時間：2023-05-30 08:53:08
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子地圖，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
據中國網絡經濟研究中心不久前的報告顯示，中國地圖信息服務市場的規模到2008年底將突破5億元大關，而到2010年將有可能達到15億元?！皟H從去年到今年，國內地理信息服務網站的數量就翻了一倍，目前超過1000個，登載地圖的互聯網網站更是數以萬計?！眹覝y繪局副局長閔宜仁感慨。
而根據艾瑞的《2007中國在線地圖信息服務研究報告》顯示，中國互聯網地圖服務市場的競爭者主要有4家：北京圖為先科技有限公司(Mapbar)、北京圖盟科技有限公司(Mapabc)、北京靈圖軟件技術有限公司(51ditu)和搜狐旗下的搜狗地圖Go2Map，這四家公司共同壟斷了94.5%的用戶訪問量。
這些企業大多擁有自主知識產權，而且各具特色。作為目前國內最大的在線地圖及無線地圖服務提供商，Mapbar開發出了符合電信級標準的“GEOSPATIAL”綜合地圖服務平臺，可統一支持網絡地圖（WEBGIS）和2G/3G無線網絡地圖應用，該平臺可通過不同的網絡和應用終端向用戶提供地圖搜索服務；
Mapabc則為它的合作伙伴們提供了一種創新的服務模式―地圖API，合作伙伴們無需自建地圖平臺，只需從遠程調用，就可以獲取基礎地圖、公交換乘、駕車路徑等基礎地圖服務資源；
靈圖的無線定位服務系統軟件和嵌入式導航軟件在市場上有很高的占有率，其電子地圖網站51MAP還延伸出搜索風云榜、靈圖UU、桌面地圖等眾多搜索功能；
而搜狐公司在2005年全資收購了Go2Map，并迅速整合推出了搜狗地圖服務，開創了諸多中國第一：比如第一家面向公眾服務的地圖網站、第一款網絡地理應用系統中間件Go2map-MIP、第一個地圖服務系統應用程序接口API、第一種“電子地圖租用”服務模式等等。
微軟斗法Google
從全球范圍內看，電子地圖早已是一片相對成熟的市場，競爭激烈、兼并頻繁。2007年，諾基亞以81億美元的高價收購了全球第一大地圖供應商Navteq；近日，歐盟競爭管理委員會又批準了全球第二大導航設備制造商TomTom以29億英鎊的價格收購全球第二大電子地圖供應商Tele Atlas的交易。
而發生在Google、微軟和雅虎等公司之間的地圖爭奪戰早已不是新聞。Google早在幾年前就已經推出了Google Map，在2004年，Google收購了Keyhole衛星圖像公司，并于第二年推出了Google Earth，這在當時引起了全世界G粉們的高聲歡呼。Google Earth上的全球地貌影像的有效分辨率至少為100米，通常為30米，視角海拔高度為15公里左右，大城市、著名風景區、建筑物區域會提供分辨率為1米和0.5米左右的高精度影像。
特別的是，在推出衛星地圖后，Google的用戶可以像飄浮在半空中一樣俯瞰地球。隨著版本的更新，Google Earth陸續新增了城市的3D建筑、Sky功能（用戶可以瀏覽宇宙的星空，包括星云、恒星等等）、日光功能（用戶移動時間滑桿，可以觀賞黃昏、清晨以及地球斜影移動的景象）等等，甚至，Google Moon也已經開始和用戶見面。
面對Google的咄咄逼人，微軟終于坐不住了。在近幾年間，微軟先后收購了GeoTango、Multimap、Vicinity、Caligari等多家大型在線地圖服務提供商、3D模擬軟件開發商軟件公司，并開發出了極具針對性的在線服務“Virtual Earth”。據業內稱，微軟僅僅為拍攝該服務中所用到的圖像就投資了近1.5億美元，圖片解析度已經小于0.1米，視角距地面的最小高度已經達到了23米。2007年，微軟又對“虛擬地球”做出了重大更新，推出了“Microsoft Virtual Earth 3D”。Virtual Earth 3D不同于Google那樣提供真實的航空和衛星照片，而是提供現實世界的逼真模擬。
地圖的未來
盡管很多人都對電子地圖抱持著高漲的熱情，但不斷更新換代的電子地圖在為人們提供高效便捷服務的背后，仍存在著許多不容忽視的問題。
電子地圖的編制，需要企業投入相當大的資金和技術作保障，如果一家公司獨立開發全國范圍的電子地圖，將是一項巨大的數據庫工程，除了進行實地的考察、測繪、制作之外，還需要對地圖進行及時的后期維護，投資多以億為單位計算。由于互聯網地圖數據有著易被復制的特點，一些并不具備地圖制作資質的企業為了在新興市場上分一杯羹，紛紛舉起了“拿來主義”的大旗，而電子地圖真正投資者的利益卻無法得到保證。
網站測距標識信息錯誤、出于商業利益亂改線路圖、為達到便利效果減少重要建筑物、地圖更新不到位、盜版電子地圖繪制粗劣……這些不僅給消費者的出行幫了倒忙，也讓電子地圖網站和商家本身失去了公信力。
出于國防安全的需要，國家對某些地理信息“是什么”“在哪里”的高精度需要嚴格保密，俄羅斯聯邦安全局分析師列尼德沙吉恩曾尖銳地指出：“不需對襲擊目標進行偵察,因為已經有一家美國公司在替他們工作?！?/p>
Google目前開發的街景服務（Street View）已涵蓋了美國30個城市，該服務能夠提供360度全方位的視圖。盡管這項有趣的服務在普通人群中很受歡迎，但前不久有歐盟官員表示，如果Google在歐洲推類似的地圖服務，其清晰的街道景物照片將會引發隱私方面的擔憂。
通過電子地圖的使用和興趣點的查詢，只要定時升級地圖信息，GPS導航儀可以完全替代傳統的地圖和行車手冊，甚至要輕松快捷得多。
地圖功能
1 最簡單的地圖功能為直接打開導航位，在“真實導航”選項里面選擇“名稱檢索”選項。
2 在名稱選項里面輸入你需要尋找的地點，本例為北京市的“萬壽路地鐵”。
3 在選擇正確的輸入結果后，導航儀地圖會直接跳轉到指定地點，這時就可以通過放大和縮小地圖比例來確認具置了。
4 如果是打算去一個比較陌生的地方，可以利用“模擬導航”。功能事先計劃好路程，這樣可以對路線有個大致的了解；點擊進入“模擬導航”功能。
5 我們選擇了距離較為遙遠的兩個地點，起點為郊區的閆村，目的地為市區的萬壽郵局，這時可以通過地圖提供的線路中選擇推薦路線，陽短路線，最經濟路線和高級路線做個選項。
8 按下“推薦路線”國標、地圖就會給出幾種不同的行進路線，因為途中可以經過高速路段，所以經濟路線不會給出高速路行進的路線，而最路線則會給出需要交納過橋費的高速路段。通過不同的模擬，可以在沒有到達目的地前熟悉道路，或者先選擇一條適合自己的路線。
助理功能
1 如果出行的目的為聚會或者其他特定的事情。那么地圖的助理功能就會凸顯出它的優勢。倒如上個例子中選到目的地萬壽路郵局附近，首要任務是給自己的車子加油，這時只要在橫擬到達目的地后或者直接查找出目的地地點，再點擊屏幕上的“詳細”選項中的“周圍設施”即可。
2 當選擇“周圍設施”后地圖會給出各種選項，“汽車加油、加氣站”選項被列為默認選項。
【關鍵詞】電子地圖；移動電子地圖；信息傳輸；超媒體
【中圖分類號】TU148【文獻標識碼】【文章編號】1674-3954（2011）03-0330-02
引言
從傳統的紙制地圖到新型的電子地圖的變革，不僅為地圖的生產和應用提高了效率，更為地圖的應用提供了方便。地圖產品長期以來專為企事業單位和政府提供服務，與成為一種大眾消費品還有一段距離。怎樣將地圖產品走進尋常百姓，不僅是消費者關注的話題，也是地圖研究者和制作者的使命。近年來電子技術、移動通訊技術的發展彌補了當前電子地圖的不足，為地圖產品走向尋常家庭提供了可能。由于嵌入設備體積小、便于攜帶、功能完善且價格便宜，利用嵌入式技術的靈活性足以將地圖產品放入口袋，用戶可以隨時隨地查詢地理信息。而通訊技術的發展則可以將地圖資源提供充分共享；同時日趨完善的移動通訊技術，為移動空間定位的實現提供了方便。因此，移動電子的圖的研究和發展成為必然。
移動電子地圖是顯示在無線移動通信設施上的電子地圖。移動電子地圖能夠按用戶的需求顯示信息，而且顯示的信息具有完整性、靈活性、自適應性等特征。移動地圖屬于虛地圖，更新相對容易，傳輸方便快捷。
移動電子地圖廣泛應用了現代化的科學技術，如計算機、網絡、遙感、虛擬現實和多媒體等技術，同時具有移動設備的移動性、穩定性和便于攜帶性的優點，所以目前對移動電子地圖產品與開發技術的關注遠遠超過了對其本身的思考。移動電子地圖的特征是什么？移動電子地圖、電子地圖與傳統地圖的區別和聯系？移動電子的信息傳輸理論與傳統地圖的信息傳輸理論異同？這些都將直接關系和影響著移動電子地圖的發展。本文將從移動電子地圖的概念和特點，傳統地圖的信息傳輸和移動電子地圖的信息傳輸對比對移動電子地圖的理論進行論述，以推動移動電子地圖技術的廣泛應用和快速發展。
一、移動電子地圖的基本概念與特點
1、電子地圖的基本概念與特點
電子地圖又稱“無紙地圖”或“屏幕地圖”，常見的電子地圖的定義有以下幾種：“基于電子技術的屏幕地圖”；“在電子介質上使用的地圖”；“電子地圖是以數字地圖為數據基礎，以計算機為處理平臺，在屏幕上實時顯示的地圖形式”。電子地圖的數據來源是數字地圖，是數字地圖輸出介質上的符號化再現，而數字地圖是地圖的數字存儲形式。電子地圖與數字地圖既有區別又有聯系。數字地圖是電子地圖的數據基礎，電子地圖是數字地圖在計算機屏幕上視覺化的符號地圖。
電子地圖與傳統的紙質地圖相比有一系列的區別和特點。概括起來，電子地圖主要有以下幾個特點：
（1）動態性
電子地圖具有實時、動態表現空間信息的優勢，電子地圖的動態性表現在兩個方面：一是用具有時間維的動畫地圖來反映客觀事物隨時間變化的推演過程，并通過對動態過程的分析推演事物發展變化的趨勢。二是利用閃爍、縮放、漸變、漫游等動態顯示技術不斷生成新的地圖，根據需要改變地圖顯示窗口，使沒有時間維的靜態現象也能充分吸引用戶的注意力。
（2）交互性
由于紙質地圖一經出版內容將固定不變的，只能被動地接受信息。電子地圖具有交互性，可以進行查詢、分析、定位等功能，以輔助閱讀和決策，通過人機交互使得電子地圖使用非常方便。由于電子地圖的數據存儲和數據顯示是相互分離的，當對地圖數據進行可視化顯示時，用戶可以對顯示內容和顯示方式進行干預，這使得制圖過程與讀圖過程在人機交互中融為一體。正是由于電子地圖的可交互性，使得電子地圖的信息能以較小的損失傳輸給使用者。
（3）超媒體繼承性
超媒體是將超文本的原則擴充至圖形、聲音、視頻、從而提供一種瀏覽多種形式信息的超媒體機制，電子地圖以地圖為主體表現形式，同時將圖形、文字、聲音等多媒體信息作為主體信息的補充融入電子地圖中，通過圖文、聲音互補并借助人機交互的查詢手段，獲得更多的精確文字信息和數字信息。
2、移動電子地圖的基本概念與特點
移動電子地圖是顯示在無線移動通信設施上的電子地圖，移動電子作為電子地圖的一種，具有電子地圖的基本特點，除此之外，它還具有其它電子地圖所沒有的新特征：例如，移動性和便攜性等。正是由于這種特征，使得移動電子具有其它一般電子地圖不可比擬的優越性。
（1）移動性
