制图与 GIS 不可或缺的关系

制图学定义

制图学，有时也被称为地图制作， 是对创建地图的研究和实践, 它是将空间数据转换为地图的过程。 这可能包括以不同的方式收集关于一个地区的信息， 以及使用各种符号、颜色和文本将其转换为地图的可能。

绘制地图需要使用科学和创造性两个方面， 将图形能力、汇编和设计原理的专门知识与现有的产品生成工具相结合。 地图可充当空间数据可视化工具， 空间数据在数据库中维护， 可以出于各种原因进行检索。 传统的模拟地图制作技术已经让位于能够创建可数字更改的动态交互地图数字系统。 制图学的目的是让人们更容易理解地理或其他空间数据。

制图员往往设计各种样式的地图以满足客户的需求， 包括为希望从一个地方到另一个地方的水手、徒步旅行者和飞行员提供导航信息。 制图员使用各种不同的工具和技术来创建地图。 他们可以亲自勘测地区， 也可以航拍照片作为地图的基础。 制图员将这些信息与人口统计和气候统计等其他数据结合起来， 生成一张地理上准确的地图， 以最有用的方式呈现信息。

制图学发展史

制图学的历史可以分为史前、古代、中世纪和现代。

史前制图学

制图是一种地图， 已被扫描并上传到安装了该程序的任何设备或计算机。 史前地图的类型包括洞穴壁画（主要在欧洲发现）、岩画（主要在北美发现）， 以及已知最早的制图示例为：Bedolina 地图（在意大利发现），大约有 6500 年的历史。

古代制图学

古代地图最初是代表一个特定群体或国家的领土， 它们是作为一种图画表现， 以帮助统治者在军事或政治事务中。 每一幅地图都被认为是通过几何过程(如机械仪器、投影)制作的， 这表明技术绘图在古代地图的制作中发挥了重要作用。

中世纪制图学

在中世纪，地图变得更加抽象。 他们不再局限于特定的领土， 而更多地成为宗教和政治忠诚的代表。 这是由于新的贸易路线和旅客数量的增加所致。 因此，地图开始关注功能， 而不是以前包含的细节， 这段时间在准确性上也没有看到巨大的飞跃。

现代制图学

人文地理学或“通过对人及其环境和行为的科学研究推论来研究世界现象”，是最古老的科学分支之一。

地图制图一词最早出现于17世纪， 用来描述以柱面投影、圆锥投影和平面投影等多种投影创建的地图； 它最早是由法国地理学家 Jean-Baptiste Bourgignon d'Anville 首创。

制图类型

一般参考

一般参考地图或地图集通常每隔几年出版一次， 提供有关地理区域的“一般”信息， 也称为科学或科学地图集。

地形图

通常绘制地形图以提供更详细的区域图片， 可能包含诸如山脉、道路等特征的详细信息。

航海图

航海图是海员用来从一个港口航行到另一个港口， 其设计简洁一目了然。 根据英国海军部（英国负责制图的管理机构）的说法， “海图是在给定比例下对海面的图形表示， 旨在作为海上航行的安全辅助工具”。 航海图由政府发布， 但一些较小的港口和码头会制作自己的海图。

路线图

路线图提供整个国家或大陆的概览， 即这些主要用于按地址查找位置。 通常，有一个区域有大比例尺的地图， 其余的是小比例尺的详细地图。

地质图

地质图显示主要露头的位置，例如岩层和矿床。

地球物理图

地球物理图显示地震、火山和地壳中其他运动的位置。

地籍图

地籍图显示法定边界、田地名称和土地类型， 例如地块和地块。

水文图

水文图显示河流及其来源， 还指示了电流的深度、宽度和时间。

社区地图

社区地图显示当地设施（例如，学校、商店）在我们居住的城镇或城市中彼此相关的位置， 这被称为“城市地理”。

军械测量地图

军械测量地图（Ordnance Survey maps）显示有关道路、 建筑物和补给线等人造特征的等高线、地理、地形和位置的详细信息。

如何使用制图

只需将一张现有地图和一张空地图放在制图表中， 即可将一张地图复制到另一张地图中。 如果基础贴图是定位器贴图， 则新复制的贴图同样也是定位器贴图。

如果克隆锁定的地图， 则新复制的地图也将被锁定。 制图员还将制图表用作工地块。 制图允许用户使用样式和符号来表示纸张上的项目。 符号使用的最关键方面是在地图的边缘提供足够的解释键， 以便地图用户了解每个符号在地图上代表什么。

