Компьютерная картография
Компиляция данных для создания визуального образа
Пример цифровой карты. На снимке показан процент населения Австралии, идентифицирующего себя как англикане .

Компьютерная картография (также называемая цифровой картографией ) — это искусство, наука и технология создания и использования карт с помощью компьютера. [1] [2] [3] Эта технология представляет собой смену парадигмы в том, как производятся карты, но по сути все еще является подмножеством традиционной картографии. [3] [4] Основная функция этой технологии — создание карт , включая создание точных представлений определенной области, таких как детализация основных дорожных артерий и других точек интереса для навигации, а также создание тематических карт . Компьютерная картография является одной из основных функций географических информационных систем (ГИС), однако ГИС не является необходимым средством для облегчения компьютерной картографии и имеет функции, выходящие за рамки простого создания карт. [5] [6] Первые рецензируемые публикации об использовании компьютеров для помощи в картографическом процессе появились на несколько лет раньше внедрения полной ГИС. [7]

Компьютерная картография используется для облегчения работы различных компьютерных приложений, часто посредством интеграции со спутниковой сетью Глобальной системы позиционирования (GPS). Это может позволить автоматическую генерацию карт в реальном времени для таких задач, как автомобильные навигационные системы .

История

От бумажного к безбумажному

В 1959 году Уолдо Тоблер опубликовал статью под названием «Автоматизация и картография», в которой был описан первый случай использования компьютеров в качестве вспомогательных средств в картографии. [7] В этой статье Тоблер создал то, что он назвал системой «карта в – карта из» (MIMO), которая способствовала оцифровке традиционных карт, их изменению и воспроизведению. [7] [8] Система MIMO, хотя и была простой, установила использование компьютеров для создания карт в литературе и подготовила почву для более продвинутых географических информационных систем в последующие годы такими географами, как Роджер Томлинсон . [8] Последовавшее быстрое ускорение привело к быстрому изменению парадигмы в картографии, где традиционная картография была заменена компьютерной картографией. Это было предсказано в 1985 году, когда Марк Монмонье предположил в своей книге «Технологический переход в картографии», что компьютерная картография, облегчаемая ГИС, в значительной степени заменит традиционную картографию с ручкой и бумагой. [4] Считается, что рубеж в создании и распространении большего количества карт с помощью компьютеров был достигнут где-то в середине 1990-х годов. [9]

Расширенные возможности

Ранние цифровые карты имели ту же базовую функциональность, что и бумажные карты, то есть они обеспечивали «виртуальный вид» дорог, обычно обозначенных рельефом, охватывающим окружающую территорию. Однако, поскольку цифровые карты росли с развитием технологии GPS в последнее десятилетие, были добавлены обновления трафика в реальном времени, [10] точки интереса и местоположения услуг, чтобы сделать цифровые карты более «сознательными для пользователя». [11] Традиционные «виртуальные виды» теперь являются лишь частью цифрового картографирования. Во многих случаях пользователи могут выбирать между виртуальными картами, спутниковыми (аэрофотоснимками) и гибридными (комбинация виртуальной карты и аэрофотоснимков) видами. Благодаря возможности обновления и расширения цифровых картографических устройств, можно добавлять новые дороги и места для отображения на картах. [ требуется цитата ] Трехмерные карты ландшафтов можно создавать с помощью 3D-сканеров или программного обеспечения для 3D-реконструкции . [12]

Сбор данных

Цифровые карты в значительной степени опираются на огромный объем данных, собранных с течением времени. Большая часть информации, которая составляет цифровые карты, является кульминацией спутниковых снимков, а также информации на уровне улиц. Карты должны часто обновляться, чтобы предоставить пользователям наиболее точное отображение местоположения. Хотя существует широкий спектр компаний, которые специализируются на цифровом картографировании, основная предпосылка заключается в том, что цифровые карты будут точно отображать дороги такими, какими они на самом деле кажутся, чтобы обеспечить «реалистичные впечатления». [13]

Функциональность и использование

Компьютерные приложения

Запатентованные и непатентованные компьютерные программы и приложения предоставляют изображения и данные карт на уровне улиц для большей части мира.

Научные приложения

Развитие мобильных вычислений ( КПК , планшетные ПК , ноутбуки и т. д.) в последнее время (примерно с 2000 года) стимулировало использование цифрового картирования в науке и прикладных науках . По состоянию на 2009 год [обновлять]области науки, которые используют технологию цифрового картирования, включают геологию (см. Цифровое геологическое картирование ), инженерию , архитектуру , геодезию , горное дело , лесное хозяйство , окружающую среду и археологию .

GPS-навигационные системы

Основным применением, благодаря которому цифровое картографирование развивалось в последнее десятилетие, была его связь с технологией глобальной системы позиционирования (GPS). [14] GPS является основой цифровых навигационных картографических систем.

