歷史播報
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地圖有將近4500年的歷史,再接出來的文章里,我們會先后就地圖的起源、發展歷程進行詳盡的介紹。
起源
地圖學相關書籍
地圖的起源可溯源到4500年前,那時人們開始用各類形式,對自己周圍的環境進行空間圖象的原始記述。當時,地圖的制做材料有陶片、紙草,銅版、椰枝、石塊、獸皮等。現保存出來的最為古老的地圖是公元前25~前23世紀巴比倫人勾畫在陶片上的地圖。
社會的發展、實踐的須要,尤其是始于希臘尼羅河季節猖獗和幾何學的誕生;中國長江下游平原的農田水利,與筑城工程對勾股弦定律和規矩等測繪儀器的應用,都促使了地圖的發展。
發展
中國《管子·地圖》篇,是最早闡述地圖地理內容的專篇。馬王堆出土的漢代地圖表明中國唐代地圖學理論與技術已達到相當水平。當時,東西方地圖的編著和地圖學的發展,顯著地反映出海洋與臺灣兩種不同的地理環境,以及農業與航海貿易兩種不同的社會生產的需求。
公元前四世紀,亞里士多德論證了月球是球狀。之后有人開始檢測月球的邊長,并出現了圓錐地圖投影。公元二世紀,托勒密編繪的《地理學手冊》,附有27幅世界地圖,重印達50版,在西方影響達一千年之久。公元三世紀,中國的裴秀編制了《禹貢地域圖》和《地形住持圖》下列物理學分支學科中形成時間最早的是,提出了“制圖六體”,這是中國唐代關于地圖編制原理的最精辟闡述,產生東方奇特的地圖技術途徑,在中國也影響了近千年。
托勒密與裴秀兩位唐代地圖學家,根據物理法則構建的描述地理位置的經經線和方里網,至今依然是地圖物理基礎。通過16世紀東西方的交流,兩種座標體系同時出現在一幅地圖上。美國的地形圖上出現了中國地圖上的方里網;中國的《大清一統輿圖》采用了西方地圖上的經經線。
1405~1433年中國航海家鄭和七下西洋,反映下西洋情況的《鄭和航海圖》是中國現存最詳細的唐代航海圖,也在世界上開創了使用航海圖的先河。隨后,航海圖也隨著法國、西班牙、荷蘭和法國等各國的航海探險和海上霸權的角逐而得到迅速發展。
1569年,墨卡托設計正軸等角圓錐投影,第一次把東、西半球已知范圍詮釋在一幅地圖上。這些投影的地圖能為航海者進行直線導航,為航海圖所普遍采用,被命名為“墨卡托投影”,之后還出版了以他名子命名的地圖集。隨著民航和航天的須要,多種縱軸和斜軸的墨卡托投影陸續出現。墨卡托的工作被譽為16世紀法國地圖學的里程碑,他的地圖集開創了世界全圖的新投影,反映了當時法國地圖發展的特性。
與墨卡托同時代的、東方地圖集的先驅是中國的羅洪先。他承繼和發展了朱思本的輿地圖,完成了中國現存最早的地圖集《廣輿圖》。圖集采用劃一的24種圖例符號,以幾何紋樣代替象形紋樣,這是地圖集設計上的進步。羅洪先和墨卡托都以地圖集的方式,分別總結了16世紀曾經東、西方地圖的歷史成就,承前啟后,對后代地圖發展形成的影響延續了數百年。
美國傳教士利瑪竇在溝通東、西方地圖學知識方面做出了重要的貢獻。公元1600年之后,在中國學者的支持和合作下,他借助西方和東方的世界地理知識匯編成《坤輿萬國全圖》。該圖標有當時新發覺的大洋和大洲等區域概念,以及地中海、羅馬、古巴、加拿大等中譯名;同時把張衡地動儀上使用的北極、北極、赤道等名詞應用于地圖。
17世紀之后,意大利各國經歷了工業革命,社會經濟有了較大發展。為了找尋海上通商航路、擴大殖民地,既須要航海圖,也須要實測的地形圖,以滿足開發工礦資源和農地資源,以及軍事戰爭的須要。因此,各國所進行的大規模地形圖測繪,成為近代地圖學的主流。
1791年,法國組建海軍檢測局。以后,歐洲各國陸續完善研究編制地圖的國家機構,產生大規模的專業隊伍和規范化的技術體系,并相繼完成了本土大比列尺地形圖的測繪,其中如英國的《都孚》地形圖等就以精巧細致而見稱。
法國的地圖測繪技術,傳播到了中國后,清廷測繪了《皇輿全覽圖》和《大清一統輿圖》,那些奠定了中國近代地圖的科學基礎。19世紀中葉,中國采用矩形投影,勾畫了當時較健全的歐洲地圖。
