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 создания карт, но по сути по-прежнему является частью традиционной картографии. [3] [4] Основной функцией этой технологии является создание карт , включая создание точных изображений конкретной области, например, детальное описание основных дорожных артерий и других точек, представляющих интерес для навигации, а также создание тематических карт . Компьютерная картография является одной из основных функций географических информационных систем (ГИС), однако ГИС не требуется для облегчения компьютерной картографии и выполняет 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 обеспечить автоматическое создание карт в реальном времени для таких задач, как автомобильные навигационные системы .
В 1959 году Уолдо Тоблер опубликовал статью под названием «Автоматизация и картография», в которой описал первый вариант использования компьютеров в качестве вспомогательного средства в картографии. [7] В этой статье Тоблер создал то, что он назвал системой «карта на входе – карта на выходе» (MIMO), которая способствовала оцифровке традиционных карт, их изменению и воспроизведению. [7] [8] Система MIMO, хотя и была простой, позволила использовать компьютеры для создания карт в литературе и заложила основу для более совершенных географических информационных систем в последующие годы такими географами, как Роджер Томлинсон . [8] Последовавшее за этим быстрое ускорение привело к быстрой смене парадигмы в картографии, когда традиционная картография была заменена компьютерной картографией. Это было предсказано в 1985 году, когда Марк Монмонье в своей книге «Технологический переход в картографии» предположил , что компьютерная картография, поддерживаемая ГИС, в значительной степени заменит традиционную картографию с ручкой и бумагой. [4] Считается, что рубеж создания и распространения большего количества карт с помощью компьютеров был достигнут где-то в середине 1990-х годов. [9]
Ранние цифровые карты имели те же основные функции, что и бумажные карты, то есть обеспечивали «виртуальное представление» дорог, обычно очерченных местностью, окружающей окружающую территорию. Однако по мере того, как цифровые карты росли с развитием технологии GPS в последнее десятилетие, были добавлены обновления трафика в реальном времени, [10] достопримечательности и места обслуживания, чтобы сделать цифровые карты более «сознательными для пользователей». [11] Традиционные «виртуальные представления» теперь являются лишь частью цифрового картографирования. Во многих случаях пользователи могут выбирать между виртуальными картами, видами со спутника (виды с воздуха) и гибридными видами (комбинация виртуальной карты и видов с воздуха). Благодаря возможности обновлять и расширять цифровые картографические устройства можно добавлять на карты вновь построенные дороги и места. [ нужна ссылка ] Трехмерные карты ландшафтов могут быть созданы с помощью 3D-сканеров или программного обеспечения для 3D-реконструкции . [12]
Цифровые карты в значительной степени основаны на огромном объеме данных, собранных с течением времени. Большая часть информации, содержащейся в цифровых картах, представляет собой результат спутниковых снимков , а также информации с улиц. Карты должны часто обновляться, чтобы предоставить пользователям наиболее точное отображение местоположения. Несмотря на то, что существует широкий спектр компаний, специализирующихся на цифровом картографировании, основная предпосылка заключается в том, что цифровые карты будут точно отображать дороги так, как они на самом деле кажутся, и дают «живые впечатления». [13]
Собственные и непатентованные компьютерные программы и приложения предоставляют изображения и данные карт улиц для большей части мира.
Развитие мобильных компьютеров ( КПК , планшетных ПК , ноутбуков и т. д.) в последнее время (примерно с 2000 года) стимулировало использование цифрового картографирования в естественных и прикладных науках . По состоянию на 2009 год [обновлять]области науки, в которых используются технологии цифрового картографирования, включают геологию (см. Цифровое геологическое картографирование ), инженерное дело , архитектуру , геодезию , горнодобывающую промышленность , лесное хозяйство , экологию и археологию .
Основным применением, благодаря которому цифровое картографирование выросло за последнее десятилетие, стало его соединение с технологией глобальной системы позиционирования (GPS). [14] GPS является основой цифровых картографических навигационных систем.
Координаты и положение, а также атомное время , полученные наземным приемником GPS от спутников GPS , вращающихся вокруг Земли, взаимодействуют друг с другом, чтобы обеспечить программирование цифрового картографирования с точками происхождения 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 добраться до пункта назначения.