地图和其他制图元素总是对人们有很大的吸引力； 许多人更喜欢使用地图来定位地球表面的商品和重要地点， 而其他人则只是喜欢查看地图以欣赏地图的美感。 最近，全世界地图的用户数量和使用量都有显著增长。 制图使地图的维护和更新变得更加简单， 更新速度也更快， 尤其是在数字地图方面。 制图允许以微小的比例真实地描绘一个地方， 允许用户在一张非常小的纸上描绘一个特定的位置。 地图创建从一开始就是一项持续的活动。 地图是一种有价值的工具， 可以帮助人们与周围环境互动并理解周围环境。

地图已经生成并将继续用于各个部门的决策， 其中最重要的是社会经济、安全防御和环境管理。 制图学还可以告知、启发和激发创造力和想象力。 地图包括有关世界历史、宗教、自然和气候的信息。 地图也可用于教学，并在世界各地的学校和学院中使用。

制图的重要性

制图的重要性可以总结如下：

• 帮助了解周围环境和去过的地方；
• 帮助在未知领域导航；
• 帮助了解居住的土地及其特征；
• 轻松展示从 A 地到 B 地的路线。

制图工具

• 数码相机 – 帮助我们捕捉视线并将其转化为数据文件；
• 卫星图像 – 帮助我们看到世界上的一个点， 可以对其进行进一步的分析。
• Camera Lucida – 一种光学设备， 它可以将你所看到的光点投射到纸上， 这样就不必将其保持在与地图相同的角度（完美地制作地形图）。
• 等值线图 – 使用颜色来表示不同的数据值，例如人口密度。
• 桌面出版软件 – 结合文本、符号和图像来创建地图。
• 矢量图形软件 – 允许向地图添加符号、线条和文本。
• 图形设计软件 – 帮助创建地图的整体外观和感觉（例如，配色方案、字体）。
• 扫描仪 – 将纸质地图转换为数字文件。
• 纸和铅笔 – 制图师工具包中的必备品。

制图示例

• 制图学其中一个很好的示例是由尼日利亚高原州乔斯的高等教育系创意艺术学院的两名学生完成的。 两位学生 John Okwudili 和 Olufunmilayo Adedakin 想知道如何表现乔斯的广阔地形。 他们大规模地复制了这座城市， 并用记号笔和照片对其进行了说明。 这不仅仅是一个示例， 而是一个分析工具， 可以表明城市的规模及其相对于周边地区的位置。 通过此示例， 说明简单的笔和纸质地图如何帮助人们了解相对于其他地点的位置， 这是由尼日利亚最资深的地质学家之一奥古斯丁·奥克佩克 (Augustine Okpeke) 先生完成的。
• 2010 年，Peter Betham 为 Lost Map Project 制作了地图。 该项目帮助学生了解加拿大奴隶制的历史， 并由一系列地图组成， 这些地图讲述了因奴隶制而支离破碎的家庭故事， 地图是利用传统材料制作而成。
• 2016年，为庆祝加拿大建国350周年制作了一张地图。 该地图讲述了这个国家及其人民的历史， 从重要的历史地标开始， 例如 1608 年的魁北克市玛丽城， 一直到今天结束。

有许多制图网站提供免费地图并将其传播到全球。 这些地图描绘了生活的不同方面， 包括交通状况、天气状况、污染程度、人口密度等。

制图学与 GIS 的异同

制图学是对地图制作的研究， 尤其是地图应该如何制作的学科。 GIS 是一组有助于收集、存储、处理和分析各种数据的工具， 制图学也与地图的制作有关。 制作地图所用的知识和技能在制图学和 GIS 之间是相似的。

GIS 和制图之间的区别在于， 虽然两者都处理地理信息， 但其处理方式不同。 利用 GIS 可以收集与其相关的多个数据源， 并使用软件记录、存储和操作这些数据以供将来使用。 另一方面，制图规定了不同的信息收集过程。 在此过程中， 个人或组织将通过地理参考和制图工具从位于该位置所在区域的特定位置收集数据。 信息的收集可以通过各种方式进行， 例如与人面谈或收集调查等。

