浅议电子地图的设计与表示内容
吴建中
【摘要】 本文分析了电子地图用户的实际需求，论述了电子地图的设计原理，并对电子地图的表示内容进行分析和总结。
【关键词】 电子地图 地图设计 多媒体
1 引 言
电子地图是电子技术与制图理论相结合的产物，它与传统纸介质地图相比，具有显著的优越性。多媒体技术、可视化技术的介入，使电子地图的表现内容更加丰富和形象。由于数据存储和数据表示相分离，使得电子地图图形的表现形式具有极强的动态特性，可将地图阅读和制作融合起来，由此带来了地图制图的全新概念。目前，世界各国都在竞相研制和生产各自的电子地图产品，国内近年来也有不少电子地图产品问世，电子地图的用途和功能随着科学技术的进步和社会经济的发展而日益完善，越来越多的电子地图产品走入了寻常百姓家庭。
2 电子地图的设计原理
由于电子地图与纸介质地图在色彩显现方式、信息的载体、读图环境等方面存在许多差异。因此，电子地图的设计既要遵循纸介质地图的设计原则，又要充分考虑自身的特点，以满足电子地图的设计要求。
2．1电子地图的特点
电子地图是以数字地图为基础，并以多媒介显示数据的可视化产品。
电子地图与纸介质地图相比，最显著的特征是数据存储和数据显示相分离，在视觉感受方面，电子地图是活动的、交互式的，并可以用多种媒体的形式进行表达。电子地图的新特点主要有以下几个方面：
电子地图显示最新的事实。地理现象和各种专题信息的变化可以真实、迅速地反映在电子地图上。
电子地图可以实时、动态地表现空间信息。地理现象在时间文上的发展变化可以进行动态反映，静态现象可以通过闪烁、渐变、动画等手段进行动态反映。
电子地图强调信息的交互性获取和显示。用户使用电子地图，可以对数据的输入、编辑、显示等进行操作，将制图过程和用图过程融为一体。
电子地图可以应用超媒体技术实现图、文、声互补。用户可以通过使用用户界面输入、产生、操作和输出文字、图像、声音和视频等信息，获取信息的方式更加迅速、直观、生动。
2．2电子地图的设计原则
用户对电子地图的反应，首先是对其功能的反应，看其能否满足用图要求；其次是审美方面的反应，看图幅的整体效果是否美观。电子地图必须在屏幕上观看，因而受计算机屏幕的分辨率、可视范围等影响较大，且不同的用途对电子地图表示的内容要求也不尽相同，所以电子地图必须根据不同的应用分别设计。总的来说，电子地图的设计应遵循以下几条原则：
一幅好的地图作品，不论使用何种载体，都必须使用户能方便快捷地获取所需要的各种信息。
电子地图的图面应该比传统的纸质地图设计的更加简洁、清晰、易读。若一幅地图，内容设计得十分合理、丰富，视觉效果却杂乱无章，那么，其地图设计最终可以说是失败的。
电子地图的使用者，很多不是制图专家，也不是软件运用高手，这就要求电子地图有直观的用户界面，简易的操作步骤。
2．3电子地图设计的内容
电子地图的设计包括系统设计和技术设计两大部分。
系统设计是电子地图设计的基础，是电子地图生存环境的设计。主要内容包括电子地图的数据流程设计、软件设计、硬件配置设计以及系统的评估等。
技术设计是电子地图设计的关键。主要内容有电子地图的整体设计、数学基础设计、内容设计、符号设计、数据存贮管理设计、显示技术设计，以及图形图像处理和算法设计等。
这里主要针对电子地图的内容设计进行分析。内容设计是建立在用途和环境基础上的一种设计：地图是反映某一地区客观环境的．因此制图者必须深刻地认识对象。才能更好地反映对象。区域研究的范围涉及政治、军事、经济和自然环境诸方面的问题，所用资料相当广泛，设计时要确定表示哪些内容，表示到何种详细程度。例如要表示公路，根据区域环境特点和地图用途，可将公路分为高速公路、国道、省道和县道等。
3 电子地图的表示内容
地图的容量是有限的，不可能将地面上的全部物体和现象都表示出来，如何对大量的数据和资料建立统一的概念模型，完成对电子地图内容的有效、合理反映是一个需要重点解决的问题。
传统的纸介质地图，数据的存储和数据的表示融为一体，地图内容在纸面的展示是多层次图形的融合，是各种用户需要内容的并集，所以地图设计人员必须尽量提高地图图面的载负量。对于电子地图而言，载负量不是一个主要问题，可以视具体情况用分类、分级、分层等方式进行显示输出。电子地图表示内容的确定主要取决于其用途、资料和数据情况以及地理环境特点等。
