第六章电子地图标准与规范

第6章数字地图研制、标准及可视化128第6章数字地图研制、标准及可视化6.1数字地图研制及其标准规范本节介绍关于地图和数字地图的描述及其有关国家标准；国家标准研制过程及一个实例——《数字地形图产品模式》标准的研制过程及其主要内容；一个数字地图——全球地图的技术规范及全球地图中国数据集的研制。6.1.1地图与数字地图6.1.1.1地图在测绘词典上对地图定义的描述：按一定法则，有选择地在平面上表示地球（或其他星球）上的若干现象的图。具有严格的数学基础、符号系统、文字注记，并采用制图综合原理科学反映出自然和社会经济现象的分布特征及相互联系。在《普通地图编制》教材中对地图定义的描述：地图是根据一定的数学法则，使用符号，通过制图综合将地球表面缩绘到平面上的表象，它反映各种自然和社会现象的空间分布、组合、联系及其在时间中的变化和发展。地图特性包括：用于特殊的数学法则而产生的可量测性；由于适用符号表述事物而产生的直观性；由于制图综合而产生的一览性。地图将逐渐成为形象地描述人们所认识的客观世界的一个象征性术语，而不一定再是一种固定的形式。在国家标准《地图学术语》中：地图按照一定数学法则，运用符号系统，以图形或数字的形式表示具有空间分布特征的自然与社会现象的载体。高峻教授指出：地图是用符号表示的地面的概括化的图形，它必需经过数学变化来建立在平面上，地图作为人们认识和研究客观存在的结果，可以反映各种自然、社会现象的空间分布，也可以作人们认识和研究客观存在的工具，去获得新知识。在田德森教授编著的《现代地图学理论》中引用了多种有关地图的描述例如：地图是周围环境的图形表达。第6章数字地图研制、标准及可视化129地图是空间信息的图形表达。地图是反映自然和社会现象的形象符号模型。地图是信息传输的通道。地图是地球或天体表面上，经选择的资料或抽象的特征和它们的关系，有规则按比例地在平面介质上的描写。6.1.1.2数字地图数字地图是存储在计算机中或数字介质上的地图，是地理信息的载体。刘光运教授在《电子地图技术与应用》中指出：数字地图是指用数字形式描述地图要素的属性、定位和关系信息的数据集合，而电子地图则是数字地图符号化处理后的数据集合。所以，电子地图与数字地图的根本区别点之一是地图要素的符号化处理与否。芬兰专家K.Artimo曾给出数字地图的非正式定义：数字地图是数字地图信息及其感受之集合。在《数字地形图产品模式》中对数字地形图的描述是：以数字形式表示地形图要素的地形图。目前最常见的数字地图有：数字线划地图、数字栅格地图、数字遥感影像地图、数字高程模型图、各种数字专题图等。数字地图以空间数据、地图数据库或地理信息系统为依托，它即可在计算机中通过对坐标数据、属性数据、统计数据查询、检索、分析等多种处理，生成地图图形，在屏幕上显示出来直接应用；也可通过各种输出设备输出模拟地图。与传统模拟地图相比，数字地图具有许多独特的长处，诸如：1）内容丰富，信息量不受地图幅面大小限制；2）查询、检索便捷、更新速度快；3）表现方式多样；以图形、图象、文字、统计图表、报表、以至声音、录像、动画表示地理信息；4）数字地图保存与传递方便；5）网上传输；让读者坐在家中调用远在千里万里之外的数字地图成为现实。6.1.2地图、数字地图国内有关标准标准是为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性的文件。该文件经协商一致制定并经一个公认的机构的批准。标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。标准化是实施科学管理的基础，是组织现代化生产的手段，是提高产品质量的保证，是推广应用科技成第6章数字地图研制、标准及可视化130果的桥梁。我国最早的地图标准始于魏晋时期，即裴秀创立的“制图六体”。“制图六体”规定了绘制地图必须遵循的六条基本原则。这六体是：“分率”，即比例尺；“准望”，既方位；“道里”，即物于物之间的距离；“高下”，即相对高程；“方邪”，即地面的坡度起伏；“迂直”，即实地高低起伏距离与平面图上距离的换算i。