时间：2023-05-30 08:53:08
最近，各地陆续开始第三次经济普查试点地区指导员、普查员的培训工作。其中，普查地图的进步表现得尤为明显，高科技为经济普查插上了高效的翅膀。
第一次经济普查时是用的手工绘图，非常原始。
第二次经济普查开始电子地图的绘制工作。当时强调，普查区划分与绘图的电子化操作是一项重要的开创性工作，也是经济普查的一项基础工作，是建立统计电子地理信息系统的基础和条件，对于进一步发挥经济普查的作用，拓宽普查数据的应用领域，更好地为各级政府和社会各界服务都具有重要意义。北京市首次动用航拍地图进行电子定位，对于每个建筑物的情况进行摸底编码，只要楼宇中存在经营单位，就将纳入到普查当中。通过经济普查建立建筑物地理经济信息。
在此基础上，第三次经济普查有了更大的进步。首次采用手持PDA电子终端设备和电子地图实地采集数据，实现普查数据的采集、报送、处理等手段的自动化、电子化。PDA即通常所说的掌上平板电脑，普查员根据PDA中电子地图信息上门普查，对所有普查对象根据电子地图进行GPS定位，拍摄相关资料，采集普查统计数据。每台PDA负责多个普查区，分片包干，按时间顺序，由固定的PDA使用人与各个普查区的普查员合作，共同开展工作。
统计系统的科技进步
事实上，全国统计系统使用PDA已经有了丰富的经验。
消费价格统计信息的PDA程序应用较早。它最早由青岛研发，2009年4月北京市启动了消费价格统计信息化研究项目。5月份曾先后到济南、青岛学习和考察，准备开发北京市的PDA采价器。7月份，国家统计局准备推广，北京向国家统计局提出了北京作为试点城市的申请。9月份，为配合国家统计局向全国推广CPI手持数据采集系统，北京作为首家试点单位具体承担了培训前的测试工作，对系统的前台和后台程序进行了认真反复的测试，并最终将试点过程中发现的问题及修改意见及时上报给国家统计局。
“CPI手持数据采集系统”在全国50个城市推广培训会议结束后，北京进一步加快了具体实施的步伐。采价员通过PDA电子手持终端到商场进行采集、审核、传输。然后按月对采集的数据分层加权平均，计算出CPI总指数和分类指数。
统计部门不仅能够通过总指数判断整体的价格水平，还可以通过分类指数，分析不同领域价格的涨落情况。因此，现在把PDA用于经济普查是一个自然而然的过程。
历史进步的微妙与相似
看到手绘地图、电子地图，笔者不由得想到一个很古老的词汇——鱼鳞图册。鱼鳞图册是旧时编制的土地登记簿册，对于中国土地史、赋税史、统计史等领域的研究有着重要的价值和意义。
明洪武元年春，明太祖朱元璋针对两浙富民诡寄田产、逃避赋税之弊，派遣周铸等164人往浙西核实田亩，并在松江编制鱼鳞图册。洪武二年，又派国子生武淳等人分别巡行州县，全面清丈土地，查实田亩，编造土地清册，即鱼鳞图册。洪武十四年，朱元璋发现因土地隐匿给国家税收造成损失的严重问题后，开始编造完整、详细的鱼鳞图册，在相当大的程度上摸清了地权、清理了隐匿。
据中国网络经济研究中心不久前的报告显示，中国地图信息服务市场的规模到2008年底将突破5亿元大关，而到2010年将有可能达到15亿元。“仅从去年到今年，国内地理信息服务网站的数量就翻了一倍，目前超过1000个，登载地图的互联网网站更是数以万计。”国家测绘局副局长闵宜仁感慨。
而根据艾瑞的《2007中国在线地图信息服务研究报告》显示，中国互联网地图服务市场的竞争者主要有4家：北京图为先科技有限公司(Mapbar)、北京图盟科技有限公司(Mapabc)、北京灵图软件技术有限公司(51ditu)和搜狐旗下的搜狗地图Go2Map，这四家公司共同垄断了94.5%的用户访问量。
这些企业大多拥有自主知识产权，而且各具特色。作为目前国内最大的在线地图及无线地图服务提供商，Mapbar开发出了符合电信级标准的“GEOSPATIAL”综合地图服务平台，可统一支持网络地图（WEBGIS）和2G/3G无线网络地图应用，该平台可通过不同的网络和应用终端向用户提供地图搜索服务；
Mapabc则为它的合作伙伴们提供了一种创新的服务模式―地图API，合作伙伴们无需自建地图平台，只需从远程调用，就可以获取基础地图、公交换乘、驾车路径等基础地图服务资源；
灵图的无线定位服务系统软件和嵌入式导航软件在市场上有很高的占有率，其电子地图网站51MAP还延伸出搜索风云榜、灵图UU、桌面地图等众多搜索功能；
而搜狐公司在2005年全资收购了Go2Map，并迅速整合推出了搜狗地图服务，开创了诸多中国第一：比如第一家面向公众服务的地图网站、第一款网络地理应用系统中间件Go2map-MIP、第一个地图服务系统应用程序接口API、第一种“电子地图租用”服务模式等等。
微软斗法Google
从全球范围内看，电子地图早已是一片相对成熟的市场，竞争激烈、兼并频繁。2007年，诺基亚以81亿美元的高价收购了全球第一大地图供应商Navteq；近日，欧盟竞争管理委员会又批准了全球第二大导航设备制造商TomTom以29亿英镑的价格收购全球第二大电子地图供应商Tele Atlas的交易。
而发生在Google、微软和雅虎等公司之间的地图争夺战早已不是新闻。Google早在几年前就已经推出了Google Map，在2004年，Google收购了Keyhole卫星图像公司，并于第二年推出了Google Earth，这在当时引起了全世界G粉们的高声欢呼。Google Earth上的全球地貌影像的有效分辨率至少为100米，通常为30米，视角海拔高度为15公里左右，大城市、著名风景区、建筑物区域会提供分辨率为1米和0.5米左右的高精度影像。
特别的是，在推出卫星地图后，Google的用户可以像飘浮在半空中一样俯瞰地球。随着版本的更新，Google Earth陆续新增了城市的3D建筑、Sky功能（用户可以浏览宇宙的星空，包括星云、恒星等等）、日光功能（用户移动时间滑杆，可以观赏黄昏、清晨以及地球斜影移动的景象）等等，甚至，Google Moon也已经开始和用户见面。
面对Google的咄咄逼人，微软终于坐不住了。在近几年间，微软先后收购了GeoTango、Multimap、Vicinity、Caligari等多家大型在线地图服务提供商、3D模拟软件开发商软件公司，并开发出了极具针对性的在线服务“Virtual Earth”。据业内称，微软仅仅为拍摄该服务中所用到的图像就投资了近1.5亿美元，图片解析度已经小于0.1米，视角距地面的最小高度已经达到了23米。2007年，微软又对“虚拟地球”做出了重大更新，推出了“Microsoft Virtual Earth 3D”。Virtual Earth 3D不同于Google那样提供真实的航空和卫星照片，而是提供现实世界的逼真模拟。
地图的未来
尽管很多人都对电子地图抱持着高涨的热情，但不断更新换代的电子地图在为人们提供高效便捷服务的背后，仍存在着许多不容忽视的问题。
电子地图的编制，需要企业投入相当大的资金和技术作保障，如果一家公司独立开发全国范围的电子地图，将是一项巨大的数据库工程，除了进行实地的考察、测绘、制作之外，还需要对地图进行及时的后期维护，投资多以亿为单位计算。由于互联网地图数据有着易被复制的特点，一些并不具备地图制作资质的企业为了在新兴市场上分一杯羹，纷纷举起了“拿来主义”的大旗，而电子地图真正投资者的利益却无法得到保证。
网站测距标识信息错误、出于商业利益乱改线路图、为达到便利效果减少重要建筑物、地图更新不到位、盗版电子地图绘制粗劣……这些不仅给消费者的出行帮了倒忙，也让电子地图网站和商家本身失去了公信力。
出于国防安全的需要，国家对某些地理信息“是什么”“在哪里”的高精度需要严格保密，俄罗斯联邦安全局分析师列尼德沙吉恩曾尖锐地指出：“不需对袭击目标进行侦察,因为已经有一家美国公司在替他们工作。”
Google目前开发的街景服务（Street View）已涵盖了美国30个城市，该服务能够提供360度全方位的视图。尽管这项有趣的服务在普通人群中很受欢迎，但前不久有欧盟官员表示，如果Google在欧洲推类似的地图服务，其清晰的街道景物照片将会引发隐私方面的担忧。
警察当局将几百万个与犯罪相关的数据记录在数字化街区地图上，从而能及时捕捉诸多犯罪行为发生的信息，准确把握可疑人员的行踪。一旦异常信息出现，巡逻警车会立即赶到，将危险街区和地域的犯罪事件消灭在萌芽中，有效地减少了犯罪率。这种控制措施不仅使凶杀案件在过去5年间减少了约三分之二，而且人们对警察的信赖度也空前高涨。
当地警方领导认为，灵活运用数字地图来分析判定犯罪的线索和信息，能使警方迅疾而果断地高效率出击，出其不意地一次性解决问题。
治安实践证明，用最新高技术来预防和对付凶杀事件的作案发生现场，是警察机构的有效措施。而最有效果的杀手锏就是高技术电子地图。