Как это работает

Координаты и положение, а также атомное время, полученные наземным GPS-приемником со спутников GPS, вращающихся вокруг Земли , взаимодействуют друг с другом, чтобы предоставить цифровому картографическому программированию исходные точки в дополнение к точкам назначения, необходимым для расчета расстояния. Затем эта информация анализируется и компилируется для создания карты, которая обеспечивает самый простой и эффективный способ достижения пункта назначения.

Говоря более технически, устройство работает следующим образом: [15]
  1. GPS-приемники собирают данные как минимум с четырех спутников GPS, вращающихся вокруг Земли, вычисляя местоположение в трех измерениях .
  2. Затем GPS-приемник использует данные о местоположении для предоставления GPS-координат или точных точек широтного и долготного направления со спутников GPS.
  3. Точки или координаты выводят точный диапазон примерно в «10–20 метров» от фактического местоположения.
  4. Начальная точка, введенная с помощью координат GPS, и конечная точка (адрес или координаты), введенные пользователем, затем вводятся в программное обеспечение цифрового картографирования.
  5. Картографическое программное обеспечение выводит визуальное представление маршрута в реальном времени. Затем карта перемещается по пути водителя.
  6. Если водитель отклонится от заданного маршрута, навигационная система будет использовать текущие координаты для пересчета маршрута до пункта назначения.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Кларк, Кит (1995). Аналитическая и компьютерная картография . Prentice Hall. ISBN 0133419002.
  2. ^ Монмонье, Марк (1982). Компьютерная картография: принципы и перспективы 1-е издание (1-е изд.). Pearson College Div. ISBN 978-0131653085.
  3. ^ ab Kainz, Wolfgang (21 октября 2019 г.). «Картография и другие – аспекты сложных отношений». Geo-spatial Information Science . 23 (1): 52–60. doi : 10.1080/10095020.2020.1718000 . S2CID  214162170.
  4. ^ ab Monmonier, Mark (1985). Технологический переход в картографии (1-е изд.). Univ of Wisconsin. ISBN 0299100707.
  5. ^ Демерс, Майкл (2009). Основы географических информационных систем (4-е изд.). John Wiley & Sons, inc. ISBN 978-0-470-12906-7.
  6. ^ Чан, Кан-цунг (2016). Введение в географические информационные системы (9-е изд.). McGraw-Hill. стр. 1. ISBN 978-1-259-92964-9.
  7. ^ abc Tobler, Waldo (1959). «Автоматизация и картография». Geographical Review . 49 (4): 526–534. Bibcode : 1959GeoRv..49..526T. doi : 10.2307/212211. JSTOR  212211. Получено 10 марта 2022 г.
  8. ^ ab DeMers, Michael N. "GIS". Encyclopedia Britannica . Получено 5 сентября 2023 г.
  9. ^ Петерсон, Майкл П. (2014). Картографирование в облаке . Нью-Йорк: The Guiford Press. ISBN 978-1-4625-1041-2. OCLC  855580732.
  10. ^ «Навигационное устройство, помогающее управлять заторами на дорогах». FreshPatents.com. 9 марта 2007 г. http://www.freshpatents.com/Navigation-device-assisting-road-traffic-congestion-management-dt20080925ptan20080234921.php Архивировано 06.06.2014 на Wayback Machine . 12 октября 2008 г.
  11. ^ Хасби, Джонатан. «Автомобильная навигация развивается за пределами „точки А в точку Б“». Electronic Engineering Times. 28 января 2008 г. http://www.automotivedesignline.com Архивировано 30 сентября 2011 г. на Wayback Machine . 12 октября 2008 г.
  12. ^ Ремондино, Фабио. «Запись наследия и 3D-моделирование с помощью фотограмметрии и 3D-сканирования. Архивировано 10 октября 2022 г. в Wayback Machine ». Remote Sensing 3.6 (2011): 1104-1138.
  13. ^ "City Maps" Tele Atlas BV. 2008. http://www.teleatlas.com/OurProducts/MapEnhancementProducts/CityMaps/index.htm Архивировано 27 сентября 2011 г. на Wayback Machine . 12 октября 2008 г.
  14. ^ "Соединенные Штаты обновляют технологию глобальной системы позиционирования". America.gov. 3 февраля 2006 г. http://www.america.gov/st/washfile-english/2006/February/20060203125928lcnirellep0.5061609.html Архивировано 29 января 2008 г. на Wayback Machine . 12 октября 2008 г.
  15. ^ «Как работает GPS?» Смитсоновский институт. 1998. http://www.nasm.si.edu/exhibitions/gps/work.html Архивировано 09.11.2008 в Wayback Machine . 12 октября 2008 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Компьютерная_картография&oldid=1251958629"