在公元三世纪，“制图六体”起到了地图编制规范的作用，使地图编制有章可循。“制图六体”奠定了我国传统“计里画方”绘制地图方法的理论基础。在我国，这种制图方法一直沿用到明朝末年。西方的基于天文、测量与数学的测绘方法引进以后，我国就开始逐步制定与应用基于经纬度和海拔高程的以及地图投影与抽象符号系统的现代模拟地图标准。模拟地图标准是以各级比例尺地形图编绘规范和地形图图式为主体的，它们基本都是国家标准。（表6.1）GB/T7929-19951:500,1:1000,1:2000地形图图式GB5791-19931:5000、1:10000地形图图式GB12343-19901:25000、1:50000地形图编绘规范GB12344-19901:100000地形图编绘规范GB15944-19951:250000地形图编绘规范及图式GB14512-19931:1000000地形图编绘规范及图式表6.1地图编绘规范与图式规定了地图的性质、用途、数学基础、分幅编号、编辑准备工作、各要素内容的综合要求与指标、出版要求等。全面指导地形图的编绘工作。地形图编绘规范与图式和一系列摄影测量、分幅编号、地图修测、地图制印直至产品检查验收、质量评定的国家和行业标准指导着地图制作者设计、生产、更新地图，指导使用者理解、阅读地图。地图的全部功绩与模拟地图标准是分不开的。模拟地图的系列标准也是现代数字地图标准的基础。目前，我国最常用的数字地图标准是地理信息分类与代码和相关信息的分类与代码标准。地理信息分类代码标准规定了分类代码原则、编码方法和分类代码。数字地图中一些重要属性遵从的相关信息的分类代码标准也成为数字地图中应用的标准，例如：中华人民共和国行政区划代码。与空间位置有关的统计数据库信息（如：人口普查信息等），各专业有关分类代码（如：公路等级代码等）都可能成为数字地图的属性信息，因此有关标准也将有可能成为数字地图的相关标准。由于模拟地图是数字地图重要数据源之一，有关模拟地图的标准也可以是数字地图的标准。我国数字地图及其标准化工作已经第6章数字地图研制、标准及可视化131取得了很大的成绩。全国1:100万、1:25万、1:5万数据库的设计、建设与应用显示了我国数字地图及其标准工作的能力和水平。下表是部分有关数字地图标准：（表6.2）GB/T13923-92国土基础信息数据分类与代码GB/T15660-19951:50001:100001:250001:500001:100000地形图要素分类与代码GB14804-19931:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码GB/T18317-2001专题地图信息分类与代码GB2260中华人民共和国行政区划代码GB10114县以下行政区划代码编制原则GB2659世界各国和地区名称代码GB/T17278-1998数字地形图产品模式GB/T17694-1999地理信息技术基本术语GB/T17797-1999地形数据库与地名数据库接口技术规程GB/T17798-1999地球空间数据交换格式GB12409地理格网标准GB14912-1994大比例尺地形图机助制图规范GB/T17160-19971:500、1:1000、1:2000地形图数字化规范GB/T17941.1-2000数字测绘产品质量要求第1部分:数字线划地形图、数字高程模型质量要求GB/T18315-2001数字地形图系列和基本要求GB15702-1995电子海图技术规范表6.2从某种意义上讲地图是地理信息的载体，而地理信息涉及在国家标准GB/T13745-92学科分类与代码中58个一级学科中的大多数学科，如：信息科学与系统科学、天文学、地球科学、电子通讯与自动控制技术、计算机科学技术、航空、航天科学技术、环境科学技术、统计学等。有关地图的标准是上述相关科学技术综合研究成果。