大变化时代的地图学EI北大核心CSCD

当前,地图学同其他科学(如地理学)一样处在一个大变革时代。在地图学不断进步的同时,也出现了各种各样的“思潮”或“观点”,地图学是否被边缘化了?地图学应该向何处去?这是测绘地理信息学界和业界都十分关心的问题。本文首先简要梳理了地图学发展的历史进程,回顾了地图学史上的三次崛起,不忘过去才能继往开来,回顾地图学的历史是为了让地图学更好地走向未来;其次,从地图学学科体系、地图设计的新理念新思维和新方法、智能地图制图综合及多尺度级联更新、地图的社会影响力、地图学发展的不竭动力等方面,分析了当代地图学的发展成就;然后,强调了地图哲学思维对地图学创新发展的引领作用,侧重分析了人工智能推动地图学发展、时空大数据可视化及可视化设计的研究重点等;最后,分析认为,地图学必将沿着高度分化和高度综合的整体化方向快速发展,地图学再度崛起是时代之大势。     

普通高等院校"地图学"课程建设与改革探讨

针对目前地图学课程教学内容落后于地图制作技术发展现状这一问题,结合在中国农业大学多年来的教学实践,对当前地图学的教学内容、实验实习安排和教学手段和方法改革进行探讨,提出基于数字环境下地图学概念体系、基础理论体系和地图制作技术与地图应用方面内容体系建设的必要性和迫切性。     

中国地图学发展的回顾与展望

本文分3部分:第1部分是中国古代和近代地图学发展历史的简要回顾,阐明中国是世界上地图出现最早的国家之一,在世界地图学发展史上占有重要地位,对世界地图学的发展作出过重要贡献,直至15世纪的中国明代,中国地图和地图学始终领先于西方国家,只是清代以后,才落后于西方发达国家;第2部分阐述新中国成立后中国地图事业和地图学飞速发展,在全国地形图的测绘与编制、专题地图与地图集编制、遥感制图、计算机制图、多媒体电子地图、移动通信地图、互联网地图、地图学理论研究等方面取得了巨大成就,赶上了世界先进水平;第3部分提出新世纪中国地图与地图学方向与任务的调整,分析了大数据、互联网和人工智能时代地图学的机遇、挑战与展望。大数据通过三维动态地图可视化,能够显示事物和现象的空间格局与区域分异及时空动态变化,进而作出分析评价、预测预报、区划布局、规划设计、管理调控。因此地图学在大数据时代能够发挥重要作用。今后互联网将成为地图编制与应用的主要平台,地图会更加大众化、个性化、智能化与实用化。     

空间尺度与语义尺度联合控制下的地理国情地图综合

地理国情数据具有精度高、数据量大、语义信息丰富的基本特征,是地图产品表达与服务应用的基础数据.为应对多层次服务、多领域应用、多粒度表达与分析的需求,在基础调查数据基础上,通过尺度变换获得多比例尺表达的数据版本很有必要.地理国情地图综合属于专题地图综合范畴,与以实现空间特征简化为目的的普通地图综合相比,其地图综合要更多地关注语义特征的概括,并强调综合结果语义特征的一致.因此,空间特征约束与语义特征约束联合控制将成为地理国情地图综合的主要特点.论文以现有地图综合理论及方法为基础,根据地理国情数据特点及综合需求,对专题地图综合理论和方法进行拓展,针对地理国情数据尺度变换的综合规则构建、综合操作算法设计、综合结果质量评价等问题进行研究,为工程化应用中快速、高效、准确地实施数据多尺度变换提供技术支撑.     