移動性是移動電子地圖最主要的特征之一。由于它是在無線移動通訊設備上來顯示的電子地圖，地圖用戶可以隨時隨地享受地圖服務，可以在地圖上進行實時定位，通過地圖來到導航，還可以將電子地圖與實際環境進行比較，以便幫助地圖用戶更好的認知周圍環境。移動性同時還保證了電子地圖在信息傳輸過程，能夠更好的幫助用圖者對地圖符號的認識，從而形成讀圖者對客觀世界的認識。
（2）便攜性
用來顯示移動電子地圖的通訊設備一般都是便攜式的，如電子導航儀、手機、PDA等設備，因為便攜式電子地圖更方便用戶的使用，同時為了適應移動性的需求，只有在便攜的設備上，才能實現電子地圖的便攜使用。
二、移動電子地圖的信息傳輸論
移動電子地圖與傳統地圖的信息傳輸過程基本一致，它是制圖者把對客觀世界的認識通過各種信息加工、符號化生成電子地圖，把這種電子地圖存放在無線網絡通訊設備上，如：PDA，手機等，由于這種設備移動性和便攜性，使得地圖用戶可以實時追蹤、定位，通過對客觀世界的比較更好的認識客觀世界。
地圖信息在傳輸過程中必然要發生信息損失，信息損失的主要來源于四個傳輸過程：
1、地圖制作者在對客觀世界認識加以選擇、分類等信息加工和信息搜集的過程。
2、地圖制作者將收集整理的數據通過各種制圖方法（選取、分級、簡化和符號化）轉換成地圖的過程。
3、不同地圖（如：紙質地圖，電子地圖等）地圖生產過程中也會造成部分信息的損失。
4、由于使用者的知識能力的限制，地圖在地圖閱讀和使用中的信息損失。。
因此，要控制地圖信息傳輸中的信息損失，就要控制以上四個過程，減少傳輸中的誤差，其中前三個過程是地圖制作過程，第四個是地圖使用過程中的產生的傳輸誤差。因此，地圖一旦制作完成，要保證信息的傳輸，就應該對最后一個過程，即地圖的閱讀和使用過程進行改進。那么，應該怎樣來提高地圖使用者對地圖的理解效率呢？
電子技術、移動通訊技術發展促進了移動電子地圖的快速發展和廣泛應用。由于嵌入設備體積小、便于移動，且功能完善、價格便宜，利用嵌入式技術把電子地圖潛入到通訊設備中，用戶可以隨時隨便捷地查詢地理信息，大大提高了電子地圖信息傳輸的效率。同時通訊技術使得地圖資源可以充分共享，日趨完善的手機基站定位服務又為移動空間的準確定位提供了方便。移動電子地圖的這些的優點使得它在信息傳輸過程的信息損失大大減小，同時也拓展了電子地圖的應用范圍。
移動電子地圖便于攜帶，方便隨時隨地查詢使用，同時，還可以通過交互實現時時定位，用戶能夠隨時確定自己所處的位置，并能通過查詢服務為用戶提供到達目的的最優路線，并在實際行進中提供細節性的指導。因為移動電子地圖可以向使用者提供方便、全面的查詢和分析服務，利用
它用戶還可以方便地提取感興趣的信息，并以統計圖表的形勢提供給用戶。總之，移動電子地圖強大的功能為用戶更好地閱讀和使用地圖提供了方便，有效地減少了信息傳輸過程中信息的損失。
總之，移動電子地圖作為電子地圖的新型產品，綜合運用了電子技術、無線通訊技術、網絡技術、空間定位技術等多項新興技術，必將成為未來電子地圖發展和的應用新焦點。對移動電子地圖信息傳輸的研究必將促進移動電子地圖的交互操作技術、動態顯示、三維可視化等技術的發展，從而更好地為大眾服務，為提高社會服務、促進社會經濟發展提供便利。
參考文獻：
[1]王家耀，孫群等 地圖學 2003
[2]龍毅，蔣成環，張亮，周衛 電子地圖的基礎理論與框架體系 現代測繪2005
[3]閆志剛，盛業華 數字地圖理論基礎 理論與探索 2001
[4]牟伶俐，杜清運，蔡忠亮，鄔國峰 移動電子地圖技術初探 四川測繪2002
〔關鍵詞〕電子地圖；專利分析；競爭情報
〔中圖分類號〕G306 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821（2012）11-0014-06
20世紀80年代，隨著計算機制圖技術和GIS技術的發展和成熟，從根本上改變了地圖制圖工藝。地圖學從傳統的手工制圖帶入了計算機制圖的現代地圖學時代，電子地圖就是這一時期的重要產物[1]。經過20多年的發展，電子地圖技術不斷的更新與成熟，電子地圖應用的范圍也越來越廣，涉及不同的領域，不同的技術，從政府建設到城市規劃，從交通導航到旅游服務等。電子地圖產業也受到了企業和政府的重視，很多企業都先后斥巨資進入該行業，并相繼研發電子地圖產品，越來越多的電子地圖產品先后進入市場，產生非?？捎^的經濟、社會效益。鑒于電子地圖的重要性，企業把它看作競爭工具，看作撬動市場的金鑰匙，還引發了電子地圖行業的專利大戰。
在競爭日益激烈的市場環境中，不斷進行科技創新是企業得以生存和發展的條件，專利是技術創新的重要成果，專利申請的數量、申請的質量等體現了一個企業或行業的技術創新能力。本文先研究了電子地圖應用的現狀，然后從專利情報的角度出發，對電子地圖行業的專利信息進行采集、整理、加工，了解相關領域的專利活動并分析了主要競爭者專利態勢，行業的發展趨勢，從而為企業或政府提供有用的競爭情報信息。
1 電子地圖應用現狀研究
電子地圖是以地圖數據庫為基礎，通過一定的硬件和軟件在屏幕上（計算機屏幕或投影大屏幕）顯示的可視地圖，又稱“屏幕地圖”或“瞬時地圖”，是數字地圖在電子屏幕上的符號化顯示，是地理空間數據或稱數字地圖最主要的一種可視化形式。電子地圖以數字形式存儲于計算機外存儲器上，以只讀光盤（CD-ROM）、網絡等形式傳播，以桌面計算機或觸摸屏計算機等形式提供大眾使用[2]。電子地圖應用雖然已經發展到不同的領域，但主要還是集中以下幾個領域：（1）智能交通與導航，通過電子地圖與互聯網，可以隨時尋找到路線和有關目標。除了車載導航和手機導航的應用，電子地圖也廣泛應用在便攜設備、航空、航海等導航中。（2）在線信息服務，電子地圖在線信息服務是同互聯網結合的重要產物，主要體現在人們日常的衣食住行中，例如尋找商店，餐館等各個方面。特別是旅游服務中，可以幫助旅游者了解景區情況、交通、購物、住宿各種信息。城市規劃和管理中，電子地圖也起著重要作用。通過電子地圖可以更好的了解和管理各個部門的工作，例如農林部門可以觀測食糧分布情況，土建部門可以掌握城市公共建設情況等。據統計，國內地圖信息服務市場的規模在2010年已經突破15億，需求還在繼續增長[3]。（3）軍事，現在的軍事中電子地圖的應用在指揮系統、定位系統等起到了巨大作用。（4）防災減災中，電子地圖系統可以監測災害程度、影響范圍、進一步減少災害損失。2008年年初的低溫雨雪冰凍災害的抗災救災中，災情分布電子地圖就為實施快速高效的搶險救險提供了重要保障[4]。
目前，國外電子地圖產業化已日漸成熟，社會經濟的需求和信息技術的迅速發展成為電子地圖發展的重要驅動力，政府、民營、合資企業均開始生產各種電子地圖產品，電子地圖被普及化、網絡化、標準化。在國外，基于電子地圖的產品技術十分成熟，應用程度也很深入。電子地圖為他們在地理信息、電子政務、公眾防火等方面提供成熟的IT解決方案。同國外相比國內的電子地圖產業化還處在探索及初步發展的階段，同時國內對于電子地圖的制作有著嚴格的規定。電子地圖在我國有著巨大的市場潛力。據有關專家保守估計，電子地圖在中國市場的需求2010到達幾十億元。但是國內電子地圖產業存在技術不夠成熟，制作成本太高，生產缺乏標準化，知識產權缺少法律保護等問題。
2 數據來源及分析方法
本文國內數據來源于中華人民共和國國家知識產權局專題數據庫，該數據庫能檢索到1985年至今公布的全部中國專利信息。國外數據來源于德溫特DII（Derwent Innovation Index SM）專利數據庫，該數據庫收錄了來自全球40多個專利機構，涵蓋100多個國家，1 000多萬條基本發明專利，2 000多萬條專利情報。檢索國內外數據時間限定為2001-2011年，檢索中文名稱關鍵詞為電子地圖或數字地圖，英文檢索名稱關鍵詞為Electronic map。經過篩選和數據整理，得到有效的電子地圖相關技術中國專利數據為1 777項，國外專利數據為5 738項（已剔除中國專利），使用專利數據庫的數據分析系統以及和Office Excel軟件對數據進行分析。主要采用專利文獻計量分析方法，對電子地圖技術專利進行分析，試圖揭示電子地圖技術專利的分布狀況及該行業在國內外的發展態勢。
3 國內外電子地圖技術專利情報分析
3.1 專利申請量趨勢分析
專利申請的數量在一定程度上反映了一個國家、地區、企業在科技活動中所處的競爭地位，也集中反映了國家或企業研發的活動規模。圖1為2001-2011年國內外電子地圖技術專利申請總量?？梢钥闯觯?001-2011年期間，國外申請專利總量達到5 738件，國內申請專利總量1 777件，國外申請專利總量比國內超出2倍左右。2001-2006年期間國內外專利申請數量處于平穩的增長，2007-2010年期間專利申請數量開始出現大規模的上升，這說明這個領域的技術活動在不斷的擴大，隨著計算機技術的不斷更新與成熟，為電子地圖技術的發展提供了更有利的條件。2011年國外數量保持平穩，國內呈現下降趨勢，因為專利從申請到授權一般要經過1～3年的時間，這會使統計的結果嚴重滯后，不能及時反映當年的專利申請狀況，所以專利呈下降趨勢跟申請的授權時間有很大關系。總體來說，從專利的申請總量來說國內的科技活動還是比較落后，跟國外存在明顯的差距。
國際專利分類號IPC（International Patent Classification） 是目前國際通用的專利文獻分類和檢索工具。IPC為階層式分類系統，以互相獨立的符號來代表不同領域的專利技術，采用了功能和應用相結合的分類原則。依據某種技術或產品的國際分類，就可以檢索出其所屬技術領域的專利信息。IPC可以反映出專利分類號所涵蓋的技術領域，可以初步了解該專利申請人研發的主要領域和當前發展方向。
【關鍵詞】電子地圖；測繪；GPS；PDA；地理信息系統
中圖分類號：F407.63 文獻標識碼：A 文章編號：
近年來，隨著無線手持設備、汽車電子和互聯網對導航系統需求的劇增，導致了我國電子地圖產業的迅猛發展。許多城市和地區面臨這些需求出現了各類電子地圖，在制作電子地圖的過程中，整個工作量的70%~80%都是地圖數據采集。電子地圖的數據獲取，目前主要有三種方法：圖像資料(衛星影像、航片等)；掃描現有地形圖資料并對其數字化；野外數字化測圖。其中野外數字化測圖是利用全站儀、GPS等儀器采集野外數據之后，生成數字地圖，在沒有現成航片和圖紙的情況下，適合應用這一方法進行電子地圖的制作。
電子地圖測繪的軟件和硬件設備
電子地圖測繪系統是集全球衛星定位系統(GPS)、PDA掌上電腦技術、GIS地理信息系統技術和硬件、軟件一體化的數據采集處理系統。硬件部分在整個系統中應有：中央處理器內存容量RMA185M，主頻率CPU為624MHz，外加1GPDA擴展卡容量；PDA采用的是Windows操作系統；GPS采用藍牙接口，自動定位時間45s，數據更新頻率1次/s，定位精度小于5m；軟件部分主要有：e-Road For PC和e-Road For PDA軟件操作系統。前者是將PDA的數據轉換到電腦上，并合并和修改轉換的地圖數據，然后編制電子地圖，后者是將GPS接受的信號轉換到PDA上。
電子地圖測繪的原理
