文章转自中研院地图印象栏目
*本文最早刊于「国立中央图书馆馆讯」第十三卷第一&二期(1991年5月出版),作者注孙福生(当时的第四O一厂厂长);再次补正后再刊于2014年6月《第四O一厂厂史纪念专辑》。今再更新。
一、前 言
地图是用特定的图形符号与地名注记表达地理事物的一种有效工具。它既能直观地展现整个地球表面(世界地图),也能根据需求表示地表的任何一个局部(区域地图);既能表示一般的地理事物(普通地图),也能表达某种特定现象(主题地图)。几乎凡是具有空间分布差异的地理事物,无论是具体的或是抽象的,真实的或是推测的,静态的或是动态的,都可以用地图来表现。
地图在我们的生活、工作中,扮演极重要的角色,平时读书阅报时,遇到不熟识的地名,就会查阅地图;外出旅行想选择一条适当的路线,也必须使用地图;办公室、公共场所也常常挂着地图供人们查阅;地理工作者在教学和研究中也需要借助地图来了解区域情况,在野外考察中更要用地图记载各种调查数据,最后还要用它来表示研究成果。工程设计、行政管理都要利用地图作为规划的依据,而在战争中,更充分发挥地图的功能。
地图包括极丰富的科学内容,寓意深刻;地图制作是一种科学与艺术的综合,是聚集科学性记录和艺术性工作的成果展现。仅将地图制作的方法,介绍给大家认识,同时对地图如何收藏管理提出浅见,期望大众对地图能更加了解,并善用它。
二、地图之制作方式
地图的种类很多,成图的方法不尽相同,最基本的方式是实测成图法,主要用于大比例尺地形图。其步骤是首先进行大地测量,建立整体的平面控制网和高程控制网;其次是以控制点为基础进一步扩展出区域的测图控制网,作为测量地形、地物的根据;再将控制点展绘于图版上,即可进行地形测量,测绘出地物、地形点的方位、距离和高程,并按规定的图式绘出图形,得到实测图形。大范围的地形测量则采用航空摄影测量方法,即利用飞机在空中拍摄地面的像片,然后按照地面上布设的控制点坐标与测绘,利用解析立体航测仪将控制点加密,再应用立体测图仪在室内进行像片纠正,并经实地调绘,编绘成图。绘制中、小比例尺普通地图和主题地图,则是利用实测的地形图作为原始数据,经编绘方式制成地图。其流程如图1所示,归纳说明如后:
图1 传统制图之流程
(一)编图准备:主要指编图数据的分析萃取、比例尺的决定、地图投影的选择、图面设计等工作。
(二)地图编纂:系指将地图数据予以简括化与符号化。编纂作业项目有:1.图隅点及控制点平面坐标成果计算;2.标稿,即将所选取之较大比例尺图,予以简化内容的过程;3.稿图的编贴,即将标稿缩摄成所要制作图之等比例尺大小后,编贴于已展绘图隅点和控制点的编稿版上;4.覆盖图制作,系分类制作交通、水系、地类、地名等覆盖图,以供后续的分色雕绘时之参考;5.地名抄排打字。
(三)稿图绘制:即雕绘阴像原稿,通常将编稿版,利用感光乳液先晒印到雕刻片上,然后在灯光桌上雕绘,成品类似照相负片,可直接制版印刷。雕绘时采分色雕绘,计有等高线版(棕版)、水系版(蓝色)、人文地物版(黑色)、公路版(红色)等;最后再剪贴注记,完成地名版。
(四)地图制印:包括有摄影、整版、制版及印刷等步骤。
地图的产生方式,不仅仅局限于传统制图(又称视觉制图,Visal Mapping)而已,在今日信息时代代中,已逐渐迈向计算机辅助制图(Computer Aided Mapping, CAM),或称数值制图(Digital Mapping),新而完整的地图制作之概念模式,如图2所示。
图2 地图制作新义之概念模式
CAM的基本概念,就是手工绘图过程的计算机仿真,即按照传统的地图表示方法和各种图式符号,利用计算机及绘图机来执行地图的绘制。两者之比较可参考图3。
