关键词：地理信息系统(GIS); MAPGIS; 数字地图制图; 专题地图

　　一、引言

　　地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它具有信息系统的各种特点。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

　　专题地图是简明、突出、完善地显示一种或几种特定要素,而使地图内容、用途成为专题化,它由底图要素和专题要素组成。与普通地图相比,专题地图只将某一种或几种相关联的要素特别完备而详尽地显示,其他要素则较为次要地显示,甚至某些要素根本不予表示。专题地图的内容,除了那些在地表上能见到的和能进行测量的自然现象或社会经济现象外,还有那些不能见到或不能直接测量的自然现象或社会经济现象,如矿产资源、人口、气候等。在专题地图上不仅可以表示现象的现状及其分布,而且能表示出现象的发展动态和发展规律,为行业规划、设计和决策提供有关的科学依据。

　　二、地理信息系统和地图

　　地理信息系统源于地图, 是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其它信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理代码，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。是地图制图学中一个重要部分在信息时代的新发展。地理信息系统和地图都是信息载体,都具有存储、分析、显示功能,地图是GIS最重要的数据源和输出形式,地图数据库是GIS数据库的核心。但地图注重数据分析、符号化和显示,GIS则着重于地理分析。

　　三、地图的成图过程

　　制作地图的基本途径:实测地图和根据已有制图资料编绘地图。实测地图又分为野外实地测图和航测法成图。这里编绘地图主要是用地理信息系统作地图矢量化或地图编绘。而野外实测图则采用其他软件处理,如南方CASS等野外成图一体化软件。

　　四、MapInfo软件概述

　　MapInfo professional是由美国MapInfo公司开发的一个桌面地图信息系统软件,其含义是“Map-ping+Information”[4],即:地图对象+属性数据。MapInfo能够支持多种硬件操作平台;采用无拓扑关系的数据结构,通常把多边形的边界看作是线的简单闭合,难以建立空间分析,其数据生成和处理能力不足,因而在实际应用中受到限制;MapInfo中的数据库是按表组织的,表可以分为数据表和栅格表2大类。数据表又可进一步分为包含表示地理要素的图形对象的数据表和不包含图形对象的数据表。数据表由行和列组成,每一行包含一特定地理特性、事件等信息,每一列包含有关表中数据项的特定类型的信息;MapInfo主要应用于市政管理、市场策划与规划、土地与自然管理、交通运输、保险服务、通讯业务、治安、教育、经济、银行等。

　　(一)计算机地图制图功能

　　可输入、编辑、输出计算机地图,接收和输出其他图形系统的数据。这一功能类似于许多CAD系统,如AutoCAD、MapCAD、Microstation等。不同之处是:强调面向对象组织地图数据,只有面向对象了才可以附加属性数据,也正是面向了对象,才具有了MapInfo系统所特有的计算机地图概念和方法,如区域及区域的操作、图形对象合并、分割、擦除、多边形与区域之间的转换、任意地图注记、缓冲区等。

　　(二)专题地图编制功能

　　基于自身管理的或来自其他数据库的属性数据制作专题地图。特别适用于编制“动态电子地图集”,即更改属性数据,地图上专题符号能自动改变。

　　(三)数据可视化功能

　　基于自身管理的或来自其他数据库的属性数据的图表化、地图化,其概念和应用已大大突破了传统意义上的专题地图。其地理编码(或地址匹配)功能甚至可以用于选举、民意调查、商品销售、犯罪分析等没有地理或地图概念的事件中。给各行各业提供了一种前所未有的分析工具。

　　(四)空间查询和分析功能：属性到图形、图形到属性、地理空间查询

　　五、数字地图制图

　　数字地图制图是计算机技术和自动化技术在地图制图学领域渗透发展的产物,其任务是采用数字化技术进行地图生产和制作,为地理信息系统提供基础地理信息[3]。以地理数据库为基础的地理信息系统,完整地体现了包括地理环境信息的快速获取、存储、转换、分析和利用在内的信息传输和信息反馈的完整,它是人们进行空间认知的有效方法之一。不可否认,地理信息系统是地图制图中的一个重要部分,是地图学在新时代的发展;但是随着GIS在各行各业的广泛应用, GIS更加侧重于数据的空间查询和分析等功能,而淡化了GIS发展之初的地图制图功能。通用类制图软件如CorelDraw、Freehand、Photoshop等只能处理一些通用的图形或图像数据;专业的地图制图类软件如MapGIS、AutoCAD、M icroStation、Geoway、EzMap等多倾向于地理信息分析功能,制图过程较为繁琐。一方面,制图软件市场不够成熟;另一方面,国家已建成的1∶100万、1∶25万及1∶5万基础地理信息数据库,迫切需要从空间数据转化为制图数据,实现地理信息的可视化表达。

　　六、专题地图制图流程

　　(一) 规划专题地图

　　在创建专题地图前,依据地图对象类型和专题变量类型选择专题地图的类型,选择所要制作专题地图的专题值(专题变量)以及它们之间的组织关系。MapInfo中可创建的专题地图包括:范围地图、直方图、饼图、等级符号图、点密度图、独立值图等,根据不同的制图要素和内容可选择不同的表达方式。饼图和直方图专题地图是多变量的,其余4类专题地图是单变量的.