地面監控系統、GPS衛星星座系統和GPS接收機三個部分組成了全球衛星定位系統GPS。而電子地圖測繪系統則屬于第三部分。GPS點位的確定使用測距交會的原理，任意時刻的位置表示都可用一個坐標值完成，即：未知的GPS接收機所在位置坐標，運行過程中，每顆太空衛星不斷的發出信息，而在傳送過程中，每顆太空衛星的信息存在時間差，用電波傳送速度乘以這個時間差，則可對GPS接收機與太空衛星之間的距離進行計算，然后依據三角向量關系，可列出一個相關的方程式，因此，同時接收到衛星發出的信號至少為三顆之后，就可以對平面坐標值進行計算，如果同時接收到四顆衛星信號，則可現時測出高程值，如果同時接收到五顆衛星信號以上，則其測量精度將會大大提高。一般來說，運動中GPS接收機1s的坐標數據都是變化的，即衛星信息可由GPS接收機自動不斷地接收，并對其所在位置的坐標數據進行實時地計算，同時將其記錄下來。
根據GPS定位中運動狀態，可將GPS定位分為動態定位和靜態定位兩種。靜態定位主要是指對于固定不運動的特定點，在其上安置GPS接收機，進行數分鐘或者更長時間的觀測，以對該點三維坐標進行確定，這種定位又叫絕對靜態定位。如果在固定不變的待定點上分別安置2臺或2臺以上的GPS接收機，則觀測一定時間后，可以對這些點之間的相對位置進行確定，這種定位又叫相對靜態定位。動態定位要求處于運動狀態的接收機至少有一臺，主要是對各觀測時刻運動中的接收機所處位置進行測定。采用動態定位于電子地圖測繪系統中，轉化這些定位數據成電子地圖元素，就成了電子地圖。GPS以自動化、全天候、高精度、高效率等特點，取得了廣大測繪工作者的信賴。
電子地圖測繪的方法
3.1外業采集
整個測繪過程的核心工作是外業采集，一般情況下，采集組有PDA操作員、帶路者、記錄員和駕駛員4名成員組成，另外還需要1臺作業車。PDA操作員事先對要測的路線進行編號，如果路線已經有編號，則要進行核對，做到不遺漏、不重復每一條路線，同時還要熟練掌握操作技術；記錄人員要能領會操作員的意圖，要求反應速度快，對操作員進行配合記錄的工作，保證準確率達100%，做到不遺漏；帶路者要求對整個地區路線了如指掌，對當地地形要熟悉，做到不走重復路，保證測繪的時候是最佳路線；駕駛員要勻速駕駛作業車，要平穩，并將作業車保養維修好。在測繪過程中，要避免設備自動關機，要確保測繪設備充足的電量，避免造成數據丟失。測繪之前要求做好充分的準備工作，以默契的配合達到最佳的測繪效果。
準備工作完成之后，首先要定位GPS，然后將GPS藍牙打開，并連接到PDA上，GPS聯系上PDA時在PDA上會顯示為“3D”狀態，這時則可開始數據采集。先核對文件名稱，然后再進行數據采集，文件名稱建議采用當天時間來命名，并在SD的測量數據命名卡上儲存好，以便于進行數據的校核和合并。
3.2內業處理
要應用外業采集到的地圖數據，還需要對其進行整理修飾，另外還需要完善線路上的附屬設施信息，因此，要得到完美的電子地圖，必不可少的步驟還有內業處理。需要各人員協同完成內業處理，這是一個重要的環節，具體有以下幾個方面：①傳輸測繪地圖的數據。通過數據線，將測繪的地圖拷貝到PC機的硬盤上，啟動e-Road For PC編輯數據。與e-Road For PDA一樣的e-Road For PC上的功能，因此，內業處理可在e-Road For PC上進行。②編輯測繪地圖的數據。測繪地圖上進行地圖編輯通過e-Road For PC完成，要求外業測量時的數據記錄員將路線的附屬設施信息和基本信息進行編輯完善，確保任何數據均不丟失。③合并測繪地圖的數據。所有的路線附屬設施信息和基本信息編輯完成之后，需要合并地圖。合并之前要將底圖選擇好，最好使用空底圖，這樣可使得路線的飄逸盡量減少，然后再進行合并，注意要按照外業測繪的時間順序進行合并。④測繪地圖的頂點編輯。在外業測繪過程中，由于存在信號飄逸，因此需要PDA操作者在內業處理中對飄逸的路線進行頂點編輯，刪除重復的頂點，將飄逸的頂點拉到實際位置。⑤測繪地圖的校核。最好讓熟悉當地地形的帶路者進行校核，以確保每一條路線的正確性。當地如果有其他的地形圖，可對測繪的路線有無偏差進行對照。
參考文獻：
[1]張云峰.基于GPS與PDA關鍵技術在電子地圖測繪中的重要性[J].企業技術開發.2009，11(2):90~91
政務版電子地圖的需求主要來源于政府各部門對城市地理空間信息日益增長的需求，通過對南京市政府機構的需求調研，發現政府各部門對地理信息的需求各有不同，但在不同中又呈現出共同特征，需要測繪管理部門啟用全新的生產和服務理念，研究分析政務版電子地圖需求和特征，應對原有測繪產品體系的短缺和不足。（1）在測繪產品內容上，需要建立版本唯一和數據權威的政務版電子地圖“一張圖”，具有數據標準統一、范圍覆蓋全市、要素動態更新、圖面精簡美觀等特點。（2）在數據生產管理上，需要建立集數據標準配置、加工處理、更新維護和版本管理等于一體的數據編輯與管理集成平臺，以提高數據質量和提升生產效率。（3）在數據服務上，需要細分政務版電子地圖用戶群和用戶需求，擺脫原有的紙質地形圖提供、光盤刻錄等傳統方式，基于SOA架構提供多樣化、人性化、高效化的在線和離線數據共享服務，促進政府各部門電子政務發展的同時，提升測繪地理信息的服務和保障水平。（4）在數據安全保密上，在遵循國家相關規定的前提下，需要研制面向政府部門貫穿數據全生命周期的版權保護和數據安全系統，為數據生產和服務保駕護航。
2研究路線
2.1研究框架
基于“共享共建”原則，南京市在多年政務版電子地圖生產實踐與共享服務中，逐步形成了以一套科學的數據生產、管理與服務工藝流程為指導思想、一套完善的政務版電子地圖標準規范體系為基礎、一套滿足質量及現勢性要求的政務版電子地圖數據庫為核心、一套高效的政務版電子地圖集成與共享管理系統為支撐，以及一套高效的政務版電子地圖應用與服務為目標的研究框架。
2.2研究方法
集成和共享是政務版電子地圖研究領域的核心內容，其中集成是共享的前提，共享是集成的目標。南京市政務版電子地圖的集成與共享主要體現在以下4個方面：①工藝的集成：集成化的工藝設計思想貫穿數據生產加工、質量檢查、數據安全、數據更新和數據的全過程。②數據的集成和共享：利用CAD與GIS交互編輯更新的方式，充分利用各比例尺、多種類的數據資源，建立基礎地理信息和政務版電子地圖之間的數據關聯，綜合集成政務版電子地圖，通過要素級更新的方式形成政務版電子地圖工作庫、現勢庫、庫等多級別的數據庫。以及通過政府部門間數據的交換共享，實現測繪地理信息部門和其它政府部門的空間資源信息的集成和利用。③平臺的集成和共享：在計算機、網絡、數據庫等現代技術手段的支撐下，實現數據編輯管理到數據共享平臺之間的集成和數據庫的共享。④政務版電子地圖的數據標準、規范、版權與安全集成于政務版全數據生命周期管理，體現了數據生產、管理和應用的共同需求，是政務版電子地圖集成共享的依據和保障。
3主要研究內容
研究以“數據共享服務”為目標，通過集成的手段，在標準體系、工藝化設計思想、平臺設計等方面體現“政務版電子地圖集成與共享”的核心研究內容。
3.1制定標準規范
南京市政務版電子地圖集成與共享平臺采取標準先行的原則，在對項目需求及現有空間數據現狀分析基礎上，結合國家、行業及地方標準規范，制定出一套完善的政務版電子地圖標準規范體系，標準范圍涉及數據編制規范、建庫標準、質量檢查、共享評價等多個方面，它們是實現政務版電子地圖集成與共享的依據和保障。其中《政務版電子地圖數據標準》主要包括CAD和GIS端的政務版電子地圖的數據標準，規定了基礎地理信息要素的分類及代碼以及符號規則、定位基準、要素表達原則等，它是數據生產建庫的直接依據；《政務版電子地圖質量檢查規程》則確定政務版電子地圖質量管理、檢查、質量評定等工作的基本原則，以及地圖特性、缺陷分類以及抽樣、檢查、評定的程序和方法；而在數據交換格式規定上直接引用《地理空間數據交換格式》（GB／T17798－2007）指導政務版電子地圖數據的共享交換。
3.2工藝化設計思想
“南京市政務版電子地圖集成與共享”的研究從開始就貫徹將整個集成與共享過程形成一套完整工藝的思想，標準、版權保護與數據安全貫穿數據生產編輯、更新維護到地圖服務的全過程。采用這一套工藝搭建的政務版電子地圖集成與共享平臺，不僅能滿足政務版電子地圖編輯更新一體化管理的需要，也能較好地滿足政府各部門在日常管理、處理應急與突發事件等中使用和信息的需要。
3.3平臺設計
政務版電子地圖集成與共享平臺包括數據層、技術支撐層和管理應用層。該平臺主要由“一體化編輯與管理系統”和“在線服務系統”構成，系統及其對應的數據庫之間相互關聯、集成，滿足政務版電子地圖數據生產管理和共享的需要。
以往的地圖編制普遍采用CAD平臺進行，CAD平臺具備強大的編輯功能，工具靈活多便，并擁有廣泛的用戶群。但隨著GIS平臺在各行各業的深入拓展和應用，其數據管理、統計和分析優勢愈發突顯，越來越多的政府部門希望政務版電子地圖在GIS平臺上展現，另外，隨著地圖承載的信息量不斷增大，在CAD平臺上編輯更新存在著“數據量大而作圖效率低下、更新過程復雜、質量控制和安全管理不易”等諸多問題。為了更好地解決這些問題，我們采用CAD與GIS平臺優勢互補的研究思路研發一體化編輯與管理系統，該系統的主要研究內容包括編輯人員的任務管理、基于AutoCAD、ArcGIS平臺異構數據互操作技術的電子地圖編制、強大的輔助編輯功能、安全保障、質量檢查及報表輸出、電子地圖數據庫管理等多個方面。在系統的建設中以“實用、可靠、高效、先進”為基本準則，建立“規范、安全、開放”的系統構架。系統采用ESRI的ArcGIS系列產品作為GIS平臺，空間數據使用Oracle數據庫進行存儲，用ArcSDE進行管理；開發使用ArcGISEngine組件和AutoCADObjectArx組件功能，滿足用戶編制、更新、管理等需求。該系統的核心目標圍繞地圖編輯更新展開，針對政務版電子地圖的制作、更新等環節中存在的各種問題，系統提供了一套完整的數據生產、建庫和管理流程，實現自動化或半自動化的電子地圖要素提取和處理，以確保數據的正確性、一致性和提高電子地圖制作的生產效率。系統由管理子系統與編輯子系統構成，在子系統內部和之間充分以集成和關聯為特征開展設計。（1）在作業流程上：管理子系統與編輯子系統是高度集成的，管理子系統對更新數據進行工作區劃分以及任務分配；編輯子系統對工作區數據進行提取、編輯和檢查提交；最后管理子系統需要對工作區數據進行檢查、入庫、更新以及數據應用輸出。（2）在數據獲取上：以基礎測繪成果為數據來源，架構其與政務版電子地圖之間在標準設計、制度制定等方面的關聯，確保政務版電子地圖的可持續更新，從而避免政務版電子地圖的更新成為無源之水。（3）在數據管理上：管理子系統對整個政務版電子地圖數據庫以及每次更新范圍內的數據進行管理，提供數據的回溯、統計、檢查、轉換、輸出等功能；編輯子系統則提供數據編輯、檢查功能，同時，數據安全設計貫穿于兩個子系統。（4）在系統交互上：管理子系統和編輯子系統通過數據連接文件、工作區范圍線來定位統一的目標數據源；通過FID來確定唯一要素；通過錯誤報表來定位和傳遞錯誤信息。CAD與GIS的異構數據互操作技術是系統交互的橋梁。
3.3.2在線服務系統設計
