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漫谈读图时代的地图
查字典地理网 来源|2016-08-22 发表|教学分类:计划与总结

地理教学

备课资料

新世纪信息化的浪潮将人类带入了读图时代,摄影、动漫、美术、地图和数字影像等,构成了读图时代的多元世界,而地图则是这个多元世界最古老、最具个性和永恒魅力的一员。地图,是人类文化的结晶,是人类文明发展的重要标志之一。远古以来,人类就有很多种传播信息的方式,如手势、表情、动作、声音、图像、文字等都可以用来传递信息,这些表达方式都可以视为一种广义的语言,地图就是这些众多语言之中的一种。地图,自古以来就和军事、机密联系在一起,从我国发现最早的地图马王堆古地图,到历史故事图穷匕现、张松献地图,到地理大发现时期的航海图,再到清朝初期的《皇舆全览图》与《乾隆内府舆图》,以及现代战争中卫星定位电子地图精确的空中打击,莫不是地图的力量主宰着战事的发展和世界的安宁。

一、地图的概念和特性

地图已有几千年的历史,人们已经或多或少地习惯于查看它们,但提起制作地图,许多人认为它的工艺高深莫测。其实除了专业地图要求比较高外,每个人心中都有地图,用简单的笔画把它表现出来,也就完成了地图的制作。每个人都可以制作地图,丹尼斯伍德在《地图的力量》一书中这句格言式的话语,鼓舞着人们去重新认识生活中的地图。地图是空间现象的模型,是现实世界的抽象而不是现实世界的缩小,它能够显示研究区域的每一处细节。丹尼斯伍德对地图给予了极高的评价:地图使过去和未来现形,地图是在构建世界,而不是在复制世界。地图是用来表现地理现象的一种图像,抽象的等级、符号和生产方式共同组成了地图的内涵。地图具有简洁的信息和强大的直观可视性,可以说地图是一种特殊的模型,是一种图像式的语言。地图上可以记录地形、土壤、动植物、道路、建筑、城市、乡镇等资料,举凡和空间、位置有关的数据,都可以呈现在地图上。地图上所提供的资料,可以辅助我们回答各种类型的地理问题,包括在哪里?怎么走?距离?面积?空间关系等。地图不仅给人们提供地理信息,也展示给人们认识世界的另一种观点,从地理因素、空间关系等层面,来思考、解决生活中的问题。

二、地图的产生和历史

古老的地图世界各色各样,形象丰富得令人目眩,树叶、石块、龟甲、羊皮、竹简,几乎没有什么东西不被用来作为地图构建当时的世界。地图联结了人类生活的许多内容,税制、兵役、地震、水灾、甚至当时看到的星空和犯罪等,都被地图记录了下来,成为人类研究历史的重要资料。在美索不达米亚平原的黏土块上,保存着一张3000年历史的古老地图,我国西汉的马王堆古地图距今已有2100年的历史,日本人在1200年前就制做出了物产地图,而600年前的《郑和航海图》,则是中国现存最早、最详尽的古代航海图。可以说,地图记录了人类社会的历史变迁。古希腊学者埃拉托色尼(公元前275~前194)第一个较为准确地绘制出了世界地图,第一次计算了地球的曲率和周长,并把经纬线标示在地图上。埃拉托色尼率先划分出地球的五个气候带,这个划分一直沿用至今。他测定的地球周长为39600千米,与准确的数字误差不到200千米。之后,希腊人托勒密(公元90168年)在《地理学指南》的著作中,论述了地球的形状、大小,经纬度的测定方法,并选定通过大西洋中费罗岛的子午线为本初子午线。托勒密发明了以新投影方法来绘制世界地图,他的研究是地图史上划时代的作品,堪称为西方地图学的奠基人。从公元4世纪到14世纪,罗马成为西方世界的政治和文化中心。在这1000多年左右的时间里,宗教的力量主导了政治和社会发展,神话代替了科学,这是历史上文明发展的黑暗时期。那个时期所绘制的地图,罗马帝国的版图占据了图面上4/5的面积,其他如中国和印度等国家,则是散布在地图边缘的一些小地方,图幅的边缘也常被绘上宗教的图腾或符号。有趣的是在同一时期,古代中国所绘制的地图也是以中国为中心,而且占据了大片的图上面积,其他国家如印度、罗马等则分散在四周。从这些地图上可以看出,中外统治者的心态其实是相去不远的。

15世纪是地图学和地理学发展最快的时期,公元1492年,哥伦布发现新大陆;公元1519年,麦哲伦率领的船队环绕地球一周,航海图的广泛应用和新世界的不断发现,都体现了地图学的巨大作用。16世纪最重要的地图绘制大师是麦卡托,他提出至今依然重要的麦卡托投影法,对于远程航行极为重要。直到今日,航海图主要仍以麦卡托投影法来绘制。