基于可视化维度的泛地图表达机制

在信息与通信技术的推动下, 地图可视化表达呈现出突破创新和拓展泛化的趋势, 然而地图设计与制作过程仍然高度依赖制图者的自然智能和专业经验等主观性因素。为适应信息化时代下地图表达与制作的客观化和自动化需求, 同时推进地图学理论方法研究与新型地图可视化技术的同步发展, 首先基于泛地图可视化维度体系和地图功能体系, 建立表达需求与可视化维度的关联关系;然后分析不同可视化维度类型所对应的典型地图可视化形式, 构建表达需求解析→可视化维度组合→表达形式建立→地图表达的泛地图表达机制。这进一步拓展了地图学研究和实践应用, 助力地图设计、表达和制作逐步走向大众化。     

空间数据连续尺度表达的矢量金字塔模型

连续多尺度表达是当前地图制图领域中的热点问题之一,常规地图采用多级瓦片剖分、多版本存储技术实现空间多尺度表达,存在数据量冗余、跨级别不一致、瓦片间尺度跳跃大等问题。结合传统地图综合、多尺度表达数据结构和空间索引建立等多种策略,在目标数据模型中加入尺度维和操作信息,记录地图综合的过程和尺度变换,建立空间数据矢量金字塔模型。该模型离线综合获取多级基态尺度表达数据,确定每个目标的尺度表达空间范围,并通过面向对象建模技术将目标表达状态及其纵向关联关系、算子类型及控制参量等信息封装在多尺度目标中;同时,建立一端或两端控制的尺度变换结构。基于该模型可快速获取适应用户需求的连续尺度表达状态。     

三元空间下的泛地图可视化维度

信息通信时代促生地图的对象空间与表达空间发生了巨大变化,地图可视化理论面临空前挑战。针对泛地图的表达特点,构建泛地图可视化维度体系,给出了三元空间下泛地图可视化的研究框架,分析了泛地图可视化维度的层次、类型和特征,以具体的表达手段、状态、读图者视角、可视范围、变形、空间变换、空间参考等11个维度解构三元空间下的泛地图可视化模型,详细列出了其中6个可视化维度,并以迁徙地图、虚拟地图为例,分析不同维度组合下的泛地图可视化特征,拓展现有地图学理论框架。     

可视化与地图普及教育

现代可视化使地图的功能发生了根本的变化,地图作者的数量在可视化的兴起中迅速增长。这种现象不仅具有一定的理论基础,而且可以从可视化实践中得到论证。中国学术期刊数据库中与地图相关的论文统计结果证明地图应用具有越来越广泛的趋势。地图普及教育是十分必要的。以普及性教育为出发点,作者对地图学课程从理论、实践和教学方法等方面提出了具体的教改建议,并进一步提出为地学以外的所有专业开设地图通识课和建设地图知识普及网站等措施。     

可视化与现代地图学的发展

从科学可视化概念出发,探讨地图可视化的概念模型以及可视化与现代地图学发展的关系.可视化与现代地图学的发展联系紧密,它对现代地图学的理论、方法产生了深远影响,拓展了地图的功能和应用,是现代地图学的核心.讨论地图学可视化研究的基本方向.     

人工智能时代的知识地图

面对新近出现的更加强调数据深加工、更加侧重解决地学问题的一系列新地图概念和产品,基于行为地理学和地图学基本原理,提出人工智能时代的知识地图是面向地理行为决策的,并从空间认知、信息传输和地图可视化3个维度对知识地图进行了考察分析。在此基础上,总结了知识地图在人工智能时代的特点。与传统地图相比,知识地图更加强调知识传输和知识发现,更加强调视觉思维。     

地图制图专家知识对地理信息符号化过程的控制

针对纸质地图数字化得到地理信息(空间数据)的过程中存在地图信息损失的问题,阐述了产生这种损失的原因。数字化后得到的地理信息是各种GIS应用系统的重要数据源,在GIS应用中需要把这些地理信息重新再现成地图。为了得到较好的地图显示效果,有必要将数字化后损失的地图信息在从地理数据到地图符号化的过程中进行补偿。论述了在符号化过程中如何充分利用地图制图专家的多年知识和经验,将用自然语言表达的不确定性的专家知识形式化,以此来控制整个符号化的过程,达到改善地图显示效果的目的。     