在線服務系統以政務版電子地圖、影像圖等數據庫為核心，旨在建立一個面向政府應用的地理信息系統，提供各類地理信息開放式的網絡化服務。系統基于WebService技術，采用SOA體系架構，參照OGC標準服務規范，提供政務版電子地圖等可定制的多樣化共享服務，實現高效、連續多尺度的無縫可視化與互操作。（1）系統功能設計由地圖服務、數據庫管理、門戶網站和運維管理等4個子系統構成。地圖服務子系統主要包括數據服務、功能服務和目錄服務。其中數據服務包括網絡地圖瓦片服務（簡稱WMTS）、網絡地圖服務（簡稱WMS）、網絡要素服務（WFS）、網絡覆蓋服務（簡稱WCS）、地名地址要素服務（簡稱WFS－G）和GeoGlobe瓦片服務；功能服務包括緩沖區分析、疊加分析、地圖標注、地圖量測等，各類功能服務接口均遵循OGC的Web處理服務（WebProcessingService，WPS）規范。數據庫管理子系統是管理空間地理數據和支撐專業應用系統的基礎平臺，管理的對象包括電子地圖、遙感影像、多媒體等數據，管理的類型包括矢量數據庫和瓦片數據庫兩種類型。矢量數據庫用于空間信息查詢與分析功能服務提供；瓦片數據庫用于實現網絡環境下的快速顯示；矢量數據進行符號配置后，可進行瓦片數據庫快速制作；高程數據和影像數據則可以直接生成瓦片數據庫用于。門戶網站子系統提供各部委辦局用戶登錄、訪問數據和調用服務的唯一入口。其主要功能包括用戶管理、目錄管理、提供數據服務及查詢服務等。運維管理子系統主要由組織機構管理、用戶權限管理、數據訪問統計、日志管理、數據備份和恢復等功能組成。（2）系統服務模式設計南京市政務版電子地圖在線服務系統在提供地理信息服務和保障方面，相對于傳統服務模式從內容到形式上發生了徹底變化。這種方式既通過“共享共建統一平臺”解決信息資源整合問題，又通過“權威部門提供權威數據”保證各類信息的權威性，同時依據各部門政府職能建立科學合理的運維機制，從真正意義上實現政府各部門空間信息的可持續性發展，避免重復建設和政府財政資金的浪費。為了使南京市政務版電子地圖在線服務系統切實為政府各部門提供優質的地理信息服務，系統針對政府各部門對測繪地理信息需求的強弱程度，將其劃分為弱GIS部門和強GIS部門，并實現了多樣化的在線和離線定制服務模式。其中，具體包括網站服務、API開發、標準服務和服務器前置4種服務模式。
4關鍵技術與創新
在南京市政務版電子地圖集成與共享研究過程中，重點解決了以下3項關鍵技術，并具有創新性：一體化編輯與管理系統中的異構數據互操作技術、數據更新過程中的矢量數據文件比對技術和貫穿全過程的版權保護與數據安全技術。
4.1異構數據的互操作技術
由于CAD軟件和GIS軟件各有其內在的優勢，將兩者結合起來，利用AutoCAD采集數據，而利用GIS存儲、分析、處理空間數據，大大提高空間數據的采集、錄入、分析、處理的工作效率。實現GIS與CAD異構數據的互操作技術主要體現在AutoCAD環境中加載顯示GIS數據庫中的數據，利用AutoCAD方便快捷的編輯功能對GIS庫中的空間數據進行添加、修改、刪除等操作，并且編輯結果可直接保存到GIS庫。使用該技術可以提高政務版電子地圖數據的編制速度，省去過往繁瑣的更新流程，可直接依據最新的CAD測繪成果數據，編制生產政務版電子地圖，在操作上更符合作業人員習慣，同時也最大效益地發揮CAD平臺和GIS平臺的優勢。
4.2矢量數據文件的比對技術
在政務版電子地圖數據進行更新的過程中，需要基于既有的空間數據庫進行要素的變化檢測，以便識別和記錄要素的變化情況，便于更新，便于統計城市發展區域的地理要素的更新狀態。主要方法是在對政務版電子地圖數據進行更新的過程中，建立源數據與更新數據要素之間的映射關系，采用算法和規則，識別和記錄要素的變化情況，實現基于要素的變化檢測，幫助快速判別地理要素更新，提高更新的科學性和效率。主要包括更新要素識別研究、變化量統計規則研究、批量版本文件比對規則研究等多方面內容。
4.3版權保護與數據安全技術
數據安全技術是數據生產和應用過程中需要重點關注的問題，研究要點主要包括數字水印、基于文件的數據安全保護技術等。通過對信息隱藏技術算法的研究，提出了基于離散小波變換改進算法，重點考慮提高算法的魯棒性和計算效率，從而提高了水印抗攻擊性；利用Windows底層驅動技術，實現對地理信息數據的透明加密，并能對共享平臺終端的端口進行管理和控制，從而使共享平臺能夠有效控制地理信息數據的使用時效性和權限使用范圍。該技術要點將版權保護和數據安全貫穿于政務版電子地圖數據生命周期的全過程，在政務版電子地圖的編制、更新、應用等數據集成的整個過程中保護了數據的安全，對者而言則保護了數據版權，這項技術是政務版電子地圖集成與共享過程中重要的一個技術環節。
5結束語
1地理位置路由算法
基于地理位置信息路由算法的核心思想是通過節點的地理位置信息來實現路由。在地理位置信息路由中，節點之間相互通信，通過有效的定位算法獲取自身的地理位置信息。同時，每個節點在通信范圍內，獲取所有鄰居節點的地理位置信息。數據包轉發過程中，在當前節點的鄰居節點內，利用每個鄰居節點和目標節點的地理位置信息來選擇下一跳。由于只需鄰居節點的信息就可以實現數據包的傳輸，該路由機制具有很好的可擴展性和很強的適應網絡的動態變化性。在數據傳輸過程中，只有部分節點參與路由的選擇和數據的接收、發送，能有效減少網絡能源消耗，對延長網絡的生命周期有很大促進作用。同時，通過利用傳感器節點的地理位置信息對算法進行優化，可實現其他無線傳感器網絡路由算法無法實現的功能。近年來，定位模式的研究取得了重大發展，無線傳感網絡中的未知節點可以通過低成本的方式獲取到精確的地理位置信息。這表明，在無線傳感器網絡中，基于地理位置信息的路由很可能在所有路由方式中占據主體地位。
2地理位置路由算法的轉發機制
無線傳感器網絡的地理位置路由算法中，每個節點和鄰居節點進行hello包的通信，使每個節點都可以獲取到所有鄰居節點的地理位置信息，為選擇下一跳提供信息。當前節點根據鄰居節點的地理位置信息如何選擇下一跳路由，是無線傳感器網絡基于地理位置路由算法的主要研究方向。常見的轉發策略有MFR(ForwardwithinRadius)、GRS(GreedyRoutingScheme)、RPF(RandomProgress)、NFP(NearForwardProgress)以及CompassRouting等。其中，GRS即貪婪路由算法，是指在當前節點的鄰居節點內，選擇距離目標節點歐氏距離最近的節點作為下一跳。貪婪轉發由于其原理簡單、計算復雜度低，并且產生的路由路徑接近理想的最優路徑，成為在各種路由轉發策略中最有效、最常用的算法之一。
偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法
1問題的提出
在三維無線傳感網絡中，S為源節點，D為目的節點，在S的所有鄰居節點內，節點C是距離節點D歐氏距離最近的節點。按照三維貪婪路由算法的轉發策略，S將選擇C作為數據發送的下一跳。這種基于歐氏距離的選路策略在三維空間內節點均勻分布的情況下，能夠保證最終數據傳輸路徑圍繞源到目的節點連線上下浮動，從而保證得到源到目的地的最短路徑。而實際應用中，傳感器節點通常分布在高低不平的曲面上，我們稱之為偽三維分布。取節點C到節點D的縱向剖面，如圖1所示，虛線圈表示節點信號傳輸范圍，節點C到節點D的歐氏距離CD由CA、AB和BD三部分組成，其中CA、BD為懸空，而AB穿越了地表。由于節點分布于地形表面，實際的傳輸路徑應該如圖1中虛線所示，只能沿起伏曲面進行傳播而無法沿著連線CD附近波動，因此偽三維環境下，基于歐氏距離的選路參考標準并不適用。以上分析表明，雖然節點C到目標節點D的歐氏距離最短，但沿起伏地勢表面的路徑長度可能大于其他鄰居節點到目標節點的沿起伏地勢表面路徑長度。為適應實際應用的需求，需提出在起伏地形環境下的新的距離計算方法，以獲得更為優化的端到端最短路徑長度
2起伏地勢上的最短路徑算法
2.1電子地圖
電子地圖是通過衛星遙感技術，對某一地區的地形信息以數字的形式存儲在介質上，其精度能夠達到厘米級。它包含的信息非常多，如道路、河流、建筑物標記、等高線等。在電子地圖上，位置信息通過一串x、y、z坐標表示。假設點p是電子地圖上的一個點，在x、y坐標已知的情況下，可以通過電子地圖得到點p的z坐標。
2.2算法思想
針對3.1中描述的三維貪婪路由算法在起伏地勢上利用歐氏距離作為節點下一跳選擇的不合理現象，本文提出偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法，該算法采用起伏地勢上的近似最短路徑來替換歐氏距離。算法中利用空間取點的方式，在電子地圖表面選取離散點，這些離散點能整體反映電子地圖表面的起伏趨勢。計算相鄰離散點之間的空間歐氏距離，將相鄰關系映射到二維平面上，運用圖論中最短路徑計算方法，計算出電子地圖表面的離散點之間沿起伏地勢的近似最短路徑。因為這條路徑是在電子地圖上選取的離散點中產生，所以能很好的逼近沿電子地圖表面的最短路徑。當傳感器節點撒在電子地圖描繪的區域時，節點根據自身的地理位置坐標找到與自身最近的那個離散點，根據離散點之間的最短距離來逼近在實際起伏地勢上的最短路徑，利用獲取的最短路徑進行下一跳的選擇。
2.3算法步驟
起伏地勢上最短路徑的計算步驟如下：①建立網格，從電子地圖上獲取離散點。截取需要建立傳感器網絡區域的電子地圖，根據獲取的電子地圖，在電子地圖的垂直投影面上按照X方向和Y方向建立正方形網格。將這些網格交點沿垂直方向獲取與電子地圖的交點，每個交點的X坐標和Y坐標在建立網格時按照電子地圖的長和寬等間隔獲取。而Z坐標則由網格交點的垂線和電子地圖相交時確定。如圖2所示，這些與電子地圖相交所得的離散點可以反映出電子地圖的基本形狀。
②確定電子地圖上交點之間的相鄰關系。電子地圖上的交點投影到XY面是一些按正方形網格分布的離散點，如圖3所示。在投影的平面圖上，每個點只與周圍的8個點為相鄰點，而且規定每個點只計算與其相鄰點之間的距離，例如投影點a只與投影點b、c、d、e、f、g、h、k存在相鄰關系，那么在計算電子地圖上的空間點''''a與其相鄰點之間的距離時，只計算空間點a''''與空間點b''''、c''''、d''''、e''''、f''''、g''''、h''''、k''''之間的距離（空間歐氏距離）。
③將三維空間中的點映射到二維平面并根據各點的鄰接關系建立鄰接矩陣。在投影面上，每個相鄰投影點之間記錄對應空間相鄰點之間的歐氏距離，把空間的各相鄰點之間的距離問題轉化為二維圖上的點與點之間的距離以及鄰接問題。建立鄰接矩陣——矩陣的行數和列數都為空間中點的個數或者投影點個數，i和j為點的序號，矩陣元素ija表示投影點i到投影點j的距離，如果i與j相鄰，則ija表示鄰接距離；若不鄰接，則ija為-1。以節點a為例，除了與之相鄰的點b、c、d、e、f、g、h、k的鄰接距離為L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8外，與其他點之間的鄰接距離都為-1，如圖3所示。