三、地图的类别、体系

今天的地图类别五花八门,按主题要素可分为自然和人文两大类,自然类图又分为星象图、气象图、地形图、地貌图、水文图、地质图等;人文类图又分为政区图、人口图、历史图、军事图、经济图、环境图、城市图、交通图、旅游图等。地图按结构体系可分为传统地图和电子地图两大类。传统地图主要指过去以纸张、丝绢、布匹等作为画图平面的地图,包括示意图、坐标图、表格结构图、剖面图、等值线图、素描景观图和漫画图等。电子地图主要指近几年出现的以光电符号形式为表现手段和平台的影像地图,包括数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)等类型。电子地图在应用上包括GIS用电子地图、GPS用电子地图、PDA用电子地图、手机用电子图和地理信息基础数据。

四、现代地图的测绘、制作技术

地图绘制的第一个步骤是地图资料的收集工作。绘图者必须知道地面现象的位置和分布情形,才得以着手绘制地图。过去地图的测绘主要是靠人跋山涉水、肩扛手提测绘仪器去实际测量,然后将取得的资料进行计算并手工绘制在专用图上,工作量大,周期长,数据的准确性低。而现代地图的测绘工作,则依靠航空照相、卫星遥测等现代化设备进行资料的采集,然后利用计算机自动制图技术进行地图绘制,精确度高、信息量大,而且便用存储和修改,制图的技术和效率大为提高。

1.航空照相技术。飞机拍摄地面的航空照片,具有广阔的视野和快速的记录能力,可以显示河川、房舍、道路、土地利用情形等地表上的一切现象,甚至地面的高度也可以由航空照片上推算出来。有了地面高度数据,绘制地图所需的信息也就非常完整了。目前,这种航空照相测量的方法,是从事大比例尺地图绘制的重要依据,地图的资料来源几乎都是经由空中照相取得,再配合地面的检测工作,即可以快速经济地生产地图。

2.遥测技术。遥测卫星的涵盖面积非常广阔,它所收录的数据内容很丰富,而且具有定时长期监测的优点。由于这种种优点,目前遥测卫星影像已经被广泛地应用在地理、地球科学、海洋、森林经营、农业病虫害等领域。我们每天收看电视的气象报告所使用的云层图就是人造卫星所拍摄到的影像,这些影像可以显示云层的位置、云层温度、地面温度、湿度等等气象资料。

3.全球卫星定位。全球定位系统是指不管任何时间、任何地点,只要是视野辽阔、可以接收到太空卫星讯号的地方,都可以利用这个系统来定位,即确定所在地点的坐标。整套系统包括24颗卫星,每一个卫星都在2万千米的高空绕行,每半天绕行地球一周。地面人员只要使用定位卫星的接收器,接收由卫星所释放的电子讯号,经由接收器内的处理运算,在几秒钟内即可以得知所在位置的坐标。全球卫星定位技术应用于地图的测绘后,大大提升了地表数据收集的速度和准确性,野外调查者在采集一笔数据之后,可以立即知道采集点的坐标,并直接记录到计算机中,无须再经过繁杂的测量程序。这种方式,不仅节省了大量的野外调查时间,也使得一些本来因为太费时而无法收集的数据,现在也变得很容易收集。

五、电子地图开创了世界的新纪元

在现代科技手段的支持下,地图的测绘、制作技术出现了历史性的改变。尤其是全球定位系统的应用,堪称测量界的一大革命。由此出现的许多崭新门类的电子地图,使古老的地图学焕发出勃勃的生机。传统地图的制作手段是勘测记录数据手工绘制样图排版印刷,然后才是成品地图。而电子地图则是矢量化、数字化的地图,是以数字形式存在的地图。电子地图的制作手段是卫星航片扫描入计算机工作站数字处理,最后得到成品地图。测绘和制作手段的完全不同,使电子地图具有传统地图无法比拟的优势。

1.高精度GPS(全球卫星定位系统)电子地图,可加载在操纵系统为WINCE的手持、车载GPS机上,它可应用在船舶远洋导航和进港引水;飞机航路引导和进场降落;汽车自主导航;地面车辆跟踪和城市智能交通管理;紧急救生;个人旅游及野外探险等。

2.高精度PDA(手掌电脑)电子地图,可加载在操纵系统为WINCE,使用ARCPAD的PDA机上,提供全国城市和区域乡镇的电子导航地图。

3.高精度GIS(地理信息系统)电子地图,可广泛应用在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、交通、能源、通讯、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统、公共汽车调度等方面。

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