点坐标对地图进行矫正。矫正时,若精度要求较低,只需对矢量数据进行移动;如果矫正精度要求高,则需要将矢量数据重新矫正到栅格图像上。

4结语

在计算机技术支持下,多媒体电子地图不仅扩展了制图领域,还提供了更有效的制图方法和地图使用方法。多媒体电子地图虽不能完全取代传统纸质地图和电子地图,但其灵活的表现形式,丰富的表现内容,更新的技术融合手段和动态的交互方式受到越来越广泛的关注,市场前景广阔。今后,在多媒体电子地图制作中,还需要进一步提高专业技术人员的业务水平,使地图专业要素的严肃性和精度完整地体现在多媒体电子地图中,为全社会提供最精确的地图服务。

参考文献

[1]杜清运,邬国锋,蔡忠亮.多媒体电子地图集中超媒体结构的语言学机制[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(1):18-24

[2]艾廷华.动态符号与动态地图[J].武汉测绘科技大学学报,1998,23(1):47-51

[3]朱佳提.《南京旅游多媒体电子地图》的设计与制作[J].地图,2000(2):17-20

作者:张润科 单位:内蒙古自治区地图院

探究多媒体电子地图及其制作责任编辑:张雨    阅读:人次