④利用圖論方法尋找最短路徑。對于已建立的鄰接矩陣，運用圖論中的Dijkstra最短路徑算法來計算投影面上任意兩點之間的最短路徑，計算結果就是在電子地圖上選取的對應兩點之間在起伏地勢上的近似最短路徑。因此，通過轉化到平面圖中計算兩點之間的最短路徑，從本質上對空間中相應的兩個點之間沿電子地圖表面的最短路徑進行了逼近。
⑤將實際傳感器節點的地理位置映射到對應離散點并獲取最短路徑。實際的傳感器節點已知自身的地理位置，可以依靠節點的X和Y坐標來定位到最相近的離散點上。知道了目標傳感器節點對應的離散點和當前傳感器節點對應的離散點，最短路徑就可以用離散點之間的最短路徑來逼近。
3傳感器節點沿起伏地勢下一跳的選擇策略
以下將對三維貪婪路由算法的空間距離選擇和本文提出的偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法的沿起伏地勢最短路徑選擇分別進行說明。
3.1空間距離選擇下一跳
利用空間歐氏距離來選擇下一跳的流程：源節點S向目標節點D轉發數據時，首先獲取當前節點的所有鄰居節點的地理位置信息，然后判斷目標節點是否在它的鄰居節點內。如果目標節點在鄰居節點內，直接將數據發送給目標節點；否則，根據鄰居節點的地理位置信息，從鄰居節點中選取離目標節點空間歐氏距離最近的那個節點作為下一跳，直到將數據分組傳到目的節點。
3.2起伏地勢上的最短路徑選擇下一跳
因為電子地圖上的采樣點是均勻、有規律分布的，所以當傳感器節點在電子地圖上均勻分布時，可以很好的定位到采樣點上。但當傳感器節點在起伏地勢隨機分部時，必須采取一定的定位策略使節點定位到最近的采樣點上，以此來逼近當前節點到目標節點在起伏地勢上的最短路徑。本文在后面的仿真實驗中采用四點最近定位的方法將節點定位到采樣點上。具體方法描述如下：根據傳感器節點自身的地理位置坐標，尋找到包含這個節點的由四個采樣點構成的網格。分別對這四個采樣點求到目標節點采樣點在起伏地勢上的最短路徑，取路徑最短的那個采樣點作為這個傳感器節點對應的采樣點。當有多個鄰居節點定位到同一采樣點時，采用空間歐氏距離的方式作為下一跳的選擇。
無線傳感器網絡路由過程中，利用沿起伏地勢最短路徑選擇下一跳的流程如圖4所示。源節點S向目標節點D轉發數據時，首先獲取所有鄰居節點的地理位置信息，然后判斷目標節點是否在它的鄰居節點內。如果目標節點在鄰居節點內，直接將數據發送給目標節點；否則，對當前節點和其鄰居節點以及目標節點采用四點最近定位映射到采樣點。尋找鄰居節點采樣點中距離目標節點采樣點路徑最短的那個采樣點。當有多個鄰居節點對應到該采樣點時，用空間歐氏距離的方式選擇下一跳，否則選取該采樣點對應的鄰居節點作為下一跳。重復以上步驟，直到將數據傳到目標節點。
仿真實驗
1仿真環境的構建
本文選用MATLAB軟件進行仿真環境的構建。在1000m×1000m的范圍內，以100m為間隔構建高度不同的空間離散點，用這些點來模擬電子地圖的起伏趨勢；然后用MATLAB將這些離散空間點擬合成面，構建出電子地圖。
2實驗仿真數據的對比與分析
路由過程中數據包經過的節點數即路由跳數是衡量無線傳感器網絡路由協議的重要指標。在路由過程中所經歷的節點數越少，越能減少網絡的能量消耗，延長網絡的生存時間。所以，本文以路由跳數為指標，對比三維貪婪路由算法，來衡量偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法的優劣性。本仿真實驗中，對于無線傳感器網絡節點的布采用理想均勻分布和隨機分布兩種分布方式。以下分別對在這兩種分布下，對三維貪婪路由算法和偽三維的基于地理位置的無線傳感器網絡路由算法進行分析比較。
2.1理想均勻分布傳感器節點
理想均勻分布的傳感器節點采用和電子地圖采樣點相同的x坐標和y坐標，在電子地圖上獲取z坐標。采用該分布方式，可以在路由過程中避免節點定位到采樣點時帶來的誤差，從而可以直接分析和比較兩種路由算法的優劣性。設定采樣間隔（網格大?。?0m，從節點1到節點10200，分別對兩種路由算法進行仿真。圖5是兩種路由算法下路由跳數的對比圖。其中，紅色曲線表示采用空間歐氏距離選擇策略的三維貪婪路由算法的路由跳數，藍色曲線表示采用起伏地勢最短路徑選擇策略的偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法的路由跳數。從圖中可以看出，路由跳數隨著節點傳輸半徑的增大而減少，在傳輸半徑相同的情況下，偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法的路由跳數明顯少于三維貪婪路由算法的路由跳數。通過仿真，在節點傳輸半徑為30m時，將節點1到節點10200在電子地圖上的路由軌跡顯示出來，如圖6所示。紅色曲線為三維貪婪路由算法下的路徑軌跡。可以看到它沒有考慮地勢狀況。藍色曲線為偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法下的路徑軌跡。可以明顯看到，它有意識的避開了具有較大起伏的地勢，選擇了一條較為理想的路徑。
2.2隨機分布傳感器節點
沿電子地圖范圍內的x方向和y方向，在每隔10m的正方形內隨機的分布一個節點，從電子地圖上獲取節點的z坐標。這種分布的傳感器節點既可以體現出在整個電子地圖上的均勻分布，又能體現出在一定區域內的隨機分布。以下是在隨機分布的傳感器節點位置不變的情況下，對無線傳感器網絡中兩種路由算法的仿真。電子地圖上的采樣間隔越小，計算出來的最短路徑越和實際相接近。因此，采樣間隔是影響偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法性能的重要因素。為更加全面的驗證該算法性能的優越性，分別選取不同的采樣間隔計算起伏地勢最短路徑，將使用該最短路徑進行路由的偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法的仿真結果與三維貪婪路由算法的仿真結果進行對比。
分別取采樣間隔為10m、15m、20m，計算各采樣間隔下節點3到節點8997用偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法和三維貪婪路由算法在不同傳輸半徑下的路由跳數。圖7是在不同的采樣間隔下兩種路由算法在不同傳輸半徑下路由跳數的仿真結果對比。三維貪婪路由算法使用空間歐氏距離選擇下一跳，與采樣間隔無關，因此，在不同采樣間隔下，三維貪婪路由算法的路由跳數相同。
圖7中，三維貪婪路由算法下的路由跳數用紅色曲線表示。以下從兩方面對該圖進行解釋：
⑴當節點傳輸半徑變化時，偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法比三維貪婪路由算法的總體效果好得多。但當節點傳輸半徑為34m時，圖中采樣間隔為20m的偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法的路由跳數略大于三維貪婪路由算法。假如計算得離目標節點近似路徑最短的節點為A，近似路徑次短的節點為B，而節點B的實際最短路徑要比節點A的實際最短路徑短，只是采樣間隔20m較大，在四點最近定位時造成的誤差很大，節點A定位到的那個采樣點要比節點B定位的采樣點到目標節點的采樣點的近似最短路徑短。根據算法思想，將數據包發送給節點A而不是節點B，造成路徑選擇偏差而導致路由跳數的增加。
⑵采樣間隔變化，傳輸半徑固定?？傮w效果是采樣間隔為10m時好于采樣間隔為15m和20m時。因為采樣間隔越小，計算出的近似最短路徑和實際最短路徑越接近。但有部分間隔10m的跳數略大于間隔為15m時的跳數。原因是隨著傳輸半徑的增大，鄰居節點增多，可選擇的下一跳增多。對于同一個節點，由于采樣為15m的四點最近定位范圍比采樣為10m的范圍大，所以節點在定位到采樣點時，可能會獲取到比10m更為優越的近似最短路徑，使采樣間隔為10m的路由跳數略大于采樣間隔為15m的路由跳數。通過以上仿真實驗可得出結論，對建立在起伏地勢上的無線傳感器網絡，在基于地理位置信息算法的基礎上，用起伏地勢上的最短路徑代替空間距離，能有效減少路由跳數，從而減少能量消耗，延長網絡生存時間。即本文體提出的偽三維的地理位置無線傳感器網絡路由算法比三維貪婪路由算法有較大優越性。
結束語
本軟件可作為交通道路電子導航使用，提供高效全面的最短路徑規劃算法，為智能交通、地理信息系統相關專業的教師、研究人員和高校學生提供可視化路徑規劃算法教學軟件。作為一個全面的電子導航與路徑規劃路徑算法軟件，本軟件可以實現任意起始點和目的地之間的最短路徑計算，可以在指定的節點范圍內尋找一條較優路徑，實現路徑規劃目的。該軟件操作簡單、方便，用戶很容易就可以掌握該軟件的使用，實現旅游信息的快速查詢，給用戶帶來了方便快捷的信息服務。
2系統設計方案與使用說明
2．1電子地圖路徑規劃軟件的設計方案［1～2］
圖1基于MapX的電子地圖路徑規劃軟件設計方案
2．2電子地圖路徑規劃軟件使用說明
點擊“地圖操作”下拉菜單，彈出“放大”、“縮小”、“平移”、“測距”、“圖層管理”幾個選項。其中各選項功能如下：
1）放大：在地圖上任一位置點擊時，地圖將以該點為中心放大一倍比例尺顯示。
2）縮小：在地圖上任一位置點擊時，地圖將以該點為中心縮小一倍比例尺顯示。
3）平移：將光標移至某一位置并在屏幕上拖動，地圖將向拖動方向移動。
4）測距：用于計算用戶在電子地圖上輸入一條折線的長度。
5）圖層管理：是對圖層進行添加、刪除、移動和圖層屬性的控制等。
點擊“路徑尋優”下拉菜單，單擊Dijkstra算法可以求出兩點之間最短路徑，并以紅色軌跡顯示。單擊“蟻群算法”，可以求出一條有結點約束的最優路徑，以紅色軌跡顯示。
3電子地圖路徑規劃軟件的實現［3～4］
本系統實現了基本的電子地圖操作功能，軟件設計基于MapInfo的組件開發工具MapX平臺，使用MapX開發地理信息系統具有簡單快捷等優點，它和面向對象語言的結合，使其既能充分發揮管理地圖數據的優勢，又能使開發者快速生成友好的用戶界面。在VisualStudio環境下，把MapX．h和MapX．cpp導入工程，用C＋＋語言實現界面設計及相應算法功能，數據庫采用Access2003。
3．1地圖操作功能實現
首先在單文檔下加載并顯示西安市地圖，在地圖操作中實現放大、縮小、漫游、測距、圖層控制等功能，其實現函數分別如下：m＿ctrlMapX．SetFocus（）；m＿ctrlMapX．SetCurrentTool（miZoomInTool）；m＿ctrlMapX．SetCurrentTool（miPanTool）；m＿ctrlMapX．SetCurrentTool（miZoomOutTool）；m＿ctrlMapX．ZoomTo（2，centerX，centerY）；
3．2Dijkstra算法求解最短路徑
3．2．1Dijkstra算法［5～6］