鉴于高技术电子地图在预防犯罪领域中的明显效果，现有不少国家的警察机构也纷纷安装高技术电子治安系统。哥伦比亚、巴西、印度、南非等，都是些犯罪率居高不下的国家。现今，这些国家都在犯罪率高发场所安置了能显示现场实况的配备卫星地图的电子数字治安系统，并将警力集中配置在治安事件多发地域，有效地发挥了警力。
巴西东北部地区的伯南布哥市的治安警官评述说，自从警方配备上计算机监控的犯罪分析系统以来，极大地消除了警察出动和追捕破案的盲目性，可以最高效率地动用有限的警力。
由于电子地图能够有效地引导警力，所以越来越受到各国反恐和预防犯罪机构的高度关注和青睐。上世纪90年代前半期，纽约市警察当局引进了配备计算机地图的一种命名“电脑警察”的犯罪分析系统。在过去的10年间，纽约市的凶杀犯罪率减少了70％。如今，欧洲各国的主要城市都以纽约为楷模，纷纷效仿其经验，广泛配备上了高技术电子地图犯罪分析系统。
特别是近几年，世界各国的警察机构普遍采用“电脑警察”协助破案和维护治安，均取得了良好的治安效果。
那么，这种电子地图是怎么应用的呢?在哥伦比亚，大部分警察都随身携带着卫星地图，这种地图能即刻显示自己所管辖的警区内犯罪多发地点治安状况。
巴西的圣保罗市，现投入高技术治安对策的预算经费已比以往增加了3倍。自1999年圣保罗警方引进了“电脑警察”以来，杀人发生率减少了一半。
现在，印度和南非也引进了同样可靠和高效率的治安系统程序软件。物美价廉的高技术系统的引进，特别是其中的犯罪分析软件的运用，更是至关重要的因素。这套程序能精确探测那些老奸巨滑的犯罪高手的踪迹。譬如，在圣保罗近郊，电脑警察系统显示的数据表明，该地区的强盗正在不断增多，恶性事件频发上升。于是，警方的犯罪分析官员就要特别注意搜查那些交易和青少年犯罪常出现的场所，那些被遗弃的废墟和建筑物，往往是滋生犯罪的首选目标，必须重点设防、搜查。将这些资料输入进电子地图，很快就可以根据案发现场的信息显示来决定是否派警车前去突袭。
采用这些先进的电子治安手段，无论何时何地出现犯罪现象，警察都可以根据电脑提供的情报，来正确把握瞬息万变的案况。
再如，在南非，警方在地理学家和计算机专家的协助下，在德班市和开普敦市成功地将多年来一直从事杀人越货的三大黑社会团体一网打尽。当这些黑帮头目使用手机相互联系的信息被截获后，就可以马上根据计算机地图上的位置，具体分析犯罪团伙的活动动向，实施抓捕行动。而在过去，每当警察或便衣警察一露头，歹徒们便会望风而逃，致使抓捕行动屡屡落空。现在有了“电脑警察”的金睛火眼，罪犯在任何街区都无藏身之地。
巴西的一座名叫贝洛奥里藏特的城市，有很多贫民街区，也是该城市社会治安状况最为恶化的重灾区。警察局的犯罪分析官通过电子地图犯罪防范系统发现，全市的杀人案件中有一大半都是在其中的6个街区发生的。于是，警方在这些危险地带，配备了是其他街区好几倍的警力和巡逻车。没多久，这6个犯罪重灾区的凶杀案就有了明显的减少。
治安专家认为，在电子地图上，可以将获取的犯罪信息用光笔直接标注，一旦将犯罪案件累积串联起来，就会集中显示犯罪高发地域的位置和特征，立刻引起警方的警觉。
1基于基态修正的时空数据组织
1.1基态修正模型的基本原理基态修正模型的基本思想是把某一地理区域的当前状态作为基态，将其历史状态作为对基态的修正。实现过程为：首先存储某一区域地理现象的初始状态（基态），再按照一定的时间间隔存储发生变化的地理现象，即新旧状态的信息差。那么，某个时刻的地理现象，理论上应该是通过对之前所有时间段地理现象进行逻辑累加的结果。这种存储方式由于没有单独存储每个时间点的完整的地理现象，而是只存储部分变化的现象，具有数据冗余较少、便于数据传输、能表述地物目标的时空变化过程等优势[8]。目前，时空数据模型主要有5种基态修正方式，如图1所示。图1a中，将当前状态设为基态，将每个历史时间点相比于基态的变化数据存储为一个文件。图1b为图1a的改良，即每个历史时期存放的是相比于上个历史时期的变化数据。显然，图1b比图1a减少了数据的冗余，但是由于把当前状态存储为基态，所以当追溯的历史时期较为久远时，检索所需的时间复杂度将大大提高。图1c和图1d分别用分级索引的方法，将中间点也存为基态，这样调用后面的历史时期时，可以降低检索的时间复杂度，但是数据的存储量也会增加。图1e为动态多级检索方法[11]，即在检索过程中，动态创建多个基态，可大大缩减索引的时间。但是动态基态的创建同样会增加数据的存储量，当创建多个基态时，将会造成大量的数据冗余。
1.2基于基态修正的数据组织方法若需要再现地理目标或现象随时间的变化过程，且这种变化可以抽象为目标的增加或减少时，采用基态修正模型可有效地进行时空数据组织。将地理目标或现象最原始的状态作为基态，再存储每一时期相对于上一时期的修正数据，以此降低数据文件的存储量。在三维GIS的时空信息可视化表达中，为了降低三维数据模型存储的复杂性，可以将三维模型的变化抽象为增加过程。对于作为基态的三维数据模型，当新空间目标出现时，对应于新三维模型的正增加；当原空间目标消失时，对应原三维模型的负增加；若空间目标发生变化，则对应于三维模型的变化经历了先负增加再正增加2个阶段。对图1b中模型进行改进，三维时空数据的基态修正组织模型如图2所示。
2时态三维电子地图的设计与实现
为验证本文提出的基于基态修正的三维时空数据组织方案的可行性，以武汉大学文理学部校园为实验样区，利用ArcGIS9.3和GoogleSketchUp6的相关功能模块制作校园三维时态电子地图，对武汉大学文理学部自1930年至今的校园场景变化过程进行再现。
2.1三维模型的基态增量组织我们将武汉大学最原始的状态作为基态，建立校园地物三维模型，然后将不同历史时期的增量变化信息进行三维建模和存储。当对某一时期的校园三维场景进行可视化表达时，相当于对前一历史时期的基态三维场景进行修正。从可操作性的角度出发，我们根据校园历史建筑的不同发展时期设立显示时间节点，然后建立对应时间图层分别存储在对应的增量数据集中，如表1所示。
2.2动态三维电子地图的实现效果本文在VS2008环境下，通过ArcEngine二次开发，编写C#程序开发应用界面并加载ArcScene中的模型数据，通过图层管理不同时期的增量数据。三维电子地图场景的时态变化信息显示如图4所示。
3结语
本文将基态增量数据模型用于三维模型的数据组织，并通过基态增量的方式将三维GIS与时态GIS结合起来，进行武汉大学校园时空信息变化的可视化，为动态三维电子地图的数据组织研究提供实证。表明，在三维GIS的环境下，本文所使用的基态增量模型所存储的数据量为最小，数据组织和管理更为高效。但是当数据量增大时，数据的调度效率就会降低。如何将本文的基态增量模型进行完善以适合大数据量的组织和管理，是本模型需要继续研究的问题。
作者：黄丽娜阚子涵李冬琳单位：武汉大学资源与环境科学学院
关键词：地图；电子地图；地理教学
中图分类号：G633.55 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2013）02-0246-03
引言
之所以地图与地理学科有着密切的关系，是因为地理学科自身的特殊条件所造成的。在实际的地理教学中，地图为教师和同学提供了生动的素材，所以，也把地图叫做地理上的“第二语言”。同时，地图又是学生们获取地理常识的一个重要手段，对学生在于地理知识的理解和巩固有很大的帮助。读图可以大大提高学生的地理技能，除此之外还可以提升学生的动手、动脑能力，对学生的智力发展有很大好处。在地理课堂上充分使用地图工具，可以对学生地理能力和学习方法有很大的提高。传统地图尽管在地理教学中扮演者非常重要的角色，但是，同时也正因为使用的较为成熟，暴露一些不可忽视的问题：（1）信息内容固定，比例尺无法更改；（2）规格、质量大，不易保存、携带和使用；（3）复制的成本高，难以做到资源共享；（4）不能直接供计算机使用，而且交互性差；（5）内容更新慢。
以上这些问题的暴露都制约了地理教学中电子地图的充分发挥。电子地图的出现，为解决这些问题提供了契机。电子地图是将传统的地图理论与现代信息技术充分结合的产物。普通的地图，信息量小、几乎不具备共享性、交互性能差、功能比较单一。但是电子地图能够有效地克服普通地图的以上缺点。在地理教学中使用电子地图，将会从根本上改变教师以及学生对地理资讯的获取方式，进而改变教师在教学当中的思路和方法，从而更加有助于教师开展适合学生们智力发展，增强学生对地理专业知识获取的兴趣和态度。
本文重点在于研究地图在地理教学中的应用方法及实际意义，结合实际情况分析电子地图不能在地理教学中广泛应用的影响因素，最后研究电子地图和当代教学技术相结合的方法。本文在编写的过程中使用了问卷调查、实际与理论相结合的方法。通过对电子地图的应用范围和方法的研究基础上，结合中学实际的地理教学内容，进行探究。
