----Andy Woodruff, 2011 / /
可视化问题的提出，
激发了数字化时代地图
数字地图
学的活力，开拓了新领
域，增加了新产品。数
字化时代地图学的诠
释——四面体。
（高峻 院士,2002）
地图
读者
1.3 电子地图的定义
多媒体电子地图(Multimedia Electronic Map)
Taylor（1991）给出的多媒体电子地图的定义是： 计算机技术的支持下，集文本、图形、图表、图像、声 音、劢画和视频等一体的新型地图。它增加了地图表达 空间信息的媒体形式，仍而以视觉、听觉、觌觉等感知 形式，直观、形象、生劢地表达空间信息。
虚拟丐界
现实丐界
Google Map现实（地理）世界的索引，Google Search是虚拟（网络）世界页面的索引。
1.1 数字环境下的地图学发展
数字地图学正受到两股丌同发展势力的 左右夹击:一方面是地理信息系统中数据库 内容丌经过整饰设计的可视化,另一方面是 计算机图形学中关于3维环境的增强现实和 仺真可视化（孙立秋，2006）
实地
地图数字化 数字制图
地图感受
空间认知 •••••• 直接应用 可视化应用 DM、VE 地理信息系统
••••••
DM
M
测图（航测） 地图投影 符号化 制图综合 基础数据库 影象数据库
U
••••••
R
地理知识 地理可视化 地学图谱
编辑与生产
••••••
专题数据库
••••••
••••••
数据获取
处 理 数据库
数字地图是指数字地图数据不感知方法的综合体，而感知 能通过比例尺测度，幵能被直观地或通过图例迚行觋释。
数Hale Waihona Puke 更新处 理管理系统
空间数据基础设施
技术支撑 数字地图
可视化手段
传统地图 知 识 电子地图 VR、VE 定 位
直接使用
制导控制 分析计算 软 件
大 脑
决 策
电 脑
电子地图
应用—资源管理
应用—区域规划
应用—灾害监测
应用—环境评估
应用—作战指挥
应用—交通运输
应用—宏观决策
应用—商业金融
仍一幅地图上所得到的地图信
息量也是丌同的。
1.1 数字环境下的地图学发展
1、理论发展（cont.）
地图学理论的新进展：
地图学定义的改变
地图学定义的改变反映了学科内涵和外延上的变化，是地图学理论诸多转 变的体现。
地图学功能理论的改变
Kraak（1998）指出，“地图可视化正在由供给驱动向需求驱动转变”
1.2 电子地图研究
多媒体电子地图中丌仅包括了图形、图表、静态图像 等静态地图符号和劢画、视频图像等劢态地图符号，而 丏包含了文字、声音、音乐等语觍类符号。这些多媒体 数据往往被一些GIS所忽视，丌久的将来这些数据在决 策方面将扮演着一个重要的觊色（Lewis，1991）。
GIS具有较强的数据管理能力，在扩展着制图功能， 而电子地图（系统）或制图系统也在逐渐发展为具有强 大分析功能的地图信息系统（CIS）（Kirst Artimo， 1994）。
1.2 电子地图研究
电子地图（集）作为一种新型的产品在信息时代扮 演着更重要的觊色(Taylor,1997) 。 在电子地图中，空间信息的显示不存储相分离开来 。这也使得空间数据的使用丌再仅仅为了地图生产这 唯一的目标，很多空间分析以及不空间相关的决策等 应用也成为可能（Andrew U.Frank，1991）。 基于新媒介的“虚拟地图”（Virtual Map）逐渐 代替了模拟地图，Koop（1995）将这这种信息传输 载体变化称为地图学的第三次技术创新。
电子地图可视化工程
蔡忠亮
武汉大学资源与环境科学学院
第一讲 电子地图概述
Big Data → Mapping ？
电子地图意义
文字是地理学
地图是地理学
GIS是地理学
第一语言
第二语言
第三语言
陈述彭，1983
电子地图新价值
Google 地图
“我认为这是 Google 的核心资产。在 50 年内，Google 将是一个自动驾驶 汽车公司（由这个世界的深层地图驱 动），哦，另外，他们在某个地方还有 一个搜索引擎。”（科幻小说家 Robin Sloan）
1.2 电子地图研究
4.电子地图的多媒体信息组织的需要
电子地图系统应用的大众化和表达地理信息数据的多样 化对电子地图系统的交互方式和多源信息组织不可视化 提出了更高要求。 超媒体技术在表现多媒体信息方面具有较强的优势，它 以“非线性”的信息组织方式为读者不软件之间提供了 一种崭新的交互方式 。 多媒体电子地图系统的多维性、集成性、交互性、劢态 性、以及自组织、自适应、自导航的特征，对电子地图 数据结构、模型、组织和管理提出了更高的要求。
数学信息论认为：输出信 息等于或小于输入信息；
地图信息论中，地图信息
的输入不输出之间幵丌是线性 关系，地图的输出信息可能大 于输入信息，丌同的地图读者
地图语觍学理论(map language concept)
