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摘要:多媒體電子地圖是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種比電子地圖更新的地圖服務(wù)方式。介紹多媒體電子地圖的內(nèi)容及其主要優(yōu)點(diǎn)，探討多媒體電子地圖的制作流程及制作中需要注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:多媒體電子地圖;地圖制圖;圖像校正;地圖數(shù)字化

電子地圖是20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)的，是利用計(jì)算機(jī)輔助地圖制圖技術(shù)制作的一種新型地圖，因其靈活性、共享性和易計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)深受用戶的歡迎。與普通紙質(zhì)地圖相比，電子地圖的表現(xiàn)形式更靈活、生動(dòng)，內(nèi)容更全面、豐富，更適應(yīng)社會(huì)和技術(shù)發(fā)展的要求。多媒體電子地圖是在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下，將圖片、動(dòng)畫、文本、視頻及聲音等多媒體信息整合到電子地圖中形成的地圖，是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種更新的地圖服務(wù)方式。它可引入底圖圖片、旅游信息文體、多媒體技術(shù)和可視化技術(shù)，使地圖的表現(xiàn)形式具有極強(qiáng)的動(dòng)態(tài)特征，是電子地圖的進(jìn)一步發(fā)展，在表現(xiàn)空間信息的動(dòng)態(tài)性及用戶與系統(tǒng)間的交互探究方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。20世紀(jì)90年代，美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家制作完成了一批多媒體電子地圖集，包括美國(guó)出版的3D世界地圖集和加拿大、美國(guó)等國(guó)的國(guó)家電子地圖集。我國(guó)也緊跟國(guó)際形勢(shì)，大力研究和開發(fā)了國(guó)內(nèi)的多媒體電子地圖。

1多媒體電子地圖的內(nèi)容

多媒體電子地圖顯示的內(nèi)容是利用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)獲取的、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的地理綜合基礎(chǔ)測(cè)繪成果資料，是對(duì)地表形態(tài)、地表覆蓋和重要地理國(guó)情要素等進(jìn)行動(dòng)態(tài)和定量的三維測(cè)繪，根據(jù)測(cè)繪成果統(tǒng)計(jì)分析其變化量、分布特征、地域差異、變化趨勢(shì)等反映各類資源環(huán)境、生態(tài)等要素的空間分布和變化的地理信息數(shù)據(jù)，并從地理空間角度客觀、動(dòng)態(tài)地展示旅游信息、交通信息、生活起居、國(guó)情國(guó)力等。多媒體電子地圖可為國(guó)家制定宏觀調(diào)控政策，協(xié)調(diào)區(qū)域開發(fā)，保障我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的地理國(guó)情信息。

2多媒體電子地圖的主要優(yōu)點(diǎn)

2．1表現(xiàn)手段多樣化

多媒體電子地圖集地圖文本、影像、圖表、聲音、視頻等多種信息于一體，不僅豐富了地圖的內(nèi)容，還融合了多種信息表現(xiàn)手段，如閃爍、動(dòng)畫、三維顯示、空中飛行、虛擬現(xiàn)實(shí)等，有利于同時(shí)調(diào)動(dòng)讀者的多種感官，最大限度地發(fā)揮地圖的閱讀功效。

2．2用戶界面靈活方便

多媒體電子地圖可提供開窗放大、地圖漫游、地圖檢索等功能，實(shí)現(xiàn)大范圍(包括全球范圍)地圖與影像的無(wú)縫拼接，不受地圖分幅的限制;可任意放大(比例尺)漫游瀏覽，從宏觀到中觀，再到微觀(最大比例尺顯示)，地圖內(nèi)容由粗到細(xì)，便于地圖的使用與分析。同時(shí)，通過(guò)人機(jī)交互界面，使讀者由被動(dòng)讀圖到通過(guò)主動(dòng)操作來(lái)獲取所需信息，激發(fā)讀者的用圖興趣。

2．3多維與動(dòng)態(tài)可視化

顯示多媒體電子地圖可通過(guò)閃爍、動(dòng)畫、三維顯示、空中飛行、虛擬現(xiàn)實(shí)等表現(xiàn)手段突出表現(xiàn)某個(gè)要素和現(xiàn)象，或顯示各現(xiàn)象和要素的多維形態(tài)與時(shí)空動(dòng)態(tài)變化，不僅豐富了對(duì)自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)仿真表達(dá)，還增強(qiáng)了讀者的直觀視覺(jué)感受效果。