1909年,國際地理會議對地圖分幅、地形表示、城鎮分級、地名拼音等做出了統一規定。之后,又對分層設色、公制單位等標準作了修訂,并制定了奇特的地圖投影和全球的統一分幅編號。這種舉措對地圖的國際化和標準化形成了深遠影響,大部份國家也接受了地圖統一的國際分幅編號。地質圖、人口地圖、土地借助圖、森林圖和底泥圖的國際合作編制工作和分類,圖例系統標準化的研究,都取得很大的進展。地圖已步入工業化大生產和社會商品化的階段。
隨著自然科學的分化和內陸探險的深入,專題地圖的新領域不斷得到開拓。19世紀末,英國重印的自然地圖集,包括了地質、海洋、氣象、地磁、植物、動物以及人種的分布圖,反映出當時的科學技術水平。中國的楊守敬費時15年,在前人基礎上編制了《歷史輿地圖》,集中反映了中國歷史地理學的豐富遺產,解決了許多有關水道演變、州郡遷移的爭辯。
20世紀的地圖學,一方面承繼豐富的歷史傳統;另一方面又出現新的發展,即向綜合制圖方向發展。地圖的內容指出反映自然綜合體和社會經濟環境的互相作用,注重反映人地關系和環境生態效應。民航攝影、衛星遙感及計算機制圖的問世,使綜合制圖得到強有力的技術保障,地圖學發生了歷史性轉型。
1932年第一次運用民航攝影制圖,它使人類可以脫離地面借助高空平臺來測繪地圖,從根本上改變了近300年來產生的地形圖測繪生產過程。民航攝影檢測幾乎完全替代了精典的平板測繪,廣泛應用于國家基本地形圖以及城市、農田水利、森林煤礦的各類大比列尺地圖的測繪。
民航相片信息豐富,可借助紅外、天然色、假彩色紅外、微波等獲取多譜段圖象。通過判讀或圖象處理,用于編制地質、土壤、土地借助、森林資源等多種專題地圖。民航攝影還趕超地理環境的障礙,非常是人類無法活動的海洋荒灘。沼澤、湖泊、高山和沙漠,因而獲得了原先地形圖仍未覆蓋的空白地區的地理資料。
民航攝影作為地理水景的客觀圖象記錄,為系列地圖編制提供了統一的信息源,并反映了各類自然和人文地理要素在同一空間內的分布和相互聯系。系列制圖從根本上解決了部門專題制圖統一協調的困難。如1969~1979年間,法國采用分區彩色民航攝影,完成了全省1:50萬地形、地質、土地借助、土壤和農地潛力的系列制圖,完善了系統的國家農地檔案。
1972年,世界上第一顆月球資源勘察衛星發射成功,人類得以從內層空間來觀測整個月球。陸地衛星、氣象衛星和海洋衛星作為新型的地圖信息源,具有快速、準同步和大面積覆蓋的明顯特征,可提供空前巨大的信息量,使地圖學呈現新的發展。
20世紀70年代,以計算機的引進為標志,地圖學步入信息時代,為適應計算機及信息傳輸工具的須要,以便輸出、輸入、處理、存儲和更新,地圖開始出現數字信息的新方式。地圖概括理論和定量化研究,從本質上解決了地圖容量和清晰度問題。利用地理數目方式的成果,為計算機輔助地圖制圖開辟了公路。計算機輔助制圖的迅速發展,從試驗階段過渡到了應用階段,它借助軟件系統解決了地圖投影變換、比例尺縮放和地圖地理要素的選定與概括,實現了地圖編輯的手動化。許多國家相繼構建了地圖數據庫。
在地形圖數據庫基礎上,歐美和美國等國又進一步發展了地理信息系統。這類系統具備多維信息復合功能,包括社會經濟統計、地面觀測站網記錄、地球化學場數據、多時相的遙感數據、以及多種專業的物理剖析模型或地圖專家系統,具有進行物理模擬試驗和預測預報的功能。至此,地圖已除了是描述和抒發地理現象分布規律的信息載體,還是區域綜合剖析研究的成果,即地理信息系統輸出的智能化產品。地理信息系統為地圖學的區域性與綜合性研究,提供了現代化的技術保證。
內容播報
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地圖學的內容十分豐富,要想研究透徹不是易事,在這兒我們就地圖學的研究對象、研究內容、研究分支和應用進行相關介紹。
研究對象
地圖學的研究對象是月球表層各類自然與社會現象的結構與特點的空間信息,包括宏觀與微觀、具體與具象、現實與歷史的所有空間信息。涉及月球科學、生物科學、環境科學的許多領域,但是隨著人類認識范圍的擴大,地圖學的研究對象正向內層空間和地幔深部延展。