而地图有关标准应用于中华人民共和国国家标准GB/T4754-94国民经济行业分类与代码15个门类中几乎全部门类，如：农、林、牧、渔业，建筑业，地质勘查、水利管理业，交通运输、第6章数字地图研制、标准及可视化132仓储及邮电通信业，批发和零售贸易、餐饮业，金融、保险业，房地产业，社会服务业，卫生、体育和社会福利业，教育、文化艺术和广播电影电视业，科学研究和综合技术服务业，国家机关、政党机关和社会团体。国民经济各行业在不同层次和不同程度上应用地图成果，对地图成果的标准化程度和质量有很高要求。有关标准在指导地图产品的设计，规定产品规格，规范产品生产过程，保障产品质量，沟通产品与广大用户中起着重要作用。例如：地形图图式和基础地理信息分类编码架起了测绘产品的研究、生产和社会用户之间的桥梁。6.1.3国家标准研制——以《数字地形图产品模式》为例6.1.3.1国家标准研制一般步骤一项国家标准的制定一般可以分为三个阶段，制定标准计划项目阶段；标准编写、审定阶段；标准审批、发布阶段。制定标准计划项目阶段我国当前的标准化工作管理体制，确定制定国家标准计划项目的程序有如下步骤。1）国务院标准化行政主管部门提出年度制定标准的原则和要求；2）国务院各经济主管部门提出补充制定标准计划项目的原则和要求，并下达所属各全国专业标准技术委员会或专业归口单位；3）各全国专业标准技术委员会或专业归口单位提出制定标准计划的项目建议；项目建议有明确的负责单位、协作单位、工作起止时间等；4）国务院各经济主管部门对标准计划项目进行综合、汇总、平衡、协调、审核后上报；5）国务院标准化行政主管部门复核、审定，将标准计划项目发送国务院各经济主管部门转发全国专业标准技术委员会或专业归口单位。标准编写、审定阶段（1）提出标准征求意见稿通过拟订标准内容的构成以及起草依据、收集资料、专题调查研究、试验验证等步骤提出标准征求意见稿，同时提出标准编制说明及有关附件。将经审核后的征求意见稿、编制说明及附件发往与该标准有密切关系的熟悉有关内容的生产、应用、科研、教学等单位或专家征求意见。（2）提出标准送审稿对征求来的意见进行归纳、整理、逐条提出处理意见，经讨论确定处理意见。一般处理意见包括1）采纳；2）部分采纳；3）不采纳（应说明理由与依据）；4）待试验后确定；5）由标准审查会决定。依据处理意见修改标准征求意见稿。列出“意见汇总处理表”，作为审查会的讨论第6章数字地图研制、标准及可视化133依据和报批标准的附件。经修改的征求意见稿经审核后，提交技术委员会秘书处或技术归口单位审阅同意后作为标准送审稿。确定用会审或函审形式审查。（3）提出标准报批稿依据标准审查会的审查意见和决议，或函审的意见和结论，对标准内容进行细致修改，使标准内容符合会审或函审要求。最后形成国家标准报批稿。标准审批、发布阶段办理报批手续，填写“标准申报单”，国家标准报批稿同标准说明、意见汇总处理表、会议纪要或函审单和函审结论等经审查同意后包主管单位转主管部门，经审核后送国务院标准化行政主管部门审查、批准、发布。6.1.3.2《数字地形图产品模式》标准研制6.1.3.2.1标准研制过程《数字地图产品模式》国家标准是在“八五”“数字化测绘产品模式及其有效存取方式”专题的研究成果和国家基础地理信息系统1:100万地形数据库研究基础上，1992年由国家测绘局提出，经过上节所述制定标准计划项目阶段的各个阶段，于1993年由国家技术监督局下达的国家标准项目。该标准由中国测绘科学研究院起草，国家测绘局归口。该标准制定有两个方面的意义：1）由于数字地形图产品有多种比例尺多种表示方法等方面的不同，《数字地形图产品模式》标准（以下简称标准）的制定对制定各种数字地形图产品标准起到协调作用。2）在数字地形图产品的各种标准制定前，使数字地形图产品生产有一个标准化、规范化的依据。该标准正式立项后，在中国测绘科学研究院成立了项目组，项目组根据项目目标提出了制定该标准的原则：（1）数字地形图有多种比例尺，地理信息有多种表示方法，不易在一个标准中对每一种类型的数字地形图的具体特征都加于考虑。《标准》是数字地形图