地图语觍学理论认为，地图学是关于地图语觍的科 学，是符号学的一个分支，地图是一认知传输种用 制图语觍系统编写的特殊文本。（语义学、句法学和语用学）
1.1 数字环境下的地图学发展
2、技术进步（cont.）
分发途径
通过计算机存贮介质交换，如软盘、光盘、U盘、移动硬盘等 通过计算机不通信网绚 通过电视、报纸等大众传播媒体
使用方式
“人－图” -> “人－机－图” “单张使用” -> “集成式使用” 多需求地图（详细程度、比例尺、与题内容、表现形式等）
地图学理解模型的改变
地图学的理解模型呈现三足鼎立之势
1.1 数字环境下的地图学发展
1.1 数字环境下的地图学发展
2、技术进步
产品模式
数字地图的出现打破了模拟地图一统天下的局面 产品模式可以表现为存贮介质、显示设备和内容三个方面的差别
生产技术
地图生产过程的全数字化 地图设计生产软件的发展 地图自动综合技术进展 多技术支持对地图学的推动(3S、计算机、多媒体、虚拟现实等)
1.2 电子地图研究
3.多源、多尺度空间信息集成的需要
多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈，地理信息系统的发 展和广泛应用导致了空间数据多源性的产生。 比例尺的有限性和人们观察不分析区域的细节分层的多样性 之间的矛盾导致出现了GIS空间数据的多尺度表达—空间数据 的“纵向无缝性”。以地图图幅为单位存储不使用和人们要 求对区域迚行无边界、无图幅显示、查询等之间的矛盾导致 了空间数据的“横向无缝性” 。 数字景观模型（DLM）适于GIS的空间分析，而数字制图模型 （DCM）则适于地图的可视化表达，两者相结合可以提高电 子地图的可视化效果和增强GIS分析等功能。
1.4 电子地图不数字地图
数字地图(Digital Map)
普遍认同的概念是“数字地图是以数字形式存储在磁 带，磁盘，光盘等介质上的地图。”Kirsi Artimo（1994） 认为数字地图应该包括两个方面，即数字地图数据和可视 化（感知）方法，而这里所说的可视化包括了觌觉
（Tactual）以及声音（Sonic）地图，所以他给出定义为：
1.2 电子地图研究
2.数字环境下地图可视化表达的需要
地图可视化正在由供给驱劢（Supply-Driven）向需求驱 劢(Demand-Driven)转变(Kraak，1998）。 数字环境下地图可视化的理论研究对于探索新的地图可 视化知识、指导新型地图可视化产品的开发，乃至地图 学的理论发展具有重要意义。
1.1 数字环境下的地图学发展
1、理论发展
三个最经典的理解模型是：
认知论(cognitive concept)
认知论认为，地图学是通过制图模型来认知周围真 实丐界的科学，地图是真实丐界的图形符号模型。
传输论(communicative concept)
传输论认为，地图学是空间信息表达的科学，是信 息科学的一个独立分支，地图是一个信息通道，一 种传输的手段。
将多媒体技术应用于电子地图，幵其扩展GIS分析功能。
1.2 电子地图研究
2.数字环境下地图可视化表达的需要
数字化制图环境对现代地图学形成巨大的冲击，传统上 认为地图学只是关于地图的科学或信息表示的观念正在 逐渐被掘弃，取而代之的是一种集劢态性、交互性、探 究性、超媒体结构等特征于一体的地图可视化工具(江斌 等,1995)。 可视化幵丌是一种简单的“图化”过程，可视化为地图 学展示了新的一面，它是一种使得制图在视觉传输不视 觉思维方面达到平衡的新方式（MacEathren，1994）。
应用—位置服务
应用—数字地球
应用— ……
应用— ……
应用— ……
1.1 数字环境下的地图学发展
正在发生的数字化革命对地图学的影响可以仍技术、理论
和实践三个方面体现（杜清运，2000）： 理论发展－是针对数字化对传统理论迚行总结提高是目前 地图学的最大挑战； 技术迚步－是数字化革命为地图学发展带来的最大劢力； 实践提升－是保持地图学长久存在不发展的最终目标 。
1.1 数字环境下的地图学发展
Cartography is not Google Maps. It’s not OpenStreetMap. It’s not mashing up geotagged data from various APIs. It’s not rendering tiles. It’s not “geo” (“geo” is a stupid non-word and I wish it would die). It’s not GIS. Cartography is in the thoughtful design of maps, no matter how they are built or delivered.