北京市电子地图集的设计与技术实现

      中图分类号：P283.1

      文献标识码：B

      文章编号：1000-0585(2001)02-0220-09

      电子地图起步于上个世纪90年代，是随着计算机技术和可视化技术进一步发展而产生的新的地图品种。经过近十年的发展，电子地图系统已进入了实用的阶段并成为一门新兴的产业。电子地图（集）的发展完全改变了过去那种纸质地图的制作方式和表现形式，与传统纸质地图相比，具有显著的优越性。而多媒体技术、多维数据结构的研究、虚拟现实技术、网络技术的发展，使得电子地图（集）的内容更加丰富生动，表现形式更加灵活多样。

      1　图集设计

      1.1　设计目标和数据来源

      《北京市电子地图集》的制作是为了展现伟大祖国首都——北京的风貌，向读者提供了解北京的具有实用化的信息查询工具。(1)该图集尽可能详细地反映了北京市的基础地理信息要素，表现了北京市区最新的街道分布及其名称和其它地理要素，翔实反映了郊区的居民点、交通网以及最新的行政区划建制。(2)为了形象直观地表达北京的地面景观，图集中设置了使用北京市数字高程模型(DEM)数据制作的三维地图，展现了整个北京市及分区的三维地面特征。(3)图集分23个专题表示了近百种类别、5000多个机构和公共设施的分布以及它们的地址和通讯信息。除了可直接在图上阅读其分布状况外，还可以直接查询需求的信息，为读者提供具有实用价值的信息。(4)图集最后部分汇集了北京最具特点的风光、景点、著名建筑、文化历史遗迹等方面图片，按不同专题和区县单位归类，展示了北京作为我国文化历史名城和现代化国际大都市的风采。

      本图集制作的主要数据，来源于北京市测绘设计研究院多年来完成的数字测绘成果。其中包括最近出版的1:20000北京市区地图9幅（数字化要素内容如表1所示）；覆盖全市的北京1:25000地形图213幅（数字化要素内容如表2）；全市50米×50米和100米×100米精度的DEM数据；收集了全市各行业和各部门的有关机构设施的最新信息；另外还选编了200多张精美的照片和大量的文字。这些资料均为相关部门所提供并且经过选取和审定，有效地保证了该图集具有较高的权威性和较强的现实性。

      表1 　1:20000市区地图要素分类

      Tab.1 1:2000 Classification of Map Element in Urban District

      

      表2　1:25000郊区地图要素分类

      Tab.2 1:25000 Classification of Map Element in Suburban District

      

      1.2　主要功能设计

      《北京市电子地图集》按其内容共分为五大模块：市区地图、效区地图、三维显示、机构和设施分布、北京纵览。图集设计采用了最新的地图可视化和多媒体信息管理技术（图1）。

      1.2.1　图集的阅读功能　阅读功能是地图的最基本要求。由于电子地图设计中存在着两个矛盾，既要解决计算机具有海量的地图存贮容量同屏幕显示尺寸的限制之间的矛盾，又要处理由屏幕分辨率决定的显示精度与地图主导比例尺同多重显示之间的要素的综合协调问题。因此，在设计北京市电子地图阅读功能时，采用了如下技术方法：(1)使用超链接方法的目录系统。按图集内容结构，将地图图标和文字操作结合，建立方便灵活的图集目录浏览系统。(2)矢量数据的变焦显示。根据用户阅读的范围，显示其全部地区的总体面貌或局部地区的细部，并按不同比例尺在屏幕的负载量允许条件下自动改变显示内容的详尽程度，特别是处理街道和地区注记的隐现。(3)电子地图的快速漫游与位置索引。在交互条件下，允许用户实现屏幕显示地图在任意方向上连续地平滑移动，确保用户看到的是一个“无缝”地图。例如，北京市区地图是由九幅地图数字化而成，而在使用时是存取于一个连续空间中，没有分幅问题，这样就方便了用户，提高了阅读速度。在漫游中，要解决线状要素注记的“流动性”，保持注记在屏幕显示范围内的完整性。另外，漫游的同时出现位置索引窗口（通常称为“鹰眼”），标识当前屏幕显示窗口在全图上的位置；用户同时也可拖动索引窗口中的显示地图标示框，带动地图显示部分的滚动（图2）。(4)实现图、文、声多媒体的阅读。在超文本数据结构组织下，实现非顺序的阅读，随机的文字说明和声音解释，对地图要素链结图象或视频片段。多媒体技术在北京市电子图集中的应用，一方面增强了系统的表现力和趣味性，另一方面由于图像、视频信息的应用（图2，以燕莎友谊商城为例），不仅弥补了单纯图形所引起的信息损失，而且使用户对地理要素的认识更加直观形象。