2．4實(shí)時(shí)信息檢索和地圖分析

多媒體電子地圖可提供各類信息的快速查詢檢索，能在屏幕地圖上快速自動(dòng)量算坐標(biāo)、長(zhǎng)度(距離)和面積，進(jìn)行多種統(tǒng)計(jì)分析與空間分析，包括相關(guān)地圖的疊置比較等。

2．5資料更新快捷，操作方便，易于更新

再版地圖數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要，適時(shí)更新，下載打印。制作成本低，復(fù)制生產(chǎn)簡(jiǎn)便，降低了再版所需的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，從而降低了制作成本，使地圖的再生產(chǎn)由復(fù)雜變得簡(jiǎn)單。

2．6光盤存貯量大，攜帶使用方便

多媒體技術(shù)與其他多種技術(shù)的進(jìn)一步緊密相連，如大容量光碟存儲(chǔ)器CD-ROM、DVD-ROM，實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和大規(guī)模集成電路制造技術(shù)等。電子地圖使用數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)，一張光盤很容易存放幾百?gòu)埖貓D，通過(guò)光盤直接傳輸和閱讀，顯示和漫游的速度較快，傳播便捷。

3多媒體電子地圖的制作

多媒體電子地圖在設(shè)計(jì)上，仍遵循地圖設(shè)計(jì)的原則。首先，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)(編寫腳本)，即對(duì)地圖系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)形式、圖幅編排、各圖間的協(xié)調(diào)配合以及色調(diào)、音樂(lè)、顯示方式和交互方式等進(jìn)行總體設(shè)計(jì);其次，根據(jù)多媒體電子地圖的功能確定系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境，進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)處理，并根據(jù)要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，形成完整的系統(tǒng);最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試修改和檢查，將完整的電子地圖數(shù)據(jù)存放在共享的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，為人們提供可視化空間信息查詢、定位及專題信息查詢檢索服務(wù)。

3．1圖像幾何校正

對(duì)掃描柵格地圖進(jìn)行裁剪，使地圖范圍達(dá)到成圖要求，然后根據(jù)已獲取控制點(diǎn)的坐標(biāo)(平面直角坐標(biāo)系)，在ERDASIMAGINE中對(duì)柵格圖像進(jìn)行幾何校正。校正過(guò)程主要包括2個(gè)環(huán)節(jié):一是像素坐標(biāo)的變換，即將圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地圖或地面坐標(biāo);二是對(duì)像素亮度值進(jìn)行重采樣。由于地球曲率、大氣折射和地面起伏變化所產(chǎn)生的非系統(tǒng)圖像變形，在進(jìn)行圖像幾何校正時(shí)，要注意選擇明顯地物特征點(diǎn)(如水系交叉口，道路交叉口等)，輸入地理坐標(biāo)進(jìn)行校正。為了保證圖像中各地物要素相對(duì)地理位置精度準(zhǔn)確，在影像視覺(jué)上差異最小，需要去掉X軸的帶號(hào)。另外，還要根據(jù)選取地面控制點(diǎn)的原則選用校正系數(shù)，確定采集控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)，校正系數(shù)需滿足方程(n+2)(n+1)/2，n通常取4。

3．2地圖數(shù)字化

一幅效果較好的電子地圖，需要數(shù)字化的信息包括道路、居民小區(qū)、市政設(shè)施、基礎(chǔ)信息等。其中，道路按主要道路、一般道路和普通道路分三級(jí)進(jìn)行數(shù)字化，市政設(shè)施按公園、游樂(lè)園、隧道、鐵路和橋梁等類型進(jìn)行數(shù)字化，基礎(chǔ)信息是對(duì)河流等進(jìn)行數(shù)字化，其他信息都以居民小區(qū)形式進(jìn)行數(shù)字化表示。需要注意的是，在數(shù)字化前首先應(yīng)在AutoCAD中對(duì)這些信息進(jìn)行分層，并對(duì)面狀地物的屬性信息通過(guò)加入POINT點(diǎn)的形式進(jìn)行設(shè)定，最后再對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字化，輸出DXF格式文件。