一、电子地图的概念
人们通常见到的地图多是以纸张、布或其他可见的、具有真实大小的物体作为信息载体来表现地图内容的。地图内容或是绘制或是印制在这些载体上的。电子地图主要是通过硬盘，光盘，软盘，甚至是磁带等物质手段进行存储的。地图内容再通过数字的形式进行表示，在对数字模式进行读取的过程中需要使用特殊的技术对这些数字资讯进行显示、筛选式的读取和有效检索、最后再加以分析。电子地图上显示出的信息量是非常大的，在这一点上，传统的纸质地图是无法与之相比的。在电子地图上，信息的规划是通过横竖坐标显示的，通常我们使用“X”和“Y”坐标表示其在横竖上的具置。通过不同的线划的属性表示不同的信息。而这些是普通地图根本做不到的。伴随着计算机技术的不断发展和日益成熟，电子地图也在这个特殊的条件下应运而生，而且在不断地进入到人们生活的各个层面，在地理教学方面的优势也在日益显现。电子地图的使用可以有效地避免和克服传统纸质地图所带来的诸多问题。
（一）电子地图的基本概念与内涵
1.电子地图的定义
电子地图（Electronic map），也被称之为数字地图，是通过使用专业的计算机技术，对地图信息以数字方式进行查阅和存储的一种地图。 电子地图对于资讯的存储，方法一般有如下几种：一是使用向量式的方法来存储地图资讯，地图按照比例可做到放大、缩小或旋转，而且不会影响其显示效果。地图早期存储资讯的方法使用的是位图式储存，地图不能按照比例自由放大或者缩小。然而现在一般利用地理信息系统的技术手段来对现代电子地图软件或数据进行储存和传送。当然还有其他的手段，但技术都不够成熟或者应用的比较少。
2.电子地图的分类
电子地图的种类有很多，根据不同的分类标准，往往呈现出不同的分类结果。例如：根据比例尺的不同，可以粗略地将地图分为小比例尺地图、中比例尺地图和大比例尺地图； 而按照地图载体的差异，又可以将电子地图分为网络电子地图和光盘电子地图两种；再有，根据其内容的不同又可将其分为为普通地图和专题地图；此外，按地图格式的不同分类，又可将地图可分为矢量格式电子地图和栅格格式电子地图。
3.电子地图的功能
电子地图地图的主要功能体现在：第一，也是最基本的，可以用来查找各种场所、具置。第二，通过地图查找一些出行的路线。第三，了解其他信息。在地图上除了可以看到具体目标的地理位置以外，还可以知道其他的服务等信息。第四，在地图上信息。对企业来说，电子地图也是一个可以广告的宣传平台。
（二）电子地图与普通纸质地图的区别
电子地图作为当今信息时代的新型地图产品，从一问世就受到了各界的关注。其不但具有普通纸质地图的基本功能，更重要的是电子地图还具有普通地图无法比拟的独特之处。二者之间的区别主要有以下几点：
（1）电子地图以显示器（投影）的形式展示其信息内容的，而传统的地图却是以纸，布或者其他实际物质作为载体的。
（2）与传统的纸质地图相比较，电子地图在制作、管理、阅读和使用的过程中可以实现一体化，读者对不满意或者表述不清的地方能够方便迅捷在地图中地进行修改，从而达到实时更改的效果。但与其差异较大的传统纸质地图，其在生产、管理和使用的过程中都是分开，互不相关的。
（3）电子地图在显示地图信息的过程中，信息的丰富与否是可以随时改变的，而纸质地图在信息的存储上是不能改变的。
（4）电子地图可以做到将声音、图形、图像、和文字集于一身，而传统的纸质地图却不可能做到。
（5）在使用电子地图的过程中需要使用专门的设备，与其相比，传统纸质地图的使用则更加方便迅捷一些。
（6）由于电子地图是在电脑显示器显示的，因此受计算机屏幕尺寸和屏幕分辨率的影响较大，整幅地图不能够一次性的在屏幕中显示，需要以分块分层的显示方法显示出来。然而与电子地图相比，纸质地图多以整页出版印刷为主，读者在读图的过程中对地图的整体印象较为深刻；此外，纸质地图的幅面比较大大，地理要素之间的相互关系比较清晰，一目了然。
二、关于对电子地图的研究和应用现状
电子地图是将地图理论与现代信息技术相结合的产物，信息存储量大、功能强、交互性好、共享性好是其最主要的特点，伴随着社会发展和技术的不断提高，电子地图的使用越来越广泛，我们有理由相信，在不久的将来电子地图将会出现在地理教学中的各个层面。
（一）电子地图应用于地理教学的意义
1.地图在地理教学中的作用及存在的问题
（1）在地理教学当中，地图的使用具有重要意义。地图是一种载体，可以充分显示各种环境，可以对各种信息进行传递。在地理学当中，所有的思想意识，语言或者文字都可以转化为地图，因此这正进一步说明地图是地理学的第二语言。所以说，能否充分发挥地图的作用，就成为了地理教学质量好坏的关键。
（2）在地理教学应用中，普通地图存在的问题。尽管在地理教学中普通地图发挥了非常重要的作用。但在实际地理教学工作中，也显露出一些不可忽视的问题：传统地图一旦印刷出来以后，内容和比例尺就不能够改动，如果学生想获取更加详细的信息，只有更换更加详细的大比例尺的地图。地图内容更新速度慢是普通地图的一个突出问题，不能对于一些突发性事件做出及时有效的反应。普通地图不能在计算机上直接进行使用，并且存在交互性差这一问题。传统地图一般是画在或者印刷在纸上，布上或者其他物体上。而教学挂图十分庞大，使用非常不方便。大幅面地图的使用，特别是复制比较困难的彩色地图，共享性比较差。上述这些原因都限制了地图在地理教学中的作用。
2.电子地图在地理教学中的使用有利于构建新型教学模式
在我国，中小学教学实践中一直采用的是教师传递与学生接受教学模式。这种模式的基本程序是：教师讲课从而激发学生们的学习动机—学生不断复习旧课，温故而知新—教师为学生们讲授新知识—学生通过不断练习，以达到巩固运用，从而对自己进行检查评价。但是这种形式有一个很大的弊端，它没有发挥学生自身的认知主体能力，忽视了学生的主观能动性。
要发挥学生自身的主观能动性，让学生自己主动进行地理知识的学习，获取知识，我们教师在以下几个方面就需要注意：要让学生产生学习兴趣，俗话说兴趣是动力；教师通过设定特殊的教学模式，增强学生对教学内容和新旧知识的掌握，从而达到教学目的；为了使新型的教学模式能够最有效的发挥其教学作用，教师可以在条件允许的情况下，对学生进行协作学习；使用电子地图，是较好的学习环境的基础。学习者可以在良好的学习环境中进行健康系统的学习。在这种环境中学生可以发挥自己的主动性，充分利用各种资源来达到学习目标。
3.电子地图的使用有利于构建新型的地理教学课程
人类社会正在进入信息化的时代，而计算机技术和互连网信息技术作为典型的代表，功不可没。进入信息化时代后，人类的生活方式也在不断改变，毫无疑问，人类的学习方式也在不知不觉中发生了变化。所以，为了适应新时代环境下的地理教学，我们就要在此基础上，构建新型的地理教学课程。
（1）构建更加开放的地理课程。地理学的研究范围没有具体的界定，地理学的最大的两个突出特征是区域性与综合性。数学的研究很抽象，而化学，生物学和物理学在一定的实验室条件下进行试验即可。而地理学必须经过实践操作，在实践中对其独特的区域性进行全面的研究之后，才可以做出最后的结论，掌握其一般性的规律。
地理学除“综合性”“地域性”两大特点外，还具有“开放性”的特点。
地理教学时一种开放性的教学，而传统纸质地图存在共享性差，修改性差和交互性差的弊端，不利于开放性地理教学的开展。而电子地图则是一种数字化的地图，可以有效改善传统纸质地图的这一弊端。
（2）在地理课程的构建中，信息技术是不可忽视的影响因素。从教师授课的角度上考虑，将电子地图充分的应用到地理教学当中，可以将电子地图的优越性最大化的发挥出来，可以达到辅助教学的目的。此外，充分使用电子地图可以活跃课堂气氛，实现课堂互动。
从学生接收知识的角度上考虑，通过对电子地图的使用，学生可以对课堂知识进行自学，甚至更深层次的相互探讨，以便达到更好的学习效果。
从电子地图应用技术角度考虑，智能化、网络化、数字化和多媒化是教育信息化的几个基本特点。
4.在地理课程中使用电子地图可以改进地理教学
在以前的地理教学中，教师通常使用的是纸质地图，由于它存在体积大、质量重、不可改变地图内容等缺点，使得学生对地图所表述的地理内容难有更深刻更感性的认识，以至于学生对地理知识的学习感到乏味，没有兴趣。这种情况周而复始，恶性循环。而电子地图的使用，将可以彻底改变这种情况。在对教学工作的完善方面，教师通过自身多年的教学经验和工作能力，能够做到对教学内容的不断总结，不断分析，不断完善，以致最后做到不断提升，从而充分发挥电子地图的最后，以达到事半功倍的作用。使用电子地图可以在以下几个方面提高教学效果：电子地图的使用，使得学生的学习兴趣大大提高；电子地图的使用，使得课堂教学内容变得更加生动；电子地图的使用，使得学生可以有机会获取更多信息。