　　(二)底图要素和专题要素的确定

　　确定了专题地图的表达方式以后,根据专题地图的主题、用途、比例尺和区域的地理特点,需要对所搜集的数据进行详细的处理,进行必要的聚合分析和聚类分析,选择所要提取的专题要素。

　　(三)建立底图要素和专题要素表底图要素确定之后,有3种方式可以生成栅格图像：

　　1.利用扫描仪创建栅格图像软件或由数码相机提供的图像直接调入;

　　2.通过图形软件包将图像保存或转储为栅格文件格式,例如tif(标记图像文件格式),这样就可以在图形软件包中创建一个tif文件;

　　3.从MapInfo或其他销售商那里购买已配准好的栅格图像。MapInfo可显示多种格式的栅格图像,但不论什么格式,最大支持图像大小为16 000×16 000像素。在使用栅格图像时最好采用更高分辨率的视频显示器。对所获取的栅格数据进行必要的比例尺和坐标系转换、图像拼接与调整,之后引入MapInfo或以MapInfo interchange (*. mif)、AutoCAD dxf(*.dxf)、MapInfo dos image(*. img)等格式输入并进行图像的精确配准,根据不同的制图目的在基础图层之上,增加专题图层。专题图层可控制显示特性(包括按视野范围显示等),不能控制编辑、选择、标注等特性。基于一个基础图层可创建多个专题图层并可同时显示多个专题图层。因为属性数据结构有差异,因此一个图层上只能放置一种类型的地图要素,并分层定义地理实体的属性字段名称、类型、大小等。然后,分层进行点对象、线对象、面对象的屏幕矢量化,数字化的同时建立属性数据结构数据库,这样就可以在一个底图数据中进行多种专题图的制作。

　　(四)创建专题地图

　　在选择专题地图类型时,根据数值的范围和大小、符号的长度和大小、点的疏密以及不同的颜色来显示数据。

　　1. 范围值地图

　　范围地图是依据专题变量数值范围,用不同颜色(或图案)显示地图对象。依据地图对象及其一列属性值(可以是数值或时间型的),或者也可用一个表达式的值来制作本图。MapInfo将所有的记录按数值范围分组,不同范围用不同的颜色显示。可用于点、线、面、文本对象,只替换不产生图形对象[4]。

　　2. 直方图地图

　　直方图是将一个或多个专题变量以直方图的形式显示在地图对象上。使用直方图分析每个记录的多个变量。比较每个图中各直方条的大小可获取有关表中记录的信息,或者比较所有直方图中的同一个直方条可获取有关所有记录的一个变量的信息,或者比较直方图的高度可获取整个表的信息[5]。

　　3.饼图地图

　　饼图是将一个或多个专题变量以饼图的形式显示在地图对象上。在地图上使用饼图可一次分析多个变量。比较每个图中饼扇的大小,可获得表中某条记录的信息;比较所有饼图中某一个饼扇,可得出在所有记录中某个变量变化的结论;比较饼图的直径,可获得有关整个表的信息。

　　4.等级符号地图

　　等级符号地图可为表中每条记录显示一个符号,符号大小与专题变量数值成正比,该符号显示在地图对象上。“自定义等级符号”对话框允许你自行定义等级符号地图的设置。这些设置包括所显示的符号类型、符号大小和颜色属性,以及用于确定所选符号大小的基础数据值。附加选项允许你选择如何确定符号比例、符号方向,以及如何为负值选定符号。

　　5. 点密度地图

　　点密度地图将专题变量数据值以点的方式显示在地图中,每个点代表一定的数量,各个区域内的点数目与该区域的数据值成正比。点密度地图能检查数据(如人口)的粗略数目。每个点代表一定数量的单元。该数乘以区域中总的点数,结果等于该区域的数据值。

　　6. 独立值地图

　　独立值地图依据专题变量值(分类、逻辑的),用不同颜色(或图案)显示地图对象。根据独立值绘制地图对象的专题地图有助于强调数据的类型差异而不是显示定量信息(如给定区域内的商店类型,给定区域内的分区类型,等等)。

　　(五)数据处理及符号化数据处理

　　数据处理及符号化数据处理是指对专题地图内容中点状要素的符号化、线状要素的线型化、面状要素的区域填充以及对专题数据的分类分级和符号化。

　　(六)整饰、出图

　　数据处理完成后,在图上增加注记和图例。在创建专题地图时,MapInfo自动创建图例,来解释图中颜色、符号、大小分别表示的含义。它随着专题图的修改而修改,还可进行图层顺序变化,增加标题,设定字体等的改动。最后进行地图的整饰,添加图廓和图名,使其成为一幅完整的地图。

　　七、小结

　　地理信息系统制作地图只是其基本功能,主要功能着重于地理分析。在线的矢量化如以手动方式进行,其速度不及传统工具的绘制速度,线形美观及线状地物的搭接等方面存在一定的问题,从其矢量化这一功能来看影像校正、图廓及方里网线的生成,特别是对独立地物符号、晕线房的绘制与传统制图方法相比有巨大优势。

　　参考文献

　　[1]祝国瑞.地图学[M].武汉:武汉大学出版社, 2004.

　　[2]王家耀、孙群、王光霞等，地图学原理与方法[M].北京:科学出版社, 2006.

　　[3]纪奕君、夏春林、赵泉华，基于MapInfo的土地利用现状专题地图的制作[J].矿山测量, 2004, 6(2):32-33.

　　[4]三味工作室.MapInfo 6. 0应用开发指南[M].北京:人民邮电出版社, 2001. 13-17.

　　[5]王建华、田景汉，基于MapInfo的专题地图制作[J].沧州师范专科学校学报, 2002, 18(3): 68-69.