理论篇-地图学与GIS制图的基础理论（一）

说到地图制作，很多人第一时间就会跟地图学进行挂钩。是的，地图学的很多理论和知道思想都非常适合基于GIS制图。可以说，利用GIS进行电子地图制作，其实也属于地图学的一小部分。
地图学是研究地图的理论、地图编制技术和应用的一门学科。这门科学可以说是包含非常广泛，包括地图的相关理论，如读图、用途和制图的种种方法，地图符号和坐标系理论；地图编制的各种思路和手段，以及通过地图反映各自然和社会现象的空间分布，揭示他们自己的各种关联和规律，达到指导人类的社会行为。
乍一看，地图学的主体思想其实跟GIS学科是非常相似的。只不过地图学更多的以展示结果为主，GIS则更多的通过分析地理数据获取结果。虽然主体思想有点区别，但它们的共同之处也是显而易见，就是传播的媒介形式—地图。
所以，基于GIS的制图理论，其实基本上可以以地图学的制图理论为中心思想。这也是作者在开始之前介绍地图学的原因。
虽然以下内容不一定为读者所关注，但作者觉得，还是需要简单介绍一下人类文明中地图的一些重要发展历程。
原始社会时期的岩画和壁画，是地图的萌芽阶段。其制作相当简单，总有“结绳记事”的意味。




公元前四世纪，阿里士多德证实了地球是球形，并提出了维度思想。公元二世纪，托勒密编著的《地理学指南》，附有27幅世界地图，翻印达50版，在西方影响达一千年之久。相同时期的中国在地图制作方面也有一定的成就。中国《管子 ·地图》篇，是最早论述地图地理内容的专篇。马王堆出土的西汉地图表明中国古代地图学理论与技术已达到相当水平。公元三世纪，中国的裴秀编制了《禹贡地域图》和《地形方丈图》，提出了“制图六体”，这是中国古代关于地图编制原理的最精辟论述，形成东方独特的地图技术途径，在中国也影响了近千年。




1405～1433年中国航海家郑和七下西洋，反映下西洋情况的《郑和航海图》是中国现存最详尽的古代航海图，也在世界上开创了使用航海图的先河。此后，航海图也随着葡萄牙、西班牙、荷兰和英国等各国的航海探险和海上霸权的争夺而得到迅速发展。
1569年，墨卡托设计正轴等角圆柱投影，第一次把东、西半球已知范围展现在一幅地图上。这种投影的地图能为航海者进行直线导航，为航海图所普遍采用，被命名为“墨卡托投影”，以后还出版了以他名字命名的地图集。随着航空和航天的需要，多种横轴和斜轴的墨卡托投影相继出现。墨卡托的工作被誉为16世纪欧洲地图学的里程碑，他的地图集开创了世界全图的新投影，反映了当时欧洲地图发展的特点。
这些实践和理论都为今后的地图学发展奠定了坚实基础，影响非常深远。


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1960年，随着航空技术和摄影技术的发展，开始出现了摄影测量。这对采用新技术进行地理测量和地图数据获取带了非常大的便利。以及后来火箭技术和卫星技术的发展，带来了更为便捷，成本更低的，精度更高，范围更广的遥感影像，为地图制作带来更多的精准素材。



1960年同时期，美国军方研发出了第一个世界大地测量系统（WGS60），是一个以质量为中心的基准面（相对重力为中心），对洲际弹道导弹的目标定位和侦察卫星的发展具有战略意义。此前的大尺度坐标系统都无法涵盖全球范围（比如NAD），这被很多人认为是美国在冷战期间最大的科学成就之一。但抛开研发初期的军事目的和政治目的来看，这一成就确实给地图和GIS带来重要的应用，现在遍地开花的LBS应用就是基于WGS84坐标系做的，它的前身就是WGS60，后来成为了民用GPS的经典。
大约2003-2005年，谷歌地球和谷歌地图，第一次通过互联网方式展示全世界的地图，人们纷纷惊叹的同时，也给地图行内人士深深的反思。地图的使用范围已经超出了传统的意义，谷歌地球和谷歌地图，在谷歌公司的眼里，并不是传统的地图，而是搜索引擎，是各类信息的载体，是流量的入口。地图不再是专业人员的专利，广大市民也可以通过电子地图改变消费和出行的方式。


介绍了那么多，都快到了跑题的边缘了。作者只是想告诉读者，地图技术是不断的革新的，不断的进步。从上述的这些地图学发展历程来看，基本上是出于地图理论和数据获取方法的革新，而地图制作手段，方式和方法却未有介绍，毕竟每个时期都有不同的制作地图的方法，可以说，制图技术是有时代性的。过往的制图方式，这里就不作讨论了，留待具有考古精神的读者深入挖掘。
还是回到本篇课程，将会根据地图学的主题思想，利用GIS的手段进行制图和出图，探讨制图技术的各种手段和技巧。
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