運用Dijkstra算法求解最短路徑，就是擴展頂點集S中的每一個頂點v，頂點s和v之間的最短路徑已經求解出來。頂點集S初始值為｛s｝，在求解s和v之間最短路徑的過程中，S始終一直擴展，Dijkstra最短路徑算法可以尋找距離起始點s最短路徑的頂點v（v∈V－S），同理，沿著頂點v的邊繼續搜索是否存在一條最短路徑到達另一個頂點v2。當v2結點搜索結束后，算法通過＜s，v2，v3＞這條路徑計算求出s～v2的最短距離。當s擴展到v點時，算法終止結束。
用Dijkstra算法及蟻群算法求解最短路徑后，要用MapX實現路徑軌跡顯示功能及節點高亮功能。其中Dijk－stra算法主要代碼如下：voidCMapShowView：：OnDijkstra（）｛DijDialogm＿dijParameter；m＿dijParameter．DoModal（）；｝軌跡顯示主要代碼如下：COleVariantvtPoints；vtPoints．vt＝VT＿DISPATCH；vtPoints．pdispVal＝Pnts．m＿lpDispatch；vtPoints．pdispVal－＞AddRef（）；Feature＝FeaFac．CreateLine（vtPoints）；Style＝Feature．GetStyle（）；Style．SetLineColor（miColorBlue）；Style．SetLineWidth（5）；Style．SetLineStyle（65）；Feature．SetStyle（Style．m＿lpDispatch）；feat＝Layer．AddFeature（Feature）；feat．Update（）；
3．2．2Dijkstra功能實現
在對話框中選擇起點和終點，如圖2所示。圖2Dijkstra參數設置地圖中選擇的起點是“三橋車站”，終點是“田家灣”，路徑顯示結果圖3中黑色路徑軌跡所示。圖3Dijkstra路徑軌跡
3．3蟻群算法求解路徑規劃
3．3．1基本蟻群算法求解TSP［7～8］
假設存在m個螞蟻，n個城市節點（mn），把這m個螞蟻撒在n個城市節點上，使這些螞蟻按式（1）向前搜索路徑，并在路徑上撒上定量的信息激素，直到回到起始點，所有的螞蟻都完成一次循環后本次迭代結束。pkij（t）＝ταij（t）ηβij（t）∑μTabukταiμ（t）ηβiμ（t），jTabuk0，烅烄烆otherwise（1）其中pkij（t）是在t時刻螞蟻k～i城市轉移到j城市的轉移概率，Tabuk為螞蟻k的禁忌表，τij（t）為在t時刻兩城市ij之間邊上的信息素量，ηij（t）為t時刻由城市i轉移到城市j的期望值，TSP問題一般取ηij（t）＝1／dij（dij是ij兩城市之間距離），啟發因子α是邊上積累的信息素的重要程度，啟發因子β是螞蟻選擇此條路徑的重要程度。每只螞蟻周游一次后，根據式（2）進行局部更新。τij（t＋n）＝τij（t）＋τ0?ρ（2）式（2）中τ0＝C（C為常數），ρ是信息素激量保留系數。一次循環結束后，進行一次全局更新，把本次迭代后的最優路徑上信息素值按式（3）進行更新，經過數次迭代后，最終形成一條較優路徑。τij（t＋n）＝ρ?τij（t）＋Δτij（t，t＋n）Δτij（t，t＋n）＝∑mk＝1τkij（t，t＋n）（3）式（3）中ρ是信息素保留系數，Δτkij（t，t＋n）是第k只螞蟻在時刻（t，t＋n）撒在路徑ij上的信息素激量，值按式（4）計算：Δτkij（t，t＋n）＝QLk，螞蟻k經過ij0，烅烄烆otherwise（4）式（4）中Q為定義好的信息素定值，Lk為第k只螞蟻周游的路徑長度。
3．3．2蟻群算法求解路徑尋優流程［9］
1）在西安市地圖中隨機抽取n個節點，預定義邊上的最大信息素值τmax，設Q0初始值為0．1，生成隨機數Q∈（0，1），把m個螞蟻放在n個節點上（mn）。若QQ0，算法保證優先訪問必經節點，即如果從當前必經節點i到下一個必經節點j道路聯通且轉移概率相比其它節點高，螞蟻按式（1）選擇下一節點j；如果從當前必經節點i沒有一條道路聯通下一個必經節點j，則選擇轉移概率相比其它節點最高的。若Q＜Q0，每只螞蟻按式（5）選擇下一個節點。s＝argmaxs∈Allowedk｛ταis（t）ηβis（t）｝（5）2）本次迭代結束后算法求出最優路徑，置各邊上的信息素范圍為［τmin，τmax］［12］，按式（2）進行局部更新。3）算法迭代若干次后，判斷最優路徑在某一個時間段是否有所變化，若有改變，繼續迭代執行，按式（3）全局更新；否則迭代結束，保存最優解。蟻群算法算法代碼如下：voidCMapShowView：：OnAnt（）｛AntParaDialogantPDlg；antPDlg．DoModal（）；AntParaDialog＊pDlg＝newAntParaDialog（）；pDlg－＞Create（IDD＿DIALOG2）；｝顯示代碼和Dijkstra算法模塊中一樣。
3．3．3蟻群算法路徑規劃功能實現
蟻群算法參數設置如圖4所示。圖中必經城市為16個，路徑顯示結果為圖5中黑色路徑軌跡所示。
（1）Div+CSS布局設計Div（division）是HTML中的一個元素，是標簽，用來為HTML文檔內大塊（block-level）的內容提供結構和背景的元素。Div的起始標簽和借宿標簽之間的所有內容都是用來構成這個塊的，其中所包含的元素的特性由Div標簽的屬性來控制，或者通過使用樣式表格式化這個塊來進行控制。CSS（CascadingStyleSheets）是一種用來表現HTML或XML等文件樣式的計算機語言。Div+CSS是網站標準中的術語之一，通常為了說明HTML網頁設計中的表格（table）定位方式的區別，因為XHTML網站設計標準中，不再使用表格定位技術，而是采用Div+CSS的方式實現各種定位。（2）JS修改Div樣式①局部改變樣式局部修改樣式分為改變直接樣式、改變className和改變cssText三種。②全局改變樣式通常情況下，我們可以通過改變外鏈樣式的href的值實現網頁樣式的實時切換，也就是“改變模板風格”。（3）JS實現DOM事件響應DOM，即文檔事件模型，是W3C（萬維網聯盟）的標準。DOM定義了訪問HTML和XML文檔的標準。W3CDOM標準被分為三個不同的部分。①核心DOM——針對任何結構化文檔的標準模型。②XMLDOM——針對XML文檔的標準模型。③HTMLDOM——針對HTML文檔的標準模型。DOM節點樹如圖1所示。JS響應DOM事件是利用對元素對象的事件屬性（onmousedown，onmousemove等）的響應來調用JS文件的函數。
2離線電子地圖功能的實現
2.1JS腳本的設計思路本設計中JS腳本的總體設計思路是通過給定顯示區域左下角圖片的路徑，按照一定順序計算得出顯示區域內共4×3個圖片的路徑，寫入HTML客戶端，每次拖動后先計算左下角圖片路徑，然后根據其路徑動態刷新顯示區域。放大時則通過更換圖層來動態刷新顯示區域?？傮w設計框圖如圖2所示。
2.2計算路徑函數的實現在整個腳本的開始，我們調用計算路徑函數（count（s）），通過左下角圖片的路徑按照xoy坐標系的順序，算出整個顯示區域（4×3）內所有圖片的路徑，并將其保存在數組e中。同時，以數組e為實參調用顯示函數（display（e））。具體實現方法如下。（1）使用if語句判斷圖片的Z坐標，確定其所在的圖層。（2）使用if語句判斷圖片X坐標和Y坐標，如果其坐標超過所能顯示的最大值或最小值時，修改其坐標值，使其符合要求。（3）使用for語句，建立一個雙重循環，按照先Y坐標自增再X坐標自增的順序，將顯示區域內4×3個圖片的路徑存入字符串ss。（4）使用ss.split()方法，從空格處將字符串ss分割開，存入數組e中。（5）調用display（e）函數，將數組e作為參數傳入display（e）中。具體流程圖如圖3所示。
2.3顯示函數的實現顯示函數（display（e））通過遍歷路徑計算函數出來的數組e，將其每一個元素傳入排版函數（placing（e[i],i）），并將從排版函數返回的經過Div+CSS設計的HTML語言通過document.id.innerHTML屬性寫入HTML客戶端，從而實現排版顯示。具體實現方法如下。（1）使用foreach方法遍歷數組e，將數組的元素作為參量調用函數placing（e[i],i）。（2）使用地圖容器（map_content）的innerHTML屬性，將經過運算的HTML語句輸出到Web客戶端，實現圖片的顯示。具體流程圖如圖4所示。
2.4排版函數的實現排版函數（palycing（e[i],i））通過if-else結構根據形參i的大小分別返回不同的字符串。字符串的內容為經過內部樣式表設計的Div模塊，以及嵌于Div中的圖片。具體實現方法如下。（1）使用if語句判斷形參i的大小。（2）使用內部樣式表設計Div，并根據形參i的大小將圖片標簽嵌入Div中。（3）使用return語句返回保存有Div標簽和img標簽的HTML語句。具體流程圖如圖5所示。
2.5拖動響應函數的實現拖動響應函數通過對Div對象的event.onmousedown、onmousemove和onmousueup等事件的響應，調用函數。通過計算地圖容器和圖片顯示區域之間的相對位置，從而設置圖片顯示區域的offsetLeft和offsetTop屬性，實現地圖的拖動。然后，計算拖動的絕對距離，得出拖動后左下角圖片文件的xyz坐標，作為全局變量s的新值保存。具體實現方法如下。（1）計算拖動前圖片顯示區域相對于地圖容器的距離，存入deltaX和deltaY中。（2）將函數movehandler和up-handler分別附加到當前文檔對象模型（DOM）對象上的事件onmousemove和onmouseup上。（3）利用設置event.cancelBu-bble屬性取消事件的起泡響應，防止拖動函數導致地圖容器的移動。（4）設置event.returnValue為false，取消事件的返回值。（5）當響應onmousemove事件時，調用函數movehandler，計算移動的絕對距離以及拖動完成后地圖容器和圖片顯示區域的相對距離。（6）通過修改圖片顯示區域Div的offsetLeft和offsetTop屬性完成拖動。（7）當響應事件onmouseup時，調用函數uphandler。取消事件onmousemove和onmouseup與函數movehandler與uphandler的綁定，并取消起泡響應。（8）調用函數thenext，計算拖動前被選中的圖片所在的Div相對于整個地圖容器的距離。并且計算拖動后左下角圖片的具體坐標，然后調用路徑計算函數count（s）。具體流程圖如圖6所示。
2.6放大函數的實現放大函數（bigger（））通過響應事件ondbclick，按照16~19的順序，依次循環改變圖層和相應的圖片，將相應圖層左下角圖片作為參量傳入路徑計算函數。具體實現方法如下。（1）判斷當前圖層的z坐標。（2）按照16~19的順序依次循環修改下一個圖層的z坐標，并作為參數傳入路徑計算函數。具體流程圖如圖7所示。
3離線電子地圖的調試結果
3.1拖動響應函數的調試結果拖動響應函數調試的結果如圖8所示。由圖8可知，拖動響應函數基本上達到了設計要求，但在動態刷新方面存在延遲比較明顯，可采用AJAX技術進行改進。