（二）在地理教学中使用电子地图的要求
在地理教学中使用电子地图，不仅仅对计算机等硬件有一定的的要求，同时对教师能力和学生素质也提出了更高的要求。
1.电子地图的使用条件
电子地图是一种数字化的地图，这就要求在教学的过程当中需要一定的环境作为依托，进行支持。而计算机的使用是当下最为普遍并且最为成熟的。
即便是同类型的电子地图对计算机硬件的要求也是不尽相同的。光盘版电子地图在计算机硬件上的要求主要体现在中央处理器、计算机内存、存储空间以及其他几项中。除此之外，网络地图的建立还需要相应的环境，如最基本的网络环境。在教学中应用时，还要考虑显示手段。为了达到良好的现实效果，以便更加充分的在课堂当中使用电子地图，应该使用显示效果更为突出的大屏幕投影设备。
2.地理教师的素质要求
在地理教学中能够熟练使用地图是对教师最起码的的要求，而在教学中使用电子地图对教师提出了更高的素质要求：要具备与时俱进的全新教学观念；能够较好地对信息就行获取和处理；需要具有不断创新精神。
3.对学生的计算机应用能力提出更高的要求
在地理教学当中，教师不能仅仅只是把电子地图作为普通的教学用具，不在意学生自身的计算机能力。当教师在教学中利用电子地图以达到师生互动，活跃课堂气氛的时候，这就促使我们的学生需要掌握一定的计算机使用能力。
三、结论、建议
本文通过对电子地图功能的总结，对比电子地图与传统纸质地图的差异，分析地理教学中使用电子地图的重要意义，最后分析了电子地图使用的影响因素，适用范围和思路，主要结论是：（1）传统的纸质地图在地理教学中的使用已经远远不能满足教学需要，随着计算机技术的日益成熟，电子地图在地理教学中的深入使用便是社会发展的必然结果；（2）电子地图在地理教学中的使用越来越广泛，但是并没有达到预期的效果。主要原因有两个，一是教师仅仅是把电子地图当做普通地图的替代品，并没有充分发挥电子地图的作用；二是学生不具备熟练使用电子地图的能力，教师展示多少信息，学生就接受多少信息，缺乏热情和探究兴趣。
参考文献：
[1] 龙毅，温永宁，等.电子地图学[M].北京：科学出版社，2006.
[2] 廖克.现代地图学[M].北京：科学出版社，2003.
[3] 七年级地理教科书（上下册）[M].北京：人民教育出版社，2005.
一、图表编码，促进分析
图表编码是指教师利用电子地图，预设好一些地理数据，让学生根据要求，在教师的指导下进行编码，并运用一定规则，使电子地图呈现不同的界面图像，展现不同情况下的地图。在地理教学中运用这种方法，可以更好地促进学生进行有关地理问题的分析、比较，在尝试运用图表编码的过程中，掌握更多的地理知识。
例如，在学习“人口问题”一节内容时，为了让学生能够更形象、更直观地理解中国人口特点并分析由此而产生的人口问题，利用电子地图的图表编码功能进行数据预设。预设一定的数据之后，可从中国地图上看出不同区域内的人口情况。要求学生利用区域选择功能来选择一定的范围，关注一些相关的省区，就能看到该省区的人口分布情况、人口密度情况。另外，还可以设置画线工具，学生可利用它来将某个区域分成若干部分，就可以看到各部分的人口数量及占总人口数量的比重。有了这样的工具，就可以让学生以小组为单位展开自主学习，学生可根据自己的需求来查看中国各地区的人口情况，通过观察，进一步分析中国可能存在的人口问题。利用电子地图，教师不必直接告诉学生中国人口的问题是什么，可以让学生根据图表编码来研究和分析，依据数据得出结论。
图表编码使得地理课堂的学习更加灵活，不仅仅是传授知识，更重要的是利用工具自主学习、合作探究、分析归纳得出结论。电子地图展现了普通地图所不能及的优点，能更好地促进学生学会分析各种地理现象，形成地理学习的基本技能。
二、复合叠加，辨识对比
电子地图具有复合叠加功能，能够将若干个和教学内容有关的地图叠加起来，进行复合展现。学生也可以通过对几张地图的叠加对比来分析、辨识，从而得出答案。电子地图的这种功能可以考验学生的综合分析能力，因为地理事物之间都存在着联系，没有绝对的孤立，借助这种功能学生可以对地理问题进行更好地分析与总结。
例如，在学习“板块的运动”内容时，教师不仅要让学生知道板块运动之后的结果，还要让他们了解为什么会出现板块运动的现象。教师可以将板块运动的地图、全球地震、火山分布图叠加在一起进行展现，提醒学生仔细观察全球地震、火山爆发常见的地区和地壳板块运动的地区，分析它们之间有什么关系。将这些地图复合叠加后，我们可以发现：地震、火山爆发常见的地方就是板块运动比较活跃的地方，两者之间存在一定的关系。通过这样的学习，学生能理解：地理事物不是孤立存在的，彼此之间存在着一定联系。学生要在地理学习中尝试发现这些现象，找到其内在的规律，自主归纳总结，这是地理学习的又一种基本技能，也是以往教学中容易忽视的问题。学生在学习全球板块分布及运动的同时，也对全球火山带、地震带的分布有了深刻的了解。
再如，在学习“地理土地资源”一节内容时，学习土地利用类型（耕地、林地、草地、难利用土地）的分布，要求学生说出不同土地类型分布的地形区、干湿区、温度带。这一点学生很难做到，学生缺乏空间概念，这三种地图（中国地形图、干湿区分布图、中国温度带分布图）在大脑中不能叠加复合。有了电子地图，则可迎刃而解，将中国地形图、干湿区分布图、中国温度带分布图、中国主要土地利用类型分布图四者叠加，就能准确、清晰地看到其分布情况，并能轻松解释分布的原因。
通过复合叠加的功能可以让学生更加方便地将几张不同的地图放在一起进行辨识，这在使用上比传统地图方便得多，学生可以利用这一特点来分析不同地理现象之间的关系，找到其中的潜在规律。
三、运用动画，动态感知
动画功能是电子地图区别于传统地图的又一大特点。电子地图的动画功能，可以帮助学生在动态的情况下更加直观清晰地观察一些地理现象，运用动画功能符合学生的觉察敏感性，能够起到较好的教学作用。一些具有动态变化特点的知识点都能用动画地图的形式展现出来。
例如，在学习“季风气候显著”一节内容时，教师可要求学生弄清几个问题：季风是怎样形成的；季风形成的区域是哪里；季风气候在地区上呈现出怎样的特点等。为了使学生对季风的知识了解得更加深入，就可以运用动画功能来描述。教师可以给学生展现有关季风形成的动画，让学生观察季风在不同时间的方向，季风对某个地区气候变化的具体影响。对于季风的形成、季风影响区域等问题，都是较为抽象的内容，学生无法直接体验、感受，更无法知道其规律。但运用动画方式，就能将季风的形成及其影响用动态的方式展现出来，让学生更加真切地感受到季风的变化。根据地图呈现的动态情况，让学生分析“各个地区受哪种季风的影响”“季风的运动是否有一定的规律”等问题，培养学生的自主分析和归纳能力。
一些随着时间变化而变化的地理现象，可以采用动画的形式来展现，如天气变化、人口变化、洋流运动、台风形成及运动轨迹等，让学生更加清晰地认识变化规律，更好地把握变化中的各个环节。
四、虚拟体验，尝试实践
虚拟体验是电子地图所独有的体验和实践方式，它可以通过电脑来设计一个虚拟场景，让教师和学生在这个场景中进行多元互动。教师也可以通过这个虚拟体验功能组织学生进行一些实践活动，以弥补无法在校外进行实践活动的遗憾。
例如，在学习了“逐步完善的交通运输网”“发展农业要因地制宜”“工业的空间分布”等课程后，教师可以将这些内容综合起来，给学生布置一个实践体验项目，以考查学生是否真正掌握了所学内容。布置学生利用电子地图进行“模拟家园”的建设，创建自己心中的理想家园。在这个体验活动中，学生可以根据标识工具，将居民点、农田、农业类型、工厂、交通干线等相关内容在地图上标注出来，依照已学习的内容，对家园进行合理规划。这一过程进一步考查并检验了学生是否掌握了教材内容：看一看布置的交通运输网是否完善，农田、农业类型和工厂在空间分布上是否合理，是否会对环境造成很大影响；说一说为什么要如此分布和利用土地，在农业区和工业区的安排上考虑了什么原则。这样的实践活动，学生能学以致用，在实际操作中，既能把握学生学习的真实情况，又能激发学生的学习兴趣，对学习效率的提高大有裨益。
运用虚拟体验模式可以让学生在尝试实践活动中解决一些开放性的问题，提高其综合学习能力。
五、图形变换，直观展现
图形变换能够更好地进行地图分析，可深入了解不同事物的属性。让地图的展现更加灵活多变、直观方便，在学生读图析图时，更加符合认知规律。
关键词：flash技术；电子地图；模型研究
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.142
