现代地图学,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,都处于飞速发展之中。从20世纪初、中期发展起来的地图投影理论、地图符号理论和地图概括(制图综合) 理论,到20世纪中期发展起来的地图信息与传输理论、地图模拟与模型理论和地图认知与感受理论等,都是现代地图学发展的基础理论。以计算机和空间信息技术为代表的现代科学技术成就,使地图学的理论体系得到了进一步完善,地图制作技术和应用方式也发生了革命性的变革——地图制作由传统手工转向计算机制图技术,应用方式也由以模拟地图为其主要表现形式的传统地图转向了数字地图、电子地图、网络地图和多维动态地图等。如何使地图学课程建设适应现代科学技术发展的需要,特别是现代空间信息技术对地图学基本理论、制作技术和分析应用等需要,值得认真思考。
张荣群,袁勘省,王英杰主编的《现代地图学基础(高等院校资源与环境系列精品课程建设教材)》贯穿了这一理念,共划分为十章组织编写。
《现代地图学基础(高等院校资源与环境系列精品课程建设教材)》第一章为现代地图学概论部分,讲述现代地图与现代地图学的基本概念(包括现代地图与地图学的新概念) ,现代地图分类、组成要素以及地图学的发展历史和制图技术进步与展望等。第二章讲述了地图的基本框架与成图方法,包括传统制图技术下的地图测制与编制技术和数字环境下的地图测制与编制方法。第三、四、五章分别讲述了地图学的三个经典理论(即地图投影理论、地图符号理论和地图概括理论) ,并结合数字环境下地图制图的需要,对有关的定量描述模型、算法设计与实现方面的内容进行了介绍。第六、七、八章分别讲述了几种主要的地图类型,即普通地图与专题地图、数字地图与电子地图、综合地图(系列地图、地图集) 与地学信息图谱,以及地图4D产品等,主要从数字产品的形式、制作技术和方法上进行讲解。第九章结合信息时代对地图产品的新需求,介绍了遥感制图、数字地球、全球制图等方面的内容。第十章从地图学的三个新理论(即地图信息与传输理论、地图模拟与模型理论和地图认知与感受理论) 出发,讲述地图选用、地图阅读、地图量算、地图分析解译和地图的野外使用与填图作业等内容。
《现代地图学基础(高等院校资源与环境系列精品课程建设教材)》这本教材是在中国农业大学张荣群博士编著、西北大学袁勘省教授主审、西安地图出版社2002年出版的原《地图学基础》一书的基础上,结合各位作者在各自专业“地图学”课程教学实践的成果,依据时代发展对课程内容的新要求,作了许多修改,特别是对现代地图与地图学的新概念、空间坐标系和地图新品种等方面,进行了较为详细的补充与完善。根据地图学当前理论与实践研究的重点转移,我们特增加了综合地图与地学信息图谱、遥感制图与数字地球两章,另外对地图的分析应用也进行了较为系统的论述。由于野外数字测图、全数字摄影测量、全球定位系统(GPS)、遥感(Rs)、地理信息系统(GIS) 等内容都另有专门的课程讲授,所以本书对这部分内容均未叙述。
特定的符号系统地球表面上的事物,在航空像片和卫星图像上是用黑白灰阶或彩色色阶表现出来的,在地图上则是运用特定的符号系统来表示的。为什么地图上要采用特定的符号系统呢?因为地理事物的形状、大小、性质等特征千差万别、十分复杂,如果全部按它们的原貌缩绘到地图上,将会杂乱无章,实际上也是不可能的。例如,有些事物由于缩小,按比例尺不能表示出来,但就其作用来说又必须保留在地图上;另外,有些事物,例如作为三度空间的地貌,只有用一组等高线系统才能将其显示于平面上;还有一些看不见的现象,如地磁、风速、风向、气温、降雨量、土壤有机质含量等,若不用特定的符号就无法将其表示在图面上;再者,采用符号系统,还可以将主要地物与次要地物区别开来,即主要地物用明显的符号或颜色表示,次要地物用不太明显的符号或颜色表示。因此,符号是地图的语言,犹如文章和语言中的文字。地图与文字比较,其特点是:具有形象直观与一览性、地理方位性和几何量测性,谚云“一图胜千言”就是这个道理。
地图的上述特性不仅不降低航片、卫片、文字的作用,而且两者还可以相互比较和补充。所以,地图与风景画和照片以及文字的另一个本质区别就是地图有了自己的语言——地图符号系统。
(二)现代地图基本特性的拓展
现代地图一般认为就是指在数字环境下制作的地图。这种数字式现代地图与传统模拟式纸质地图相比较有很大不同。陈述彭先生认为地图从古代到现代,在信息源和信息获取手段、存储和检索方法、分析加工与制图方法、最终可视化产品的形式等方面都发生了漂移。这表明,随着科学技术的进步和时代与社会的发展,地图从内容到形式,从信息源到成图方法,从编图到用图,都发生了巨大的变化。特别是这种变化对地图的数学基础(地图投影与比例尺)、地图符号系统和地图概括这3条基本特性来说,在数字环境下都有所发展。但这3条基本性质却没有根本改变。如数字地图、屏幕地图、电子地图的比例尺不固定,可以任意缩放;地图符号、注记和色彩的生成与修改十分方便;地图内容可实现自动概括等等,地图较文字的形象直观性、地理方位性和几何精确性3项基本特点也有所发展,如由二维静态可视化发展为多维动态可视化;有些地图只要求地理规律性的反映,或能说明问题就行,并不要求几何精度等等。但这3个特点也没有根本改变。总之,我们把地图的这种变化只能称为特性的拓展,就是因为其实质没有改变。从这个意义上说,地图是永生的,它还将永远生存下去。
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