3.2放大函數的調試結果放大函數的調試結果如圖9所示。由圖9可知，放大函數的效果很好地滿足了連線電子地圖設計的需要。
關鍵詞：電子制圖；地圖學；電子地圖
Abstract: The electronic cartography and Computer Science in the context of the information revolution, in close connection with the product. It is the use of advanced information technology to greatly expand the ways and means of cartography, to promote cartography another innovation. Cartography direction break-through in the two-dimensional static constraints to the development of multi-dimensional, interactive, dynamic and virtual direction. This paper discusses the current Electronic Cartography development, the advantages of electronic cartography, electronic maps and cartographic generalization and electronic cartography use and inadequate.Keywords: electronic mapping; cartography; electronic map
中圖分類號：S771.3文獻標識碼：A文章編碼：
1.電子地圖制圖的發展狀況
1.1電子地圖概括
電子地圖是以地圖數據庫為基礎，以數字形式存貯于計算機外存貯器上，并能在電子屏幕上實時顯示的可視地圖，又稱“屏幕地圖”或“瞬時地圖”。根據電子地圖存貯介質的不同又可分為“磁盤地圖”或“光盤地圖”等。
電子地圖的主要優點在于：
(1)電子地圖數據庫可包括圖形、圖像、文檔、統計數據等多種形式，也可與視頻、音頻信號相連，數據類型與數據量的可擴展性比較強；
(2)電子地圖的檢索十分方便，多種數據類型、多個窗口可以在同一屏幕上分層、實時地進行動態顯示，具有廣泛的可操縱性，用戶界面十分友好；
(3)信息的存貯、更新以及通訊方式較為簡便，便于攜帶與交流；
(4)可以進行動態模擬，便于定性與定量分析，具有較強的靈活性，為地圖及其相關信息深層次的應用打下了堅實的基礎；
(5)可縮短大型系列地圖集的生產周期和更新周期，降低生產成本。
1.2電子地圖制圖的優點
電子地圖制圖與傳統地圖制圖相比，有著不可比擬的優勢，具體體現在：
1、電子地圖可以方便地應用于計算機讀取、分析、管理和輸入地形信息的各個領域（如GIS）中的信息獲取和輸出。
2、電子地圖易于校正、編輯、更新和復制，并可方便地根據用戶要求進行改編，計算機可僅取出和制作用戶所需要的內容和比例尺，增強了地圖的適應性、實用性和用戶的廣泛性。
3、電子地圖存貯方便，并保證了貯存的不變形性，提高了地圖的使用精度。
4、電子地圖的容量大，它只受計算機存貯器的限制，因此可以包含比一般模擬地圖多得多的地理信息。
5、增加了地圖的品種，拓寬了服務的范圍，比如用電子計算機處理地圖信息，可制作用常規方法難以實現的三維立體圖、視覺立體圖、地面切割密度圖、坡度圖、坡向圖等。
6、傳統地圖制圖主要是以手工完成，手工制圖的質量高低，很大程度上取決于作業者的技術水平，不同的作業者對同一圖幅內地理現象的認識存在著差異，因此不同作業者編制的同一地區的地圖在內容上就有可能不完全一致，這種不一致有時就會給地圖使用者帶來困難。用繪圖機繪圖不僅減輕了作業人員的勞動強度，而且也減少了制圖過程中人的主觀隨意性所引起的偏差，這樣就為地圖制圖的進一步標準化，規范化奠定了基礎。
7、加快了成圖速度，縮短了成圖周期，改進了制圖和制印的工藝。
8、便于遠程傳輸。電子地圖信息，能作遠距離的傳輸和處理。某些類型的制圖，如航空圖，需及時向用圖者反映圖上各種變化，通過遠程傳輸能夠有效地達到這一目的。
當今電子地圖制圖的發展趨勢表現在以下幾個方面：
（1）多種數據采集手段一體化
（2）數據標準化
（3）向集成化的地理信息系統發展
2.電子地圖制圖
2.1電子地圖制圖概括
電子地圖制圖強調空間地理信息的傳輸和表達,電子地圖制圖須在現有技術發展的基礎上加強空間(地圖) 分析功能,即在保持地圖表達的模擬性、藝術性的基礎上向GIS 發展轉化,才能夠一方面提高可視化表達質量,另一方面深化數字地圖制圖的應用層次,拓展其應用范圍
地圖學經過長期的研究與實踐,總結了一整套地圖設計、編制、整飾、綜合的地圖制圖技術體系,并由此歸納出地圖信息學、地圖模式論、地圖符號學、地圖感受論等理論知識,可以從用圖者對地圖內容在心理及生理層面上的感受、審美觀、視覺效果等方面入手,最大程度地利用容量有限的地圖載體,概括和抽象空間地理特征,表達海量的地圖目標實體及其復雜的空間關系。
而電子地圖制圖是地圖學與計算機技術、圖形圖像處理技術融合發展的產物,在保持地圖原有特色的基礎上,提高了地圖的各生產環節的效率和成果質量,增加了地圖的表現手段,拓展了地圖的應用范圍。但電子地圖制圖在重視地圖制圖理論、技術、方法的同時,存在著忽視地圖分析應用的現象,而要拓展電子地圖制圖的應用,就要在保持其現有特色的基礎上,加強空間地理分析功能,向GIS 發展和轉化。
2.2電子地圖與制圖綜合
在傳統地圖制圖過程中,制圖綜合的目的是在于將無限的信息反映在有限的區域內,實質是受制于信息存儲介質的容量和人的視覺分辨率。計算機軟硬件技術的發展使得存儲器的容量成倍地增加,同時圖形數據的縮放、漫游功能也改變了人的視圖要求。因此,在重新審視制圖綜合標準和質量時,應該從現代技術發展的角度考慮,將傳統的制圖綜合的一些方法、規則與新技術相結合,與GIS對空間地理目標的數據要求相匹配。問題的關鍵在于如何協調區域地理特征和空間地理目標細節之間的關系,在有效保持區域地理特征的基礎上,盡可能減少地圖綜合對地圖目標實體的變化,比如采用變焦數據庫或建立各要素空間結構關系的方式。分析這兩種方法的實質,不難發現它是通過不改變地圖數據庫,僅僅在視覺上實現地圖制圖綜合效果的方法,以解決地圖表達的計算機視覺與空間地理分析的地理實體之間的矛盾問題
2.3電子地圖制圖的不足
顯然,地圖數據庫中存在的地圖目標的不完整和地圖制圖綜合導致的空間地理信息的變化也導致了空間結構關系的不完整。由于GIS 在空間分析中需要建立完整的空間結構關系,既包括道路網結構、河系樹結構等較簡單的空間結構關系(這些關系通過拓撲結構就可以進行準確的描述) ,也包括居民地、地貌等更加復雜的空間結構形態。作為主要研究地圖表達的電子地圖制圖在地圖數據庫支持下雖然有一部分空間分析功能,可以建立一定的空間結構關系,但還是無法滿足GIS 的更為廣闊的區域和專題應用的需要。
解決的前提是建立地圖數據庫中全面的、完整的地圖目標實體,同時保持地圖目標實體在空間形態上的地理性質。并在此基礎上,從分析地理應用出發,建立地圖各要素之間的關系
3.電子地圖制圖的運用
目前國內外的電子地圖應用主要集中于地圖信息數據的網上，以及簡單的空間和屬性的雙向查詢，這還僅僅局限于二維表達地理客體和現象。隨著地圖功能多極化的發展，網絡地圖同樣具有功能多極化的特點，也就是將其擴展到三維顯示，能瀏覽和操作大型海量數據，功能擴展到空間分析、知識挖掘、預測預報和綜合評價等方面。
結論：
電子地圖制圖是現代地圖學研究的前沿之一，它的研究對地理信息的表達、處理、傳輸和利用都具有重要的理論和現實意義。特別是在信息技術高度發達的今天，各個學科領域都不斷的引入其它學科中有益的方法和手段以促進自身的進一步發展，電子地圖制圖也應該不斷的汲取其它學科中有益的方法以彌補自身不足，使之更加完善，功能更加齊全。
文獻綜述
[1]劉岳.我國電子地圖研制的實踐及發展方向[J].地球信息科學，2005
[2]高俊.地理空間數據的可視化.測繪工程，2000
關鍵詞：電子地圖；光盤；出版狀況；綜述
1 相關概念界定：電子地圖、光盤電子地圖
1.1 電子地圖
關于電子地圖的名稱，曾有不同的提法，如“電腦地圖”、“聯機地圖”、“屏幕地圖”和“瞬時地圖”，有時又把電子地圖和數字地圖等同起來，或認為電子地圖是數字地圖和視盤地圖的集合等。
綜合電子地圖作為電子出版物的個性和共性，可以如此定義：電子地圖是一種以數字地圖為數據基礎、以計算機系統為處理平臺、在屏幕上實時顯示的地圖形式。電子地圖并不是數字地圖，數字地圖是電子地圖的編繪原材料、是數據基礎，而電子地圖是數字地圖的表達結果。
1.2 光盤電子地圖
電子地圖可以按照不同的分類標準進行分類，而筆者將要考查的光盤電子地圖則是以輸出和使用方式進行劃分的產物。按照此分類標準，電子地圖可分為單機電子地圖 、光盤電子地圖、觸摸屏電子地圖 、PDA電子地圖 和網絡電子地圖。
光盤電子地圖主要存儲在CD-ROM或DVD-ROM中，在計算機中通過相應的光盤驅動器讀取調用。就目前而言，國家普通電子地圖(集)、省(市)交通電子地圖(集)、旅游觀光電子地圖、城市交通電子地圖等，一般都采用光盤電子地圖對外；而且光盤電子出版物實際上是從傳統出版到網絡出版的過渡階段，即從內容形式上是數字的，但在物流上仍然運用傳統模式，也便于統計分析。這兩點也恰是筆者選擇光盤電子出版物作為研究對象的原因。
筆者發現《中國國土資源年鑒》雖有涉及電子地圖品種、數量及總定價的指標，但數據明顯缺失，而且據筆者事后的調查，其權威性也值得質疑。筆者遂從國家圖書館電子信息中心以及其他公共圖書館、各出版社網站進行電子地圖的檢索。
2 市場營銷態勢
2.1 出版單位層面
地圖出版行業是國家特許的行業，公開地圖應當由國務院新聞出版行政主管部門批準的具有地圖出版權的出版社出版。根據性質來分，可以把地圖出版社分為四大類：中央級專門地圖出版社、中央級專業地圖出版社、地方級專門地圖出版社以及地方級專業地圖出版社。
此外，由于近年來地圖市場的迅速膨脹，民營地圖出版機構及軟件開發公司也逐漸擠入地圖出版業，進入地圖的編繪、制作流程。
對于光盤電子地圖出版，就個別地圖出版社而言，可以歸納出兩個特點：
①中國地圖出版社(以下簡稱中圖社)一枝獨秀。由筆者調查所得的出版名錄可知，中圖社在六年間共出版20種光盤電子地圖，占所有出版種類半數有余。這與中圖社自身的雄厚實力及戰略規劃有密切的關聯。
中圖社憑借其在地圖市場的獨特壟斷地位，自1987年建社以來，共發行各類地圖30億冊(幅)，占全國地圖發行總量的90%。 另據開卷公司所做的市場調研，中圖社在國內地圖市場市場占有率為32.4%，遙遙領先于位居第二的廣東省地圖出版社(11%)。 綜合實力位居全國出版社前列。
