空间分析在电子地图中的应用

2015-03-31李作銮

地球 2015年7期

关键词：电子地图栅格纸质

李作銮

（浙江省瑞安市测绘地理信息研究院浙江瑞安325200）

空间分析在电子地图中的应用

李作銮

（浙江省瑞安市测绘地理信息研究院浙江瑞安325200）

电子地图在我们生活中的应用越来越广泛，而空间分析是电子地图的核心功能之一，本文简单说明空间分析方法在电子地图中的应用，并举例加以说明。

空间分析电子地图

1　前言

地图就是地球表面在平面上的缩影，更严格的定义是：按照一定的数学法则，采用地图符号系统，将地球表面缩绘于平面上，以达到反映各种自然和社会现象的空间分布、组合、联系、变化和发展的图件。随着计算机在现代生活中的普及和相关技术的发展，传统的纸质地图逐渐被电子地图所取代，而且，随着时代的发展，电子地图在我们的现实生活中将发挥越来越大的作用。

2　电子地图

2.1电子地图的定义

电子地图是传统的纸质地图在各种显示设备上的显示，它是以传统纸质地图为基础，而且具有传统纸质地图所不具有的新特点。传统纸质地图以数字地图的形式在计算机或其他电子设备上存储，并以电子地图的形式显示出来。可以说，电子地图是地图数据在显示设备上的可视化产品。

2.2电子地图的特点

电子地图作为对传统地图在现代社会的继承和发展，其不可避免的扬弃了传统地图的一些特点，而且具有传统地图所不具有的但却适应社会发展要求的一些新特点。（1）动态性。电子地图的动态性表现在电子地图能够以时间维的形式真实反映客观世界的动态变化。（2）交互性。传统的纸质地图其交互性是极其有限的。而电子地图具有很强的交互性，人们可以通过查询、分析电子地图和利用电子地图的辅助决策功能，实现真正的人与地图的交互。（3）超媒体集成性。随着网络技术的发展，在地理信息领域，人们借助和引申超文本、超文件的概念，提出了超地图的思想方法：认为地图是一种方法作为一种媒体，可以通过结点链接各种媒体，如图像、声音、动画、文件和连续播放。其中最主要的部分是结点和链接，通过链接，可以组织和各种信息，并可以有效的进行导航和检索。这种思想方法正体现了电子地图的超媒体集成性。

3　空间分析与电子地图

空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。空间数据分析技术就是对空间对象的空间属性加以分析，其分析的主要内容有：空间位置、空间距离、空间形态、空间分布、空间方位、拓扑、相似和相关等。

随着技术应用的进一步发展，人们对电子地图要求不仅仅局限于可视化，同时也要求它具有一些空间分析功能。只有具有了空间分析功能，才能使我们更加充分的利用电子地图，更好的发挥电子地图的辅助决策功能。空间分析在电子地图中的应用相当广泛，如：空间位置的获取、空间距离、坡度、梯度等的量算和面积、表面积的计算等。

3.1空间位置的获取

空间位置的获取是空间分析在电子地图中应用的基础，空间位置的获取其实质是二维屏幕平面在三维地理空间的反解。获取电子地图中某一点的算法有很多，这里主要介绍碰撞检测：首先在屏幕点击处与视点（视点确定的算法：在屏幕平面与电子地图平面中构造一种映射关系，对于屏幕上的某一像素点，满足映射关系的多个电子地图点构成一个集合P：P={P1，P2，P3….Pk,(k≥2)},若Pi∈P，且Pi满足||Pi-E||=min:E为P中各点的中心坐标）构造一条线段；其次用这条线段与电子地图进行碰撞求得屏幕点击处的空间位置。

3.2空间距离的量算和面积的计算

空间距离反映的是空间物体在几何上的接近程度。在电子地图上量算距离，首先要在屏幕上标识要量算的线要素，然后提取该要素的几何数据，经计算机计算后并将其转换为实地距离。面积是面状物体最基本的形态参数，在电子地图上计算面积，首先要在屏幕上标识出要量算的面要素，然后提取`该面要素的轮廓坐标数据，经计算机计算（对于矢量电子地图，用数学的方法计算面积；对于栅格电子地图，统计面要素轮廓内包含的栅格数目）后并将其转换为实地面积。

3.3路径问题和可视域分析

路径问题是判断电子地图上的两点间是否存在路径，并计算两点间的最短路径。从广义上讲，电子地图上的任意两点间都应该存在多条路径，我们的主要目的是求得最短路径。在给定最短时间或最短路程的约束条件下，利用计算机图形学中的四连通或八连通方法，可以求得在电子地图上的满足约束条件的最短路径。

可视域分析是判断视点与所要研究区域的通视情况。最简单的方法是将视点与研究区域内的各个栅格角点相连，形成一个视线簇，遍历视线簇中每条视线，计算每一视线与相关栅格点的交点，判断这些交点是否在这条视线上遮挡待求的栅格角点，若有一个交点遮挡，则整条视线不可视。