论ICT时代的地图学复兴

在ICT技术推动下,地图学的发展迎来空前的挑战,本文针对当前地图学的发展面临的问题和转变,深入分析传统地图学的限制——物理空间的传统约束,面向现代地图的形式松散化,从现实与虚拟、外表与内里、纸质与电子等8个方面论述现代地图学信息空间的数字自由,并针对数字时代和大数据的发展机遇和需求,拓展地图学框架,同化新兴元素,推动地图学复兴。     

时空大数据时代的地图学

地图学研究的主战场是"地图",但不同历史时期的地图其信息源、主题、内容、载体、形式、制作方法和应用方式是不同的,当然它的全方位价值也就不同了。从科学史上的科学范式的变化来看,随着大数据时代的到来,如今已经步入"数据密集型"科学范式时代,地图学亦如此,具有明显的大数据科学的特征。所有大数据都是由包括人类活动在内的地理世界的任何事物和任何现象运动变化产生的,都具有空间和时间特性,当然也就离不开空间参照和时间参照。因此,大数据本质上就是时空大数据。自20世纪50年代末60年代初以来的现代地图学,即信息化时代的地图学,是以时空数据为对象的,其核心是时空数据处理与表达,但并没有像今天面对天空地海一体的大规模多源(元)异构和多维动态的数据流(或流数据),地图的实时动态性、主题针对性、内容复合性、载体多样化、表现形式个性化、制作方法现代化、应用泛在化等特征,是以往任何时期都无法比拟的,这就产生了地图学理论、技术和应用体系的巨大变化。而所有这些变化都正好发生在20世纪50年代末和60年代初以来的约60年间,故以本文纪念《测绘学报》创刊60周年。     

关于新升格本科院校地图学教学改革的几点思考

作者通过几年来对地图学课程的的教学实践,以及与兄弟院校的交流发现:新升格本科院校地图学教学过程中普遍存在教学手段落后、绘图技术不够先进、创新思维滞后,这已经成为普遍现象,作者认为新升格本科院校的地图学教学改革势在必行。     

多尺度表达的地图设计模型

计算机技术引入地图学之后,引起地图制作与生产方式的极大变革。地图设计作为地图制作的核心,其内涵也发生了重要变化。以电子地图的多尺度表达为目标,探讨了地图设计在时空尺度上的扩展,提出了多尺度地图设计模型。为地图设计知识的抽象化、可视化以及设计知识向普通大众的传播提供了可借鉴的样本。     

文献计量的地图动态可视化进展分析

地理信息技术的发展逐渐拓宽到时空演化、信息更新、过程发展等方向的应用,海量多时相的地理空间信息处理受到越来越多的关注,推动着地图学领域的动态可视化研究不断发展创新。该文使用文献计量学方法对近25a地图动态可视化方面的研究工作进行分析。结果表明,当前地图动态可视化的发展与三维、仿真、虚拟现实联系紧密,研究热点主要集中在动态流体模拟分析、工程建设动态仿真和交通及灾害地理信息系统应用等领域。通过总结动态可视化相关的技术方法和应用,对未来研究面临的挑战作了展望,以期对将来的研究工作提供参考。     

论军事地图学与地理信息工程的发展

本文包括3个部分。第一部分,从10个方面简要总结了军事地图学与地理信息工程科学技术60年来的主要成就,并从7个方面分析了推动地图学与地理信息工程科学技术进步与发展的理论与技术;第二部分,从7个方面论述了地图学与地理信息工程科学技术的发展趋势;第三部分,提出了未来要重点研究的10个领域,包括空间认知理论、空间数据自动综合理论与方法、多维动态空间信息可视化、空间信息网格、空间数据挖掘与知识发现、空间数据不确定性与数据质量控制、多智能化代理技术及其应用、嵌入式GIS技术等。     

大学地球科学类地图学教学与教材内容改革研究

从现代地球科学与空间信息技术发展对地图学理论、地图信息获取处理、制图技术工艺和地图产品等方面所提出的基本要求分析,文章认为应对传统的地图学教材内容进行彻底改革,才能适应数字环境下地图学科的自身发展以及地球科学与相关学科发展的需要,最后给出了作为有关地球科学类地图学教学内容改革的框架体系和教材的具体内容。