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