而且中圖社以其敏銳的觸角，自上世紀90年代初成立了電子地圖編輯室，后又在此基礎上成立了電子信息制作中心，并開發成功集地圖數據的獲取、處理、組織、管理和分析于一身的電子地圖平臺。因而，中圖社在光盤電子地圖市場中占盡先機。
②在光盤電子地圖市場中，地圖出版社整體參與度較低。據筆者調查所得，除去中圖社，涉足光盤電子地圖制作出版的地圖出版社不過3家，這與中國46家有資格出版地圖的出版社數目形成巨大落差。究其原因，筆者以為主要有三點：研發成本高。要制作電子地圖，就必須首先實現地圖的數字化 ，而數字化所要求的數據采集、數據加工、軟件開發等需要巨大的物力和財力；電子地圖市場機制尚不成熟。盜版現象猖獗，正版產品得不到有效保護；維護成本高。電子地圖數據需要定期更新，對于單獨某個單位來說確是重負。因此，開發、出版電子地圖利潤微薄。投入多，風險大，產出少，使得各路“口袋不深”的出版社心有余而力不足。
與此同時，民營資本的介入也是值得重視的。盡管電子地圖市場門檻高、風險大，但豐厚利潤的前景使得部分民營性質的出版機構也要進軍電子地圖市場，另一方面筆者認為也是電子制圖專業的需求使得地圖出版社不得不與一些專業性質的機構合作。比如人民交通出版社出版的《中國電子地圖：交通旅游版》就是由北京靈圖軟件技術有限公司制作，中圖社的《DVD Voice Navigation System》則是由北京四維圖新導航信息技術有限公司編制。
2.2 市場層面
(1)尚未普及。
隨著我國現代化建設步伐的加快，特別是近年來，城鄉道路建設投入加大，以及旅游事業的蓬勃發展，旅游、地圖市場迅速膨脹。近年來傳統地圖市場規模呈逐年增長趨勢，2005年其總品種數為1760種，總定價數達83363.2萬元。
而國內的光盤電子地圖出版規模只能算傳統地圖出版的零頭。每年出版光盤電子地圖基本不超過10種。
綜合各方觀點，筆者以為電子地圖市場不能鋪開主要有以下三點原因：
①客觀條件的制約。紙質地圖有攜帶方便，價格低廉的優點，不受時間地點和各種條件的限制，而且符合人們的使用習慣。而電子地圖必須借助于計算機這種工具。由于計算機價格高，家庭普及率較低，從而制約了電子地圖的銷售。
②實用性不強。目前市場銷售的電子地圖部分是從紙質地圖直接掃描而成，僅僅滿足于瀏覽，查詢等功能很少。由于實用性差，自然就沒有市場。
③市場監管無力。地圖侵權盜版是一個難解之題，新興的電子地圖更是如此。且光盤電子地圖的前期制作投入。據統計，在我國電子出版物市場上，正版電子出版物的市場占有率一般不到10%，最高不超過30%。
(2)作為過渡性產品的軟肋。
光盤出版是傳統出版到網絡出版的過渡階段。光盤電子地圖所使用的電子技術日新月異，更新較快，但傳統物流模式卻限制了其作為電子出版物本應有的優勢。相反，網絡電子地圖則能夠實現徹底的電子化，信息共享程度最高、傳播最快、應用最廣。而且網絡電子地圖大都是免費的，因而擠壓了光盤電子地圖的利潤空間。更確切地說，由于現在網絡出版秩序尚未規范，光盤電子地圖不過是暫時填補網絡出版留出的市場空白，從長期來看，光盤電子地圖作為過渡性產品終將壽終正寢。
(3)銷售渠道不夠活躍。
各家地圖出版社往往是按照傳統的發行渠道來銷售光盤電子地圖――主渠道(新華書店渠道)和二渠道(民營書商的發行渠道)。用既成銷售網絡進行市場運作，可以節約成本，以便于出版單位可以將精力集中到投入內部生產管理和新產品的開發上，但是，由于出版體制尚未成熟，傳統發行渠道均在一定程度上存在著問題。
對于主渠道，大多數的新華書店由于其傳統的體制，憑借計劃經濟條件下形成的有利市場地位，對產品銷售仍以守株待兔的辦法進貨，以只贏不虧的態度代銷，以姜太公釣魚式的方式接待顧客。這種銷售渠道在目前的情況下對出版社的市場開拓存在著制約作用。在資金結算方面也存在普遍拖欠的現象(半年內不與出版社結算)，使出版社資金周轉困難。
對于二渠道，由于大部分是個體戶，承擔市場風險之余有竭力尋求利潤最大化，因此在銷售折扣上競相壓價，大打折扣仗，這些經銷商很少考慮自己的長遠利益，更不可能考慮出版社的長遠利益，短期行為十分突出。此外，有些經銷商為了在短期內獲得盡可能高的回報，往往不顧與出版社在市場區域劃分上達成的約定，“串貨銷售現象”時有發生。
也有出版社嘗試軟件專賣店的銷售渠道，但由于針對性較弱，市場營銷始終不太理想。
另外由于地圖的編制有可能涉及國家安全及測繪的合法性，管理部門對其出版限制諸多，使得原本不暢通的銷售渠道更加阻塞。
參考文獻
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[2]史建華. 大媒介背景下電子出版的新探討[D].北京印刷學院，2002.
[3]喻貴銀，唐克禮，張仲增，齊燕欣. 信息時代的一道風景線――我國電子地圖出版現狀調查[J].中國測繪，2003(3).
[4]楊建生. 電子出版的困境和前景[J].中國電子出版，2001(2).
[論文摘要]GPS車載導航設備作為一種全新概念的汽車電子用品，可以在地理信息服務、城市導航、自駕遠游等方面為車主提供諸多便利。在歐美、日本等國，GPS車載導航儀已經成為大眾的一個生活輔助工具，甚至是必需品。通過對日常生活的客觀狀況的了解，提出自己粗略的見解。
目前，隨著私家車保有量的大幅提升，參與國內GPS市場角逐的企業也如雨后春筍，GPS車載導航儀產品不再是少數專業人士及探險家手里的“發燒”級裝備。選購此類高科技產品時，消費者往往處于“一知半解”的狀態，容易產生困惑和迷茫。
一、GPS地圖衛星定位系統技術內容簡介
（一）GPS技術系統簡介
GPS（GlobalPositioningSystem），一般譯為“全球衛星定位系統”，是美國國防部安排部署的，其首要的任務是為美軍及其盟軍提供全球范圍內不間斷的定位、導航等數據。GPS系統包括GPS衛星、GPS監控站，以及用戶接收設備和GPS應用軟件等部分。GPS系統目前共有24顆衛星分布在6條固定的軌道上，繞地球運行。軌道距地面約20400km，每顆星以12h為周期，連續向地面發送關于時間和自身位置的精確信息。
由于地球上任一點到衛星的距離不等，且都有一組相對應的比較確定的數據，因此在實際應用中在用手持接收器于測式點接收到這一組數據信號時，即可用這組數據到達的時間差來計算該點相對衛星的距離，并以此來確定該點的相對位置，從而達到定位的目的。根據計算公式，定位有二維和三維之分，二維定位至少需要接收三顆衛星的星歷；而三維定位至少要接收四顆衛星的星歷。
（二）其他衛星定位系統
GPS地圖導航衛星系統除美國的GPS衛星系統外，能與其比擬的就是俄國的GLONASS衛星系統，也是24顆衛星組成的系統，由于經費困難，缺乏維護和補充，目前可能有19顆可用，隨著俄國經濟的復蘇和軍事上的需要，將會得到完善和健全。GLONASS系統是開放性，有利于使用，許多GPS生產廠商，為了提高GPS接收機使用性能和精度，都積極地研究GPS與GLONASS結合雙系統應用軟件，充分地利用GLONASS系統，已初見成效。如美國JAVAD公司GPS接收機，利用超級集成技術，在芯片中集成40個通用信道，把GPS與GLONASS的差異無端地縮小了，結合起來使用，使觀測衛星增多。
歐洲的GNSS系統：歐洲的策略是盡可能地利用GPS的星基或空基導航取代陸基導航，以達到最大的成本效益比。但也堅信不能依靠由他國軍方控制的衛星系統來實現本國的導航，所以，正在積極建立自己衛星導航系統GNSS，它的目標是分二步走，首先發展一個民間GNSS－1，其主要內容是對現有GPS和GLONASS的星基進行增強，即利用靜止衛星，面向歐洲范圍內的導航提供服務，即EGNOS計劃，已于95年啟動，99年實現初始運行能力，2002年實現全運行能力。第二個目標建成GNSS－2，從區域性漸進地擴展成全球系統。日本也正在積極籌劃建立日本的多功能衛星增強系統（MSAS）。在我國GPS的開發研究與應用不斷在深化和廣化。特別是建立了全國永久性GPS跟蹤網和相應的通訊網絡和數據處理設施，并發展成為我國GPS的綜合體系，為國民經濟建設、國防建設和社會進步提供了服務。GPS接收機制造與生產也從無到有，工藝水平也不斷在提高，價格大大地低于進口的同類產品。在不久的將來我國也將有自己制造和發射的衛星導航定位系統。
二、車載導航GPS地圖的應用原理及其應用模式
（一）車載導航GPS地圖的應用原理
利用GIS中的電子地圖和GPS接收機的實時定位技術，組成GPS+GIS的各種電子導航系統。
（二）車載導航電子地圖的應用模式
車載導航電子地圖的應用模式主要有如下二種：一是GPS單機定位＋矢量電子地圖。該系統可根據目標位置（工作時輸入）和車船現位置（由GPS測定）自動計算和顯示最佳路徑，引導司機最快地到達目的地，并可用多媒體方式向駕駛員提示。制作矢量地圖數據庫需要花費較大成本。二是GPS差分定位＋矢量電子地圖。該系統通過固定站與移動車船之間的兩臺GPS偽距差分技術，可使定位精度達到1～3M，當采用雙向通訊方式時，則可構成車船的自動導航系統，又可將移動車船上的GPS定位結果準確實時地傳送到控制中心，并在電子地圖上顯示出來，構成交通網絡監控指揮系統。為了防止在樓群遮擋時收不到足夠的GPS衛星信號，在車上除裝有GPS接收機以外，還裝有低價格的壓電振蕩陀螺。利用卡爾曼濾波算法同時處理GPS、里程計和陀螺儀的數據來進行運載體的實時定位。
三、GPS定位過程簡介
GPS結合電子地圖能夠實現城市交通管理、車輛調度管理，公安、銀行車輛，港口、河流船舶的自動導引與監控，具有巨大的應用潛力。根據地形圖制作而成的矢量電子地圖，GPS坐標還需經過坐標轉換才能正確與之匹配。下面將從GPS定位坐標系、WGS-84大地坐標、地圖投影、平面坐標變換等幾方面詳細討論坐標匹配問題。GPS定位過程主要有如下幾個步驟：
1.確定用戶的宇宙直角坐標系位置，即用戶的X、Y、Z位置。
2.宇宙直角坐標系至WGS-84大地坐標系的轉換，既求出用戶的WGS-84大地坐標位置λ、φ、h。
3.坐標投影轉換，即將球面坐標λ、φ、h轉換成平面電子地圖投影坐標，如高斯-克呂格投影坐標。
4.二維平面相似性變換，即經過平移、旋轉、縮放運算，達到其與GPS地圖的配準。上述四個過程全部都是由計算機用程序自動計算獲得，具體算法這里介紹從略。
四、基于GPS和電子地圖的車輛自動導航系統的組成及功能
（一）基于GPS和電子地圖的車輛自動導航系統的組成
整個GPS電子地圖車輛動態引導系統構成如下圖所示，它由主控計算機、液晶顯示器、語音報警器、遙控器、組合導航處理器、GPS傳感器、速率陀螺儀、光驅等組成。主控計算機視用戶需求不同，可以是通用計算機，也可以是專用處理器。
（二）基于GPS和電子地圖的車輛自動導航系統的功能
本系統可以實現車、船等運動載體的電子地圖中的實時跟蹤顯示、最優路徑選擇及導引、顯示導航信息、地圖檢索、語音提示告警、矢量圖分層顯示及縮放顯示；可以滿足城市車輛，港口、河流、海用船只的導引與監視，GPS＋航跡推算組合導航功能即使在信號不正常的條件下也能正確引導。電子地圖存儲于光盤中，可存儲大容量矢量電子地圖。矢量電子地圖生成點陣形式存放于主機內存中，可達到地圖檢索和車輛跟蹤的平滑效果。車船行至地圖邊緣時，將自動從光盤中調入下一幅新的矢量圖，實現自動切換。