相同点如下：

• 两者都处理地理数据；
• 两者都涉及地图制作的操作；
• 两者都涉及制图学、地图制作和地理信息科学的研究和应用；
• 涉及两种职业共有的许多技能（例如，准确性、视觉感知、想象力、创造力）。

差异如下：

• 虽然 GIS 比制图学更实用， 但两者都是处理地理信息的应用科学。
• 制图学更关注印刷地图， 而 GIS 在数字数据领域有更广泛的应用。
• 制图学处理小范围内的地理， 而 GIS 则处理更大的世界。
• 制图师可以在工作中使用实用的绘图、文字或地图， -GIS 主要用于记录和存储照片、卫星图像等信息。
• 制图师在制作地图和报告时可以利用卫星图像作为信息来源， 而 GIS 则依赖于它们。

传统制图与现代制图

传统制图学是指19世纪以前的制图方法。 地图并不准确，其中的许多内容都包含错误。 地势被扭曲， 边界常常模糊不清。 地图通常是根据被测绘区域的地理情况， 以及前往该区域探险家提供的信息手工绘制而成。 航空摄影、高等数学和计算机等技术的进步使现代制图成为可能， 这些技术有助于绘制改进的地图， 其中包括精确的测量和准确性。

此外，还发现了利用卫星图像捕获信息的新数据收集技术。 这些地图更加准确， 并在商业中使用， 以提供对采矿和林业公司等企业有用的详细信息。 现代制图师使用地理信息系统 (GIS) 来捕获和存储地理数据。 通过利用 ArcView、AutoCAD、Google Earth 和 OpenStreetMap 等 GIS 程序， 地图制作过程变得更加容易。 与传统制图一样， 现代制图中使用的许多工具与 GIS 中使用的工具相似。 然而，现代地图还涉及着色和阴影等美学元素。

制图材料

制图材料包括但不限于以下内容：

• 手稿地图：最早的地图是以纸上绘图的形式制作的。
• 印刷地图：印刷在纸或布上的地图。
• 图表：使用特定投影制作并符合与比例、准确性和物理尺寸相关的特定地图。 海图通常是船上的海图。它们也可以在飞机、路书和地图册中找到。
• 数字地图：使用数字技术创建并以数字格式存储的地图。
• GIS：计算机生成的地图， 可以使用地理信息系统 (GIS) 进行操作和查看。

技术如何影响制图？

技术以各种方式影响制图，包括但不限于：

• 制图师现在可以将计算机用于 GIS。
• 卫星的使用帮助制图师绘制出比传统制图方法更准确的地图。
• 制图师现在可以在互联网上创建交互式地图。Interactive Mapping 网站就是一个很好的例子。
• 技术使人们更容易从世界各地收集地理数据，这有助于制图师创建更准确的地图。

为什么数字制图很重要？

数字制图很重要，因为它有助于：

• 加快工作速度：数字化数据比手绘地图要快得多；
• 节省时间和金钱：地图数字化减少了对打印纸的需求；
• 复制副本更容易：例如， 可以制作数字化地图的多份副本，而绘制地图则很难做到这一点；
• 提供查看相同数据和使用计算机软件处理数据的多种方式。

制图学的变化

多年来，制图学以各种方式发生了变化， 主要变化包括：

• 随着数字技术的引入，制图学已经发展到可以利用新的机会并更有效地解决问题。
• 今天的制图师可以使用计算机和 GIS 创建地图。
• 该领域不仅在性别方面而且在文化和社会背景方面都变得更加多样化。

这有助于制图师制作准确且易于理解的地图， 在用于通信目的时非常重要。

现代制图学有哪些特点？

制图具有多种功能，包括但不限于：

• 可以在地图中使用多个比例尺。 当制图师想要显示两种不同类型的信息时，这通常很有用， 例如，从鸟瞰图查看的大比例地图和从地面查看的更详细的地图。
• 地图可以用不同的形状和颜色显示不同类型信息的组合， 这将帮助查看者区分不同类型的数据， 例如地图上的街道名称和土地所有权。
• 在电脑上玩地图时， 它们使用虚拟世界的构建环境和旅行路线来确定玩家的位置， 这对于想要创建个人地图的玩家来说很重要。
• 地图可以说明当前不存在于游戏世界中的真实对象， 例如建筑物或地理特征。 制图师可以使用它来制作游戏中存在的地图， 以显示项目在添加到世界之前的模样。