在互联网技术飞速发展背景下，基于网络技术的电子地图随着产生，目前，应用和研究比较成熟和普及的是基于flash技术的电子地图，它已经成为人们出行的必备电子地图软件。
1 flash 技术
Flash技术是指通过添加声音、图片、视频和音频等因素组成应用程序内容的一种交互式矢量多媒体技术。主要有以下几个特点：
（1）少量数据就可以成功刻画一个复杂的图形动画技术，并且只占其少的数据存储空间，几乎是传统位图的几千分之一，图画质量完全不受到图形任意缩放的影响。
（2）flash 技术内部插件安装便捷，根据用户体验结果显示，只要有过一次插件安装记录，以后就不在需要重新安装，直接启动就可以观看动画视图，具备自动识别功能。
（3）flash 技术还拥有独特的文件输出格式，如果是在较小的存储空间内执行存储认为，可以使用这种独特的存储方式，减少文件体积。
（4）将flash 技术作为电子地图程序设计基础，是因为flash 技术具有强大的动画编辑能力。运用多媒体技术将图、文、声、像等多种多媒体内容完美的组合在一起，实现基于flash技术的电子地图的交互式功能。
（5）电子地图的设计执行对动态数据要求不高，且可以选用流式播放技术，使电子地图程序在使用过程中可以实现边缓存边播放的状态，提高电子地图的执行效率。
根据flash技术的以上特点，考查用户对基于flash技术的电子地图应用程序的现实需求，设计flash技术执行方式，是基于flash技术电子地图开发的重要依据。
2 电子地图
“电子地图”是将现代计算机程序设计技术与传统地图的导航功能完美结合，利用互联网技术，设计而成的网络技术为支撑的电子导航系统。较之传统的地图，它的优势主要体现在以下几点：
2.1 图文声像并存，易于理解
电子地图发挥了多媒体技术将图文声像相整合的优势，在设计时加入多种提示因素，有语音提示、视频导航、图片展示、文字说明等内容，帮助用户最快最清晰地理解地图内容，执行正确导航命令。
2.2 置于存储系统中，方面携带
与传统意义上的地图相比，电子地图最大的优势就是方便携带。电子地图是安装在智能手机或其他电子装备上的应用程序，可以同时下载多个地方的地图导航，随身携带，不会破损，也不用担心没有地方放置。
2.3 可随时更新地图信息
现在的很多城市建设发展速度很快，城市规划也在不断地变化和重建中，因此，传统的纸质地图由于绘制的时间比较早，很多城市道路名称的具体导航信息滞后，不能及时的更新内容，使得人们在使用的过程中麻烦不断，状况百出。而使用电子地图就几乎不会出现@种情况，很多电子地图软件设置了自动更新功能，用户可自行下载最新的地图安装包，掌握最新地图变更信息，较少很多不必要的麻烦。
2.4 多种功能实现途径
基于flash 技术开发地电子地图，可以发挥电子地图的功能集成优势，实现多种电子功能技术。如常用的电子地图的放大缩小功能，可以根据使用需要，随时随地放大缩小地图页面，清晰地找到自己的目标所在地。联网状态下还可以运行距离计算功能，输入自己的出发地和目的地，由地图内置程序自动计算出实际距离，计划到达方式和路径，选择最合理的出行路线。
3 基于flash技术的电子地图模型设计
3.1 基于flash技术地图数据的编辑和处理
数据是电子地图信息的载体，也是系统负责处理的重要工作内容。地图数据种类多样，主要包括矢量地图、栅格地图、遥感地图以及地面地图。无论是哪个类型的地图数据都需要依托专业软件对其进行处理，把它们变成电子地图所需要的形式内容。Flash技术可以对多种矢量数据进行编辑处理，经过flash技术处理的数据可以直接被用在电子地图数据中。
3.2 基于flash技术多媒体数据的编辑和处理
图形、图像、文本、视频、音频等都是多媒体数据的重要组成部分。基于flash技术可以将这些多媒体信息直接转化为电子地图上电子信息的目标属性以及电子地图的集成页面，作为电子地图页面的填充内容，丰富电子地图页面的信息含量，方便用户快速的截取到自己所需要的地图信息，还可以丰富电子地图的表现形式，如生活中经常见到的人工语音提示功能，为用户提高个性化、及时化的电子地图信息服务。
3.3 数据集成
Flash技术具有强大的合成导入功能，利用flash技术的导入功能将已经经过编辑和处理的地图数据放入新建图层中，并为图层中的每一个栏目命名。电子地图程序中，一个程序包含有多个地图集，可以根据每个地图集的功能和特点为其选用适合的名字。如校园电子地图，可以命名为校园地图，输入校园地图数据，设置内存装置，建立“放大”“缩小”等命令按钮，方便用户执行具体指令。
电子地图内部地图集包含的数据庞大，内容繁杂，如果只依靠一个flash 技术运行和数据编辑会很有难度，我们可以将电子地图集分为几个flash 技术执行任务，每一个flash 技术执行选定的特定任务，并根据执行情况进行实时调控，降低flash技术的数据处理和编辑难度。
4 小结
研究基于flash技术的电子地图模型，有利于提高电子地图模型研究技术，发挥电子地图在地图导航方面的优势作用。
参考文献：
【关键词】路径规划；电子地图；应用
所谓电子地图是一项结合计算机制图以及数据库处理和信息系统等学科为一体的图形表现形式。在现代社会中，电子地图在各个行业中应用广泛如在车载导航系统中，它已成为路径规划中一项较为重要的技术。但有关电子地图的详细应用主要在快速生成卫星影像和航空相片以及行数据的记录和新数据的派生方面。存在的问题是其技术的应用还不够广泛和深入。所以，本文结合实例对电子地图中的数据特点以及路径算法和算法的改进进行分析，同时对路径规划中电子地图的应用进行探讨。
1.实例应用
在计算机的相关软件的运行环境下，用VisualC++开发某市实验用地图上提取的300个道路所用点，同时添加附加信息，实施路径规划。在地图上制定路径的起始点和终止点之后，电子地图可在很短的时间内确定最优化的路径，同时该路径的各种辅助设备能够满足实际车载和各种应急需求。
2.电子地图的数据特征与路径算法
2.1数据特征
电子地图的数据特征是按照一定图层进行叠加的，在电子地图中的各种点、线、面等的集合就是图层。在电子地图中的数据分为两种：（1）空间数据。它主要是对空间对象的几何特征、位置关系以及拓扑关系进行存放。（2）属性数据。主要是对空间对象的类别、名称以及特征等进行确定。在本文所引用的Shape File中，属性数据主要以dbf的形式储存于数据库中，相对的空间数据则主要以Shape File所固有的格式进行数据的储存。这两种数据通过一定的形式联系在一起。电子地图中，将城市的道路网建设成一个图层，将其命名为道路网，同时在地图上实施路径规划，要对道路进行操作，那么就不涉及其它图层。
2.2电子地图的路径算法
在电子地图的路径规划中，路径算法是重要的工作过程之一。现在电子地图中最长用的算法是启发式搜索算法，其主要的模型为f（x） =g（x）+h（x）.（1）式中：g（x）表示从起点到搜索点的实际花费；h（x）表示从起点到终点的预估花费，称为启发函数；f（x）表是总花费。在采用启发模型之后，可以对驱动模型进行改进：（1）在每次新生成的节点展开之前，要对显示的同一位置两个节点的花费进行比较，在新生成节点大于已生成节点的前提下，可放弃已生成节点，反之用原节点。（2）将最小距离作为搜索信息，其花费的现实随节点的开展而增加。（3）在节点的数量增加后，综合代价增加，在每次新生成的节点的花费大于原来节点的情形下，可将新生成的节点淘汰用原来的路径。
3.路径规划中电子地图的应用
在路径规划过程中，电子地图重新定义了地图在人们心中的形象。在电子地图的帮助下，可以将现成的路径规划中出现的各种要素进行不同形式的组合最后连接成新的地图；同时交通部门可以根据电子地图在路径规划中的应用，对各种交通情况诸如交通事故、天气变化、不同路段的情况进行不同程度的监管；此外，路径规划中电子地图的使用为各种市民和公民进出入不同的城市提供便捷的服务，可以在现有的地址、地址范围和地理位置以及道路的交叉口等进行准确的定位，帮助人们在不熟悉路径以及路况的情况下正确的选择道路。
3.1起终点问题
在实际的生活过程中，电子地图上的起终点并不能代表实际路线中的出发点和结束点。在我们的日常生活中较为常见的是起点和终点都位于某一个路段的中间部分，在此时，必须将路段的出发点作为起点，目的地作为终点，在电子地图中输入该城市的行政规划图，通过电子地图对该路径数据的处理和分析，得出最佳路径区划图。
3.2最优路径模型的确立