3.1 电子地图要素的分类
电子地图要素指具有相同性质的实体的集合及其数字图形表示。将相同性质的实体归纳在一起。并用确定的数字形式和屏幕图形形式加以表示，称为电子地图要素。例如将具有通行性能的铁路、公路、大车路、桥梁等的集合称之为电子地图的道路要索。
电子地图要素的分类。通常是按客观世界的事物或现象的性质和用途进行划分的，而且已经形成标准，这主要体现在各种比例尺的地图图式和规范中。电子地图和数字地图具有承上启下的密切关系，因此，电子地图的要素分类应与数字地图的要素分类一致。
电子地图要素利用其属性信息、几何信息、拓扑信息和辅助信息进行描述，这些信息是以数据作为载体的。属性信息是描述电子地图要索分类分级和质量数量特征的信息；几何信息足电子地图要素空间位置和几何图形的信息；拓扑信息是描述以结点、弧段和面域所代表的地图要素之间邻接、关联、包含等关系的信息；辅助信息是指除属性信息、几何信息和拓扑信息以外的。根据实际需要的信息，例如颜色、灰度、线型闪烁、说明等。
3.2 电子地图内容的确定
电子地图需要表示的内容主要包括以下几个方面：
客观的现实世界包括自然地理要素和社会经济要素。
自然地理要素包括海洋、陆地水系、地貌以及土地植被等。电子地图上表示的海洋要素，主要包括海岸和海底地貌，有时也表示海流、潮流、海底底质以及冰界、海上航行标志等，陆地水系主要包括河流、湖泊、水库及池塘、点状水系符号、水系附属物和水系注记等。土质和植被是一种面状分布的物体，常用地类界、说明符号、底色和说明注记相配合来表示。地图上表示的地貌的要求主要有反映地貌的形态特征，表示地貌不同类型、分布特点，具有可量测性，显示出地面立体感等，通常采用等高线法、分层设色法和地貌晕渲法表示。
社会经济要素包括居民地、交通网、境界等。居民地是人类居住和进行各种活动的中心场所，应表示出居民地的形状、建筑物的质量特征、行政等级和人口数等。交通网是各种交通运输的总称，它包括陆地交通、水路交通、空中交通和管线运输等几类。在地图上应正确表示交通网的类型和等级、位置和形状、通行程度和运输能力以及与其它要素的关系等。境界区分为政区境界和其它境界。政区境界包括国界(已定、未定)，省、自治区、中央直辖市界，自治州、盟、直辖市界，县、自治县、旗界等；其它境界包括地区界、停火线界、禁区界等。
对有关人口、收入、工农业产值、交通状况以及其它客观和抽象事物的统汁资料和文件等，统称为专题信息。
在电子地图中，专题要素可以采用专题图的形式表示。也可以借助多媒体技术和动画技术进行显示输出。
对客观存在的自然要素和抽象的现象进行分析，可以将分析结果显示为专题图和动画的形式，如透视分析，坡度坡向分析、土壤分析、地貌分析等。
规划的建筑物、道路、街道等在电子地图中可以采用多种形式进行显示；预测结果也可以采用动态地图、三文模型和动画形式等进行描述．如城市规划、天气预报。
4 几点看法
计算机和电子技术的发展和应用，使地图学发生了重大变革，改变了传统地图的生产和应用模式，使传统的模拟地图学进入了现代的数字地图学。但也应该看剑，电子地图的设计原理和方法还有不尽如人意的地方，需要进一步完善；对电子地图的表示内容还未形成标准，电子地图的生产存在无统一标准，缺少应遵守的规范，各类产品杂乱无章的局面；电子地图产品还不能完全满足用户的需求。在用户界面的设计方面，存在过于专业化的倾向，应该更加人性化，人机交互功能也需要进一步的增强；在电子地图的内容表示方面，存在过于追求全面的问题，应在满足其用途的前提下，尽量简单、明了，方便使用者分析、查询；另外，电子地图对软、硬件环境的依赖性很强，在一些特殊的场合，仍旧需要使用纸介质地图，因此，在设计电子地图时仍然需要考虑其喷绘成图的效果。由此可见，电了地图需要从用户的需求出发，不断加以完善，并按人的认识心理合理确定其表示内容。
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