gis与计算机科学之间的联系,GIS与地图学及电子地图

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地图学有着古老的历史，其主要研究空间信息的表示方法。地图作为空间信息最有效的表示方法，不仅为GIS提供了重要的数据源，而且为GIS带来了主要的信息输出方式。GIS本身也是在计算机地图制图的基础上发展起来的，是否具有空间分析功能是区分GIS与计算机地图制图的主要标志。地图作为记录地理信息的一种图形语言形式，久负盛誉。而GIS又以地图数据库(主要来自地图)为基础，其最终产品之一也是地图。因此，GIS与地图有着极密切的关系。

首先，GIS拓宽了地图学的领域。随着计算机技术的发展及学科间交叉的增强，古老的地图学也进入了一个活跃发展的时期。一些地图学家把触角伸入到一些新技术、新领域，使地图学产生了生命力旺盛的新的生长点。GIS就是这样的生长点之一。GIS不但能够制图，而且其技术含量和功能也远远超出地图的范围。但这并不是说GIS完全能够取代地图。如GIS制作出来的地图，无论是设计、制作，还是符号系统都遵循地图学的基本理论和技术。从GIS的制图功能来看，GIS的价值不在于代替地图，而是空前扩大了地图的领域，增加了地图内容的深度和地图应用的宽度。

其次，GIS与地图学一脉相承。从历史发展看，GIS脱胎于20世纪60年代的机助制图系统，并成为地图信息的又一种新的载体形式。它具有存储、分析、显示和传输的功能，尤其是计算机制图为地图特征的数字表示、操作和显示提供了成套方法，为GIS的图形输出设计提供了技术支持。同时，GIS的核心功能——空间分析功能也是在数字地图的基础上建立起来的(因为任何地理分析方法都离不开空间关系的参与)。正是从这点出发，GIS作为地图使用的一个成功范例而成为地图学新开拓的领域之一。特别是GIS的发展，其很多功能和技术环节已超越了地图学的范围。GIS的空间信息可视化的功能虽然是地图学提供的，但分析研究的主题和规律的探索却是由GIS用户来决定的。如气象学家用GIS研究气象预报，土壤学家用GIS研究土壤与气候的关系等等。这就和地图学与专题地图的关系一样，把专题地图作为地图学的一部分是公认的，但大多数的专题地图作者却并非地图专家，而是各行各业的专家。地图学提供的只是最佳表示法的理论和技术，地图专家参与GIS的开发，具有很大的优势，但任何人掌握了地图学的知识，也一样能有效地开发GIS。

最后，GIS是地图学在信息时代的发展。国际和国内专家就GIS的学科特点也持续争论了很长时间。但GIS是包括地图学在内的多学科的产物却得到了基本的认同，另外一种倾向性的见解是地图学与GIS都是空间信息处理技术。一般认为地图学强调的是数据载体、符号化与显示及图形信息传输，而GIS则注重空间数据和信息的处理和分析。如果把现代地图学包括了地图使用这一特点考虑进去，两者就更加密不可分。可以说GIS是地图学在信息时代的发展。

因此，地图学理论与方法对GIS的发展有着重要影响，并成为GIS发展的根源之一。

计算机制图技术是计算机技术与传统地图学理论相结合的产物，是地图学在信息时代新的发展方向。它使地图要素被量化成简单数字后，可方便地用计算机给予定性、定量及定位分析，进而可用颜色、符号和文字说明完整地表达地理实体。GIS最初也是在计算机制图技术基础上发展起来的，早期的GIS也受到计算机制图技术在内容表达、处理和应用方面的习惯影响。但该技术的发展对GIS的产生也起到了有力的促进作用，GIS的出现反过来又为计算机制图技术，尤其是地图制图提供了现代化的先进技术手段，它必将引起地图制图过程的深刻变化。GIS应用于地图制图，可实现地图图形数字化，建立图形和属性两类数据相结合的数据库。但GIS又不同于计算机地图制图，计算机地图制图主要考虑可视材料的显示和处理，考虑地形、地物和各种专题要素在图上的表示，并以数字形式对其进行存储、管理，最后通过绘图仪输出地图；计算机地图制图系统强调的是图形表示，通常只有图形数据，不太注重可视实体具有或不具有的非图形属性，而这种属性却是地理分析中非常有用的数据。GIS既注重实体的空间分布又强调它们的显示方法和显示质量，强调的是信息及其操作，不仅有图形数据库，还有非图形数据库，并且可综合两者的数据进行深层次的空间分析，提供对规划、管理和决策有用的信息。因此，GIS的产生、发展与制图信息系统存在着密切联系。地图作为空间信息最有效的表示方法，不仅为GIS提供了重要的数据源，而且为GIS带来了主要的信息输出方式。GIS本身也是在计算机地图制图基础上发展起来的，是否具有空间分析功能是区分GIS与计算机地图制图的主要标志。

在系统组成和功能上看，—个GIS除拥有机助制图系统的所有组成和功能外，还具有数据处理的功能。但随着电子制图系统EMS(electronic map-ping system)的出现和发展，出现了电子地图集。与传统地图集相比，电子地图集有许多新特征：

①声、图文和数据多媒体集成，把图形的直观性、数字的准确性、声音的引导性和亲切感相结合，充分利用了读者的各种感官；

②查询检索和分析决策功能，能够支持从地图图形到属性数据和从属性数据到图形的双向检索查询；

③图形动态变化功能，从开窗缩放、浏览阅读等基本功能到地图动画功能、多维动画图形模拟等；

④具有良好的用户界面，使读者介入地图的生成过程；

⑤多级比例尺之间的相互转换。由于计算机屏幕幅面的限制和计算机潜在的计算功能及巨大的存贮能力，要求具有多级比例尺不同程度的制图综合功能。与GIS相比，由于电子制图系统具有电子地图集的功能，因此它所拥有的表达与显示空间信息的功能更强。好的电子制图系统应具有GIS的基本功能，并且具有在电子媒体上应用各种不同格式来创建、存贮和表达资料信息的能力。