电子地图在路径规划中的应用中所要解决的最优路径问题并不仅仅指最短的路途。它还包括利用电子地图在最短时间和最小花费内寻找到最合适的通向目的地的路径或者在电子地图的帮助下，将这几个问题全部综合在一起，最后使问题得到解决。同时在电子地图对路径的道路级别、人流量的大小以及转弯限制等做出详细的判断之后，确定最佳的路径模式。此时可将启发式模型中的g（x）进行一定程度的修改：g（x）=∑aijLij+∑bmnTmn。在该式中，Lij表示的是i和j之间的路径长度；其中aij表示的是相应的权值，这个参数与道路的级别和流量有关；Tmn表示的是从路段m到路段n之间所需要的花费（如时间等）；与之相应的bmn代表的是穿越的权值。若在该路段处禁止转弯则可将其设置为常数，g（x）则表示从起点到所要到达的地点之间的花费。在电子地图启用最佳模型的情况下，进行路径的选择。
3.3确立加权模型
电子地图的工作过程中如何利用启发式算法进行信息的启发也是关键工作之一，加权函数的常用表达形式是f（x）=λ1g（x）+λ2h（x），λ1+λ2=1 λ1>0，λ2>0。在该式中主要的调节系数是λ1和λ2。在λ1>λ2表示搜索过程准备好；在λ2>λ1时表示启发开始，搜索将沿着最佳路线进行搜索，这时搜索的速度较快，有利于降低完备性。在确定加权模型的情况下，电子地图可就本车中的车载以及前面的路线情况进行分析，最后计算出加权函数，得出行车的最佳路线，最终可帮助人们很快的实现快速到达的目的。
关键词：电子地图；分布式技术；Multi-Agent 技术
中图分类号：TP338.8文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 电子地图的概述
1.1 电子地图的定义
电子地图，在测绘学上定义为“利用数字地图经可视化处理的屏幕地图”；从地理
学角度来说，电子地图是“具有地图的符号化数据特征，并能实现计算机屏幕快速显示，
可供人们阅读的有序数据集合”。
1.2 电子地图的种类和特点
电子地图的种类有地形图，栅格地形图，遥感影像图，高程模型图，各种专题图等。
电子地图具有快速存取显示，实现动画，将地图要素分层显示，利用虚拟现实技术将地
图立体化、动态化，利用数据传输技术可以传输至其他地方，实现地图上的长度、角度、
面积等自动化测量等特点。
1.3 电子地图的用途
第一，用来查找各种场所、各种位置。第二，通过地图查找一些出行的路线。例如
坐公交怎么坐，开车怎么走，选择什么路线等等。第三，了解其他信息。在地图上除了
可以看到地理位置外，还可以知道如电话、联系人，以及了解一家公司提供的产品和服
务等信息。第四，在地图上信息。对企业来说，电子地图也是一个可以广告的
宣传平台。
1.4 电子地图的优点
首先，电子地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接，
形成新的地图。
其次，可以对电子地图进行任意比例尺、任意范围的绘图输出。非常容易进行修改，
缩短成图时间。可以很方便地与卫星影像、航空照片等其他信息源结合，生成新的图种。
再次，可以利用数字地图记录的信息，派生新的数据。如地图上等高线表示地貌形
态，但非专业人员很难看懂，利用电子地图的等高线和高程点可以生成数字高程模型，
将地表起伏以数字形式表现出来，可以直观立体地表现地貌形态。这是普通地形图不可
能达到表现的效果。
2 分布式计算技术概述
分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解
决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些
计算结果综合起来得到最终的结果。分布式有利于任务在整个计算机系统上进行分配与
优化，克服了传统集中式系统会导致中心主机资源紧张与响应瓶颈的缺陷，解决了网络
GIS 中存在的数据异构、数据共享、运算复杂等问题，是地理信息系统技术的一大进步。
2.1 分布式计算比起其它算法具有以下几个优点：
2.1.1 稀有资源可以共享；
2.1.2 通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载；
2.1.3 可以把程序放在最适合运行它的计算机上；
其中，共享稀有资源和平衡负载是计算机分布式计算的核心思想之一。
实际上，网格计算就是分布式计算的一种。网格计算的实质就是组合与共享资源并确保系统安全。
2.2 分布式计算在 GIS 中的应用
传统的集中式 GIS 起码对两大类地理信息系统难以适用，需用分布式计算模型。第一类是大范围的专业地理信息系统、专题地理信息系统或区域地理信息系统。这些信息系统的时空数据来源、类型、结构多种多样，只有靠分布式才能实现数据资源共享和数据处理的分工合作。第二类是在一个范围内的综合信息管理系统。城市地理信息系统就是这种系统中一个很有代表性的例子。世界各国管理工作城市市政管理占很大比例，城市信息的分布特性及城市信息管理部门在地域上的分散性决定了多层次、多成份、多内容的城市信息必须采用分布式的处理模式。 分布式 GIS 与当今主导地理信息系统发展方向的技术的紧密联系使分布式 GIS 相应的成为地理信息系统的主要发展趋势。
3 Multi-Agent 技术在分布式电子地图中的应用
3.1 分布式电子地图的层次化体系结构
研究以分布式电子地图的层次化结构为基础。分布式电子地图的层次化结构分为客户层、分布式电子地图服务中心层和资源层。客户层是人机界面，完成提交客户申请和显示空间信息等交互操作。分布式电子地图服务中心层是整个分布式电子地图的枢纽，负责整个系统的调度和管理，保持系统平稳高效的运行，维护各个节点的协作，并提供各种专用服务。资源层提供各类资源服务，包括计算、知识、数据等。
3.2 Multi-Agent 的组成与功能
结合分布式电子地图层次化结构和 Multi-Agent 技术，设计如下的 Multi-Agent 系统，如图所示。
①客户 Agent。它为应用提供了一组访问接口，应用通过脚本语言向调度 Agent 出任务，其内部有脚本语言解释器，解释执行一段描述用户任务的脚本语句，并利用统一的通信机制将用户任务分解成子任务交给调度 Agent，并将返回的结果经计算最终输出给用户。
②调度 Agent。管理整个系统内的各 Agent 的正确运行，并对系统进行分布控制，它主要功能是担负全局调度管理和协调功能。它根据内部数据资源和所接收的消息，进行空间推理，确定采取哪些功能 Agent 完成任务，最后或者返回处理后的数据，或者调度相应的数据和功能单元给客户 Agent。
③功能 Agent。主要包括注册服务 Agent、目录服务 Agent、逻辑任务服务 Agent 和元数据服务 Agent，能提供完成自身任务所需具备的各种功能模块以及其他功能构件，在调度 Agent 的统一调度下完成工作。
④资源管理 Agent。提供各类资源服务，根据调度 Agent 的调度完成各类资源管理。各 Agent 在相应的层中工作，它们之间的通讯通过消息机制来实现，采用点对点组广播两种方式。消息分为：请求、应答、通知 3 类，并可以转换为 Agent 通讯语言的相关原语。
3.3 Multi-Agent 在分布式电子地图中的应用
客户层用客户 Agent 作为客户的，客户 Agent 接受客户请求，查询自己的知识库，如果本地能实现客户的任务，就直接调度本地资源模块实现客户的请求，以减少网络负荷，提高性能。否则，向分布式电子地图服务中心层提出请求，通过分布式电子地图服务中心的服务和调度机制，将资源层的数据和功能单元漂移到客户端，客户层最终接受服务中心层调度来的资源返回给客户。
分布式电子地图服务中心层提供系统的各种专业服务，包括注册服务、身份验证服务、名字服务、目录服务和检索服务等，这些服务功能也以 Agent 的形式实现，当分布式电子地图服务中心层接受客户 Agent 请求后，就向相应的任务逻辑 Agent 提出请求，任务逻辑 Agent 查询单元数据库，再按一定的任务逻辑序列调度相应的资源层模块来执行。服务中心层最后或者返回处理后的数据，或者调度相应的数据和功能单元到客户层。资源层的所有资源必须在服务中心层注册，以便被服务中心层调度，所有资源由相应的资源管理 Agent 监管，当收到请求时，由资源管理 Agent 将资源打包以 Agent 的形式送出。
4 结语
通过上述的分析可见，将 Multi-Agent 技术应用于分布式电子地图中，为电子地图的建设和实现提供了一种更为简单高效的解决方案，它能够有效地解决分布式电子地图中急需处理的关键性问题，使支持地理信息和地理应用的互操作、地理空间信息的智能搜索、地理信息系统应用领域之间的协同工作、资源的有效管理、控制地理信息系统数据的网络传输等得以实现。随着 Agent 技术的进一步发展，Multi-Agent 技术会在分布式电子地图领域中得到更广泛的应用。
参考文献