3．3地圖數(shù)據(jù)拓?fù)涮幚?/p>

對(duì)獲得的DXF文件，采用ArcInfo軟件的Work-Station對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分8個(gè)步驟:創(chuàng)建工作區(qū)間，把工作區(qū)間轉(zhuǎn)移到新創(chuàng)建的工作區(qū)間中，轉(zhuǎn)換DXF文件為COVERAGE，取得默認(rèn)參數(shù)$rest，選擇Y，對(duì)其他圖層數(shù)據(jù)同樣處理，對(duì)COVERAGE文件中的點(diǎn)進(jìn)行拓?fù)涮幚恚袰OVERAGE文件的特征屬性表和DXF文件的圖層屬性連接起來(lái)，對(duì)COVERAGE文件進(jìn)行多邊形拓?fù)涮幚怼Ｔ趯?duì)COVERAGE文件中的點(diǎn)進(jìn)行拓?fù)涮幚頃r(shí)，一定要保證COVERAGE文件中所有點(diǎn)數(shù)據(jù)的屬性完整、準(zhǔn)確，否則直接影響下一步驟中COVERAGE文件的特征屬性表和DXF文件的圖層屬性之間的完全匹配連接操作以及多邊形拓?fù)錈o(wú)縫覆蓋處理。

3．4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

1)COVERAGE轉(zhuǎn)Shapefile。對(duì)COVERAGE文件，選擇其中的POLYGON格式文件，導(dǎo)入到Arc-Map中，右擊圖層，彈出菜單中選擇“數(shù)據(jù)”菜單，選擇“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”，輸出數(shù)據(jù)(Shapefile格式)。2)Shapefile轉(zhuǎn)TAB。對(duì)獲得的Shapefile文件，在MapInfo中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。對(duì)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行投影變換時(shí)，一定要確保特征控制點(diǎn)的經(jīng)緯度正確無(wú)誤，投影帶和投影帶序號(hào)設(shè)定準(zhǔn)確，保證電子地圖中所有地物要素地理位置不變形，這是較關(guān)鍵的一步。

3．5地圖配色處理

將獲取的TAB文件全部導(dǎo)入MapInfo中進(jìn)行圖層編輯處理。對(duì)選擇的圖層進(jìn)行局部配色處理。處理時(shí)色彩不要太過(guò)濃重，盡量選擇一些淺淡、素雅的顏色進(jìn)行搭配。

3．6添加地圖標(biāo)注

配色處理完成后，創(chuàng)建標(biāo)注圖層，添加地圖標(biāo)注。添加標(biāo)注時(shí)需要注意主次分明，互不混淆;不壓蓋重要地物;整齊美觀，符合規(guī)范或習(xí)慣;標(biāo)注的密度與被標(biāo)注地物的密度一致。

3．7使用GPS控制點(diǎn)對(duì)地圖進(jìn)行驗(yàn)證

由于GPS控制點(diǎn)是以度、分、秒形式表示的球面坐標(biāo)，而MapInfo中默認(rèn)的坐標(biāo)形式則是地理直角坐標(biāo)，因此，首先要把地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為球面坐標(biāo)。轉(zhuǎn)換完成后，需要根據(jù)GPS點(diǎn)位信息，檢查地圖坐標(biāo)是否正確。

3．8對(duì)地圖重新矯正

如果地圖未完全達(dá)到要求，即坐標(biāo)未達(dá)到要求，首先需要把GPS控制點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地理坐標(biāo)，然后在AutoCAD中根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)地圖進(jìn)行矯正。矯正時(shí)，若精度要求較低，只需對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng);如果矯正精度要求高，則需要將矢量數(shù)據(jù)重新矯正到柵格圖像上。

4結(jié)語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下，多媒體電子地圖不僅擴(kuò)展了制圖領(lǐng)域，還提供了更有效的制圖方法和地圖使用方法。多媒體電子地圖雖不能完全取代傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖和電子地圖，但其靈活的表現(xiàn)形式，豐富的表現(xiàn)內(nèi)容，更新的技術(shù)融合手段和動(dòng)態(tài)的交互方式受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，市場(chǎng)前景廣闊。今后，在多媒體電子地圖制作中，還需要進(jìn)一步提高專業(yè)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)水平，使地圖專業(yè)要素的嚴(yán)肅性和精度完整地體現(xiàn)在多媒體電子地圖中，為全社會(huì)提供最精確的地圖服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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［3］朱佳提．《南京旅游多媒體電子地圖》的設(shè)計(jì)與制作［J］．地圖，2000(2):17－20

作者：張潤(rùn)科 單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)地圖院