研究方向
地圖學的研究方向是:闡述以地圖作為空間信息的載體與傳輸工具,根據物理法則下列物理學分支學科中形成時間最早的是,根據比列構建空間模型,運用符號系統和最佳體會療效抒發人類對地理環境的科學認識;綜合剖析自然與社會現象的空間分布、內在聯系及其時間變化;研究地圖編制與應用原理、方法與工藝、技術。
研究分支
在地圖學的發展歷史中,逐漸產生了地圖學史、地圖投影學、地圖美學以及地圖制圖學等若干分支學科和領域。19世紀后,又分辨為普通地圖和專題地圖兩大領域,逐漸發展為普通地圖學和專題地圖學。專題地圖學則更進—步發展,分化為多層次的各分支學科和領域。按用途界定,則分辨為通用地圖和專用地圖兩大領域。
結構體系
理論地圖學(地圖學的理論基礎),包括:地圖學導論、地圖模型理論、地圖信息理論、地圖傳輸理論、數學地圖學、地圖符號學、地圖體會理論、綜合制圖理論、制圖綜合理論;
地圖制圖學(編圖方式和技術),包括:普通地圖制圖學、專題地圖制圖學、遙感制圖學、機助制圖學、地圖制印學;
應用
應用(地圖應用的原理和方式),包括:地圖的基本功能、地圖的評價、地圖的實際應用、地圖剖析的方式論、地圖剖析借助步驟、地圖剖析借助方式、地圖信息的手動剖析與處理。
因為地圖應用領域的不斷開拓,使地圖剖析與應用的研究愈發深入。地圖方式已成為地學研究的重要手段。20世紀50年代之后,隨著民航攝影、衛星遙感、計算機技術等的應用和進步,地圖學出現了系列地圖、遙感地圖、機助制圖和地理信息系統等新的方式和方式。信息論、傳輸論、模式論、感受論等的引進,促使了地圖學的理論研究?,F代地圖學日漸從地理學和檢測學中脫穎而出,其研究手段兼收并容空間科學和信息科學的最新成就,研究內容跨越著自然科學和社會科學的范疇。它越來越顯著地顯示出橫斷科學的性質。
現代地圖學是從信息論的觀點來研究地圖,地圖被覺得是人類認識自然的信息載體,客觀存在的地理環境的概念模型。地圖作為一種信息載體,是指通過地圖的制做和應用過程,集聚大量有關自然和經濟現象的位置、形態、動態和內部聯系的信息,從而加以濃縮、復制、存貯、傳遞,使讀者能體會、量測、理解和借助。
地圖學的任務,不能僅滿足于對地理圈各類原始測繪數據的粗加工;而是要注意開發高層次的知識密集型的產品設計。為宏觀規劃決策與工程設計、施工和效益評價,提供預測圖或預報圖。
步入21世紀后,現代地圖學的研究對象仍將繼續擴大。因為人類的認識正在從陸地表層向海洋、地殼深部和內層空間擴延。因而,今后則是構建適用于整個人類智慧圈的統一的空間座標體系,作為海、陸、空因而天文的動態信息載體。目前我們已能看見多維動態地圖的曙光。
地圖作為一種文化工具,在人類的知識寶庫中,將與語言、藝術并存。從這個意義上說,對中學生強化地圖學的教育,培養她們空間圖象思維的能力,這對締造認識自然、改善環境的專業人材是必不可少的;對于提高中學生的愛國主義思想和樹立正確的宇宙觀也將是獲益不淺的。
分類播報
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普通地圖:地形圖、普通地理圖;
專題地圖:自然地圖、地質圖、地球化學圖、地貌圖、氣候圖、陸地水文圖、土壤圖、植被圖、動物圖、海洋地圖;
社會地圖:經濟地圖、行政區劃地圖、人口地圖、經濟地圖、工業地圖、農業地圖、交通運輸地圖、郵電通信地圖、財貿金融地圖、第三產業地圖、教育與科研地圖、醫療保健地圖、文化地圖、歷史地圖;
環境地圖:環境污染與環境保護地圖、自然水災地圖、自然保護地圖、生態環境地圖、疾病與醫療地理圖、全球變化圖;
專用地圖:教學地圖、航海圖、航空圖、宇航圖、旅游地圖、公路交通圖、水利地圖、傳媒地圖、軍事地圖;
特種糧圖:數字地圖、立體地圖、屏幕地圖嗅覺地圖(盲文地圖)、塑料何絲綢地圖、工藝品地圖、發光地圖、縮微地圖多媒體電子地圖、互聯網絡地圖;
地圖集與系列地圖:地圖集、系列地圖;