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[3] 杜清运,邬国锋,等. 多媒体电子地图集中超媒体结构的语言学机制 [期刊论文]-武汉测绘科技大学学报,2000（01）
[论文摘要]gps车载导航设备作为一种全新概念的汽车电子用品，可以在地理信息服务、城市导航、自驾远游等方面为车主提供诸多便利。在欧美、日本等国，gps车载导航仪已经成为大众的一个生活辅助工具，甚至是必需品。通过对日常生活的客观状况的了解，提出自己粗略的见解。
目前，随着私家车保有量的大幅提升，参与国内gps市场角逐的企业也如雨后春笋，gps车载导航仪产品不再是少数专业人士及探险家手里的“发烧”级装备。选购此类高科技产品时，消费者往往处于“一知半解”的状态，容易产生困惑和迷茫。
一、gps地图卫星定位系统技术内容简介
（一）gps技术系统简介
gps（global positioning system），一般译为“全球卫星定位系统”，是美国国防部安排部署的，其首要的任务是为美军及其盟军提供全球范围内不间断的定位、导航等数据。gps系统包括gps卫星、gps监控站，以及用户接收设备和gps应用软件等部分。gps系统目前共有24颗卫星分布在6条固定的轨道上，绕地球运行。轨道距地面约20400km，每颗星以12h为周期，连续向地面发送关于时间和自身位置的精确信息。
由于地球上任一点到卫星的距离不等，且都有一组相对应的比较确定的数据，因此在实际应用中在用手持接收器于测式点接收到这一组数据信号时，即可用这组数据到达的时间差来计算该点相对卫星的距离，并以此来确定该点的相对位置，从而达到定位的目的。根据计算公式，定位有二维和三维之分，二维定位至少需要接收三颗卫星的星历；而三维定位至少要接收四颗卫星的星历。
（二）其他卫星定位系统
gps地图导航卫星系统除美国的gps卫星系统外，能与其比拟的就是俄国的glonass卫星系统，也是24颗卫星组成的系统，由于经费困难，缺乏维护和补充，目前可能有19颗可用，随着俄国经济的复苏和军事上的需要，将会得到完善和健全。glonass系统是开放性，有利于使用，许多gps生产厂商，为了提高gps接收机使用性能和精度，都积极地研究gps与glonass结合双系统应用软件，充分地利用glonass系统，已初见成效。如美国javad公司gps接收机，利用超级集成技术，在芯片中集成40个通用信道，把gps与glonass的差异无端地缩小了，结合起来使用，使观测卫星增多。
欧洲的gnss系统：欧洲的策略是尽可能地利用gps的星基或空基导航取代陆基导航，以达到最大的成本效益比。但也坚信不能依靠由他国军方控制的卫星系统来实现本国的导航，所以，正在积极建立自己卫星导航系统gnss，它的目标是分二步走，首先发展一个民间gnss－1，其主要内容是对现有gps和glonass的星基进行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提供服务，即egnos计划，已于95年启动，99年实现初始运行能力，2002年实现全运行能力。第二个目标建成gnss－2，从区域性渐进地扩展成全球系统。日本也正在积极筹划建立日本的多功能卫星增强系统（msas）。在我国gps的开发研究与应用不断在深化和广化。特别是建立了全国永久性gps跟踪网和相应的通讯网络和数据处理设施，并发展成为我国gps的综合性服务体系，为国民经济建设、国防建设和社会进步提供了服务。gps接收机制造与生产也从无到有，工艺水平也不断在提高，价格大大地低于进口的同类产品。在不久的将来我国也将有自己制造和发射的卫星导航定位系统。
二、车载导航gps地图的应用原理及其应用模式
（一）车载导航gps地图的应用原理
利用gis中的电子地图和gps接收机的实时定位技术，组成gps+gis的各种电子导航系统。
（二）车载导航电子地图的应用模式
车载导航电子地图的应用模式主要有如下二种：一是gps单机定位＋矢量电子地图。该系统可根据目标位置（工作时输入）和车船现位置（由gps测定）自动计算和显示最佳路径，引导司机最快地到达目的地，并可用多媒体方式向驾驶员提示。制作矢量地图数据库需要花费较大成本。二是gps差分定位＋矢量电子地图。该系统通过固定站与移动车船之间的两台gps伪距差分技术，可使定位精度达到1～3m，当采用双向通讯方式时，则可构成车船的自动导航系统，又可将移动车船上的gps定位结果准确实时地传送到控制中心，并在电子地图上显示出来，构成交通网络监控指挥系统。为了防止在楼群遮挡时收不到足够的gps卫星信号，在车上除装有gps接收机以外，还装有低价格的压电振荡陀螺。利用卡尔曼滤波算法同时处理gps、里程计和陀螺仪的数据来进行运载体的实时定位。
三、gps定位过程简介
gps结合电子地图能够实现城市交通管理、车辆调度管理，公安、银行车辆，港口、河流船舶的自动导引与监控，具有巨大的应用潜力。根据地形图制作而成的矢量电子地图，gps坐标还需经过坐标转换才能正确与之匹配。下面将从gps定位坐标系、wgs-84大地坐标、地图投影、平面坐标变换等几方面详细讨论坐标匹配问题。gps定位过程主要有如下几个步骤：
1. 确定用户的宇宙直角坐标系位置，即用户的x、y、z位置。
2. 宇宙直角坐标系至wgs-84大地坐标系的转换，既求出用户的wgs-84大地坐标位置λ、φ、h。
3. 坐标投影转换，即将球面坐标λ、φ、h转换成平面电子地图投影坐标，如高斯-克吕格投影坐标。
4. 二维平面相似性变换，即经过平移、旋转、缩放运算，达到其与gps地图的配准。上述四个过程全部都是由计算机用程序自动计算获得，具体算法这里介绍从略。
四、基于gps和电子地图的车辆自动导航系统的组成及功能
（一）基于gps和电子地图的车辆自动导航系统的组成
整个gps电子地图车辆动态引导系统构成如下图所示，它由主控计算机、液晶显示器、语音报警器、遥控器、组合导航处理器、gps传感器、速率陀螺仪、光驱等组成。主控计算机视用户需求不同，可以是通用计算机，也可以是专用处理器。
（二）基于gps和电子地图的车辆自动导航系统的功能
本系统可以实现车、船等运动载体的电子地图中的实时跟踪显示、最优路径选择及导引、显示导航信息、地图检索、语音提示告警、矢量图分层显示及缩放显示；可以满足城市车辆，港口、河流、海用船只的导引与监视，gps＋航迹推算组合导航功能即使在信号不正常的条件下也能正确引导。电子地图存储于光盘中，可存储大容量矢量电子地图。矢量电子地图生成点阵形式存放于主机内存中，可达到地图检索和车辆跟踪的平滑效果。车船行至地图边缘时，将自动从光盘中调入下一幅新的矢量图，实现自动切换。
【关键词】电子地图；边境执勤；应用
公安边防部队担负着繁重的执勤和处置突事件任务，掌握任务区域内的地形情况是每一个指挥员着重考虑的一个重要要因素，掌握好地形要素，指挥员就能指挥分队迅速到达指定位置，对目标进行控制，为遂行任务打下良好的基础。在网络十分发达，各种终端和APP十分普及的情况下，我们应打破传统的思维，创新执勤模式，最大限度的借用电子地图优势，完成上级交给的各项执勤执法任务。
一、电子地图与传统地图的优势比较
（一）资料搜索更容易获取
如果某一区域发生突发事件，需查找地形资料，如果有现成的地形图还则罢了，如果没有，还需到指定信息中心联系，找到某一区域合适的地形图也不是一件容易的事。而在互联网上，只要打开网页，任何区域的地形资料都会准确的显示在网上，只要采一般的方法下载就能为我所用，这是纸质地形图所不能比拟的。
（二）资料搜集更准确快捷
纸质地形图虽然直观、规范、一目了然，给人一个整体的视觉，是我们传统的研究地形的方式，也是指挥员必须掌握的一项技能。但纸质地形图成图时间长，地形信息滞后也是一个不争的事实。电子地图大都是各大公司新近获取的一些资料，偏远地区一般都是在两三年前收集的，重要和敏感地区都是十天半月前收集的资料，真实性要明显的好于纸质地图，而一些重要的交通要道，如高速公路、立交桥出入口，纸质地图的反映比较概括，而电子地图反映得则更加丰富，更能为指挥员的判断决策提供强有力的依据。
（三）资料读取更智能全面
纸质地图的各项资料和信息虽然很明显，大部分指挥员和战斗员都通过系统的学习，识别和判断应该不会存在太多的障碍，但这些识别和判断还需要一个过程，有的还需要反复检验，判断结果和实地的真实情况可能存在一定的差距，给指挥员的决策带来不确定性。而电子提供了多种地形信息，不同的比例尺，不同的显示模式，还有更加智能的路线选择方式，只要提供起点和终点，系统便自动的最优路线和可供选择的路线，方便可靠，全面快捷，这些优势都是传统纸质地图无法达到的，为指挥员定下决心起到十分重要的作用。
二、网上可供利用的电子地图及其功能