地圖搜索:與普通搜索模式相比,地圖搜索變得愈發形象,像遛彎一樣,便捷快捷。[2]
理論播報
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因為地圖學與自然科學、社會科學、系統科學、信息科學、思維科學、人體科學、行為科學、藝術科學等有著交叉及關聯關系,它們的研究成果為地圖學的發展提供了理論基礎和技術支持,并推動了地圖學理論研究的進展。
信息論
地圖信息表現為圖形幾何特點、多種彩色的總和及其相互聯系的差異,可以說地圖信息是以圖解方式抒發制圖客體和其性質構成的信息。地圖信息論就是研究以地圖圖形抒發、傳遞、貯存、轉換、處理和借助空間信息的理論。該理論有助于認識地圖的實質,并推進了對地圖信息的計量方式的研究。
傳輸論
是研究地圖信息傳輸的原理,過程和技巧的理論。該理論覺得:客觀環境——制圖者——地圖——用圖者——再認識的客觀環境構成了一個統一的整體。客觀環境被制圖者認知,產生知識概念,通過符號化變為地圖,用圖者通過符號辨識,在腦子中產生對客觀環境的認識。這個過程是一個地圖信息流傳輸的過程,地圖制做和使用都包括在這個傳輸過程中;地圖符號能有效傳輸地理信息,但傳輸過程中會遭到“噪聲”干擾。該理論對于地圖最佳制做和地圖有效使用具有積極作用。
符號學
是研究地圖符號系統的布光基礎,體會方法及其設計使用的科學。提出了六種視覺變量:形狀、亮度、色彩、尺寸、密度和方向是地圖符號系統的布光基礎;四種體會形式:組合體會、選擇體會、等級體會和數目體會是制圖過程中的視覺特征,該理論對于地圖符號設計和地圖生產有較大影響。
模型論
是研究怎樣構建重現的客觀環境的地圖模型,并以地圖物理模型來抒發的理論。該理論覺得地圖是客觀世界的模擬橫型。此模型是制圖者的概念模型,并可用物理方式抒發,經過具象概括的制圖對象的空間分布結構。該理論對于深入認識地圖的實質,并對推進數字制圖的發展有重要作用。
認知論
是研究人類認知地圖獲取信息的手段,原理和過程的理論。該研究有兩項成果。一是“地圖認知環”學說,覺得用圖者首先接受到圖象地圖客體,因而在腦子中進行信息處理,獲取,之后據已有知識對所獲信息進行加工,因而形成腦子信息圖;再進一步通過對實地地理現象進行研究,最后得到所認知的地理實體,完成一輪認知環。二是“多模式感知和認知理論”,是指在虛擬地圖環境下,用多種認知手段(如視覺、聽覺)分別獲取知識,并將其加以比較和想像處理,從而產生各自的知識庫(如視覺、聽覺知識庫),最后將各知識庫融合,形成綜合知識庫。該理論對制圖手段、多媒體技術、虛擬現實技術的結合使用有重要意義。
體會論
是研究地圖視覺感受過程的數學學、生理學和心理學方式,闡述地圖是怎樣被用圖者有效體會的理論。研究內容有分級符號、網紋和等值灰度梯尺的視覺療效,色調設計客觀性、視覺體會與圖形構成的規律、特點等。該理論對于地圖設計有重要意義。
發展趨勢播報
編輯
智能化:包括地圖信息源信息獲取,地圖制做過程和地理信息抒發的智能化等。
虛似化:地圖學將來抒發的制圖對象不一定都是實體的客觀存在,好多內容將是虛擬的、模擬的、多維仿真式的。
功能多極化:地圖功能從抒發地理客體規律特點,擴充到知識發覺、空間剖析、動態顯示檢測、綜合評價、預警預報等。
主客體同一化:隨著科技發展,推動地圖制做技術的不斷改進和創新,地圖制做將越來越簡單,故既是地圖制做者又是地圖使用者將逐漸普遍,使主客體同一化。
全球一體化:隨著數字月球戰略的施行和推動,將實現全球化的地圖無縫拼接和萬維網電信,使地圖在抒發月球和研究月球方面,都可以整體化,全球一體化方式出現。
地圖、RS、GIS和GPS一體化:數據庫是鏈接數字地圖、RS、GIS、GPS技術的共有基礎,隨著這種科技手段的不斷發展,將使其在信息科學的范疇內不斷融合并趨于一體化,為月球信息科學、數字月球的成熟發揮作用。
關系播報
編輯
地圖學作為區域性學科,它的主要基礎就是地學。所有那些如地理學、地學、生物學、環境科學等區域學科的野外實地勘察、調查都離不開地圖。各用對象又是地圖學的研究對象。