（一）百度地图和高德地图优势明显
百度地图和高德地图是两种传统的电子地图，更新快捷，内容十分丰富。
百度地图覆盖了全国400个城市、数千个区县，可以查询街道、居民区的地理位置，除普通的电子地图之外，还增加了三维功能。百度地图能提供了最合适的路线规划，不仅知道要找的地点在哪，还可以知道如何前往，百度地图还提供了完美的地图功能。
高德地图也是国内流行的免费地图导航系统，也是基于位置的生活服务功能较全面、信息较丰富的手机地图。地图数据覆盖中国大陆及香港澳门，遍及337个地级2857个县级以上行政区划单位；导航支持GPS。在影像地图方面，略比百度地图强，但仍存在偏远地区局部放大后信息空白的现象。
（二）便民查询地图和八九网地图特色鲜明
便民查询地图和八九网地图这两款地图是基于谷歌公司地图信息的基础上进行合成和汉化的地图，有常规地图模式、地形模式和卫星地图模式，提供的数据最新，地球全部覆盖无死角，界面按国家、省、市、县、乡镇布局，便于按级别查找，每个点位提供了详细的地理坐标，一些高山、海岛、居民区与中心城市无差别显示，它的卫星地图模式的清晰程度和是其它电子地图无法比拟的。
（三）E都市地图目标专一
E都市是在各地政府倡导建设 “数字城市”背景下，经过精心自主研发三维仿真城市地图，实现了对城市实体的坐标储存、定位、属性信息存取进行数学建模，就是以现实城市地理信息为基础，将城市划分为若干个区块，对城市的主要居民区、街道、商业区、商店等，依据直观仿真的要求将整座城市进行网络拓朴。该地图还把大量建筑物的信息进行了收集，给人以直观的景象。
三、电子地图可广泛的服务于边境执勤执法工作
（一）图上进行先期勘察，确定执勤目标及周围环境以及到达目标点的路线
在受领任务后，如在陌生的地域，紧急且不便于在现地勘察的情况下，如有可能，指挥员应尽量组织人员，通过各种渠道，网上勘察相关地形，确定执勤范围和打击封控目标，详细了解周围的环境以及可资利用的地形，重点了解各出入口以及对我行动造成障碍的环境，详细了解执勤的关键部位，先期考虑应对方法和策略。根据驻地和目标点的相关位置，查看可通行的道路，采用最佳方法进至目标地域。
（二）根据执勤目标和我方兵力装备情况，进行图上推演和网上协同
执勤范围和打击目标确定以后，指挥员应依据敌（案）情、上级的指示、本级的任务和各分队的具体情况，合理的进行图上推演和网上协同，具体指明开进的时间和路线，各分队占领位置和控制范围，指挥所的位置和指挥联络方法，分队与分队间结合部的保障以及发生各种突发事件的协同方法，指挥员初步定下决心，分队指挥员和战斗员明确相关任务，为完成各种勤务工作做好先期准备。
（三）下载网上地图，标绘勤务情况，形成各类要图，以便指挥部队和总Y战斗经验
导航电子地图时空数据模型的设计分为两部分，分别为传统导航数据部分和时空增量数据部分的模型设计。
1.1传统导航数据模型设计
传统导航数据模型设计参考目前在国内外已被广泛应用的地图标准：GDF（v3.0/4.0）和KIWI（v1.22），分别用于导航数据的交换格式和物理格式设计。
1）导航数据交换格式设计基于GDF（GeographicalDataFile）的导航数据交换格式采用ASCII码编码，以单个文件的形式存储，可用于通常方式压缩。每个GDF都被分为多个分区，分区包括信息单元和载体单元，信息单元包含载体单元中具体数据的信息，载体单元由Volume和Album组成，Volume是基本的数据组织单位，Album是Volume的集合。对于模型中的要素属性进行全面定义，例如对Road的定义中包括长度单位、道路材质、道路方向、建筑情况、自然障碍物、路面高度、平均时速、最高限速、最大承重等，同时定义各种要素间的关系。
2）导航数据物理格式设计
物理格式设计将导航数据的逻辑结构与其物理存储相联系，可以做到在不同Level层之间做快速的数据引用。参照KIWI格式，导航数据物理格式设计包含分块和分层2个方面。分块设计把用于显示的地图数据和用于导航的数据紧密结合起来，并将数据按照分块方式以四叉树的数据结构形式保存于物理介质中，不同用途的信息存储在不同的块中，从而使数据适合于实时高效应用的要求，其中很多信息以Bit为单位存储，并以Offset量提取其索引，加速数据的引用和压缩数据的量。分层设计采用不同尺度的图层结构来组织地图，针对不同的应用目的或不同级别的用户，可以使用或提供不同抽象层次的数据，例如，对于导航应用提供精度相对较高的立交桥数据，而对于一般应用只需把立交桥表示为若干道路结点就行了。与此同时，在采用了分层次的数据参考后，会使查询、路径分析、连通性分析等各种算法更加快速。
1.2时空数据增量模型设计
面向动态导航的导航电子地图数据除了具有基本的导航要素信息之外，还具有明显的生命周期，在生命周期内导航空间数据的属性、功能、空间关系（几何拓扑、逻辑拓扑、相邻关系）均可能变化，某种导航对象在属性、功能、关系上的变化还可能引起另一种数据的变化。导航线数据的时空变化过程，导航电子地图时空数据增量模型需要首先记录导航线数据在属性、功能、空间关系的变化过程，然后通过增量包的形式将这些变化信息完整地记录下来，以便快速地给客户。
2基于时空数据模型的增量更新流程设计
基于时空数据增量更新模型，可以将导航变化信息发现、导航变化信息分析处理、导航变化信息外业采集、导航数据产品制作和导航电子地图应用首尾相连，构成导航电子地图数据增量更新闭环服务模式。要将导航数据生产和导航数据应用服务构成导航电子地图数据增量更新的闭环服务体系，其关键就在于将导航数据服务的一部分用户作为导航要素变化的发现者和信息提供者，导航数据的一部分用户通过Web地图标记、用户反馈等方式提供了导航变化数据，这部分数据可以作为导航数据生产单位进行导航数据生产的数据源或作为数据采集指引。在最为核心的数据更新环节，本文设计了如下的更新流程：
1）原始数据以非增量模式入库，如果该数据已经是完整的，直接导出bin或Mid/Mif文件作为初始文件包；
2）以增量的模式编辑数据，涉及到以下3种操作：增加（A）：在相应的表中插入新记录（图形、属性），并将Status字段设为A；修改（M）：在写入新值时判断Status字段的值，如果为A或M，不修改；如果为null，将Status设为M；删除（D）：删除相应的记录。如果编辑状态不为A，则在D表中记录删除字段的ID、删除时间、类型、操作员；否则直接删除记录。关系的修改以上3种形式进行操作。若需要导出块，则在发生以上3个动作时将相应的SECHREC_*表的Status字段修改为1。
3）数据检查在检查数据遇到增、删、改时依据步骤2）进行处理。
3导航空间关系维护关键工艺设计
导航数据中任何一种信息的变化（属性、功能、空间关系）均可能引起空间关系的变化，导航控件关系维护的目的是在导航数据维护过程中实时维护其几何拓扑关系和逻辑拓扑关系。以导航线要素为例，目前导航电子地图中导航线拓扑关系采用的方法有全局拓扑构建和局部拓扑构建2种方法。本文采用局部拓扑构建法，即在编辑导航线的同时维护导航线与结点的拓扑关系，并用上一结的总路线维护导航线与结点的时空关系。如图3所示，以新增导航线为例（方向看板、交通规制等要素的维护过程类似）说明其维护过程，在添加导航线之后，通过空间关系，自动编号，实现结点之间关系的拓扑维护。算法实现如下：
1）预加载格网的所有拓扑信息。建立显性拓扑关系，通过指针实现结点指向弧段，弧段指向结点。
2）插入弧段坐标，生成要素，给要素分配新的ID号。查找弧段起点的坐标，如果找到，修改连接关系，如果找不到，生成一个新结点，查找终点的坐标，原理同起结点。
3）插入信息到数据库表里边。先插入弧段，如果是修改，找到弧段的要素表编号，通过要素表编号直接插入关系。“ID”“STARTNODE"和"ENDNODE”，再插入结点，填充“ID”“SNLinks”和“SNLinkNum”。在图4所示的例子中，路段1001是新增路段，结点3是新增结点，结点1原来只连接路段1000一条路段，编辑后连接路段1000和路段1001两条路段。另外，在编辑导航线时除了动态维护拓扑关系外，行政区、几何特征属性也自动维护，与POI的维护以半自动的方式维护。
4导航电子地图增量更新技术的实现
以前述的时空数据增量更新模型和技术研究为基础，将理论研究的成果应用于导航电子地图增量更新平台系统的设计与实现，首先分析了系统需求及其对数据模型的要求，然后基于业务需求进行系统总体结构的设计，接下来进行导航时空数据增量模型中每一个要素的设计与建库，并根据增量模型的要求实现了增量更新生产流程和局部拓扑关系的重构。该系统的实现进一步验证了理论的实用性。目前基于时空数据模型的导航电子地图增量更新技术已在多个产品中应用，效果良好。
5结束语