图3 传统制图和计算机辅助制图之比较
CAM之核心在于地图之数值化,所谓数值化是以计算机硬件能识别及处理的代码和数字,用最压缩的信息量以记录地图上地物的位置及其属性。基本的执行程序如图4。
图4 计算机辅助制图之流程
(一)编纂准备:它的主要工作有搜集、分析、评估及确定编图资料,根据编图要求选定地图投影、比例尺、地图内容的表示方法及图面设计等。
(二)数值化阶段:根据数值化要求,对地图数据加以处理。设计编码系统,把地图数据用数化仪或扫描仪转换成数值数据,经检查和编辑,最后制成编图数据库。
(三)编辑阶段:根据制图设计程序,对编图数据进行编辑,制成绘图数据库,或供存用之地图数据库。
(四)地图绘制:把绘图数据利用绘图机制成地图。
七十年代以后,遥感探测技术迅速发展,能快速、大量的获得地面图像数据,扩大了编图的数据源,促进了地图内容的快速更新。利用卫星影像更新地图或制作中、小比例尺的影像,特别是陆地卫星(LANDSAT)4、5号主题制图(TM)的图像,法国地球观测实验卫星(SPOT)的图像,分辨率高,比例尺大,用于修测和编制地图会有更好的效果,若能以其配合发展计算机辅助制图,可为地图成图方法的更新,创造有利的条件。
三、地图之收藏管理
目前国外一般大型公共图书馆或大学图书馆均有设置收藏地图的部门,即舆图组(室)或地图收藏室(馆),收藏的地图数量均非常可观。据1986年出版的「世界地图收藏部门名录」上统计,美国国会图书馆地理地图部(世界上最大,收藏量占第一位)共有3,622,923幅印刷地图、4,000幅手绘地图、41,963册地图集,8,000部参考书及地名录、300个地球仪、2,450个模型及50张挂图。地图收藏部门面对种类繁多的地图如何整理、保存是一件很重要的课题。
地图的收藏,首先面临的问题是种类繁多的地图如何归类?地图分类方法众说纷纭,法说不一,就看依何种指标来分类,例如可按地图内容分类,分为普通地图和主题地图。按比例尺,可分为大、中及小比例尺地图。按制图区域,若以行政区域为标准,可分为世界图、分国图、分省图、县市图、乡镇图等等;若以地理单元划分,可分为全球图、分洲图、分国图等等依次划分。按地图用途,可分为二大类,即国民经济与管理地图和教育科学与文化地图。按地图分幅,可分为单幅图、多幅图、系列图(即一组同一比例尺不同主题内容的地图,或一组不同比例尺同一主题内容的地图)。按表达型式,可分为线画地图、数化地图、影像地图、立体地图、触感地图(Tactile Map)、缩影地图等。按印刷色数可分为单色地图与多色地图。按地图的载体,可分为纸质地图、丝绸地图、塑料地图、石刻地图、木板地图等。按出版年代还可分为古地图、今地图等。
总之,地图科学分类要符合下列要求:(一)应保证能研究和确定各类地图的性质及规律;(二)应有助于地图生产的合理组织和安排;(三)应便于地图编目及其在图库中的系统存放,并便于对地图数据的处理和检索;(四)便于地图数据和服务的自动化;(五)便于再出现地图新产品和新类型时,进行分类扩展;(六)分类应满足一系列逻辑要求。
其次,地图收藏品都应编目,建立目录卡片或采计算机编目,用户可以在阅览室内的终端机上进行检索。地图登录的基本数据应包括有:(一)目录编号、图名;(二)图幅大小、幅数、语文种类;(三)绘制时间、地点、比例尺;(四)绘制者、出版机构;(五)印制方式,如木板印制、平版印制、铜版印制或彩色印刷等。此外,对馆藏应编辑出版各种地图学书目和地图目录,以提供灵通的讯息。同时也可复制出版馆藏地图珍品,以供地图爱好者研究之用,并为其他图书馆充实馆藏。
地图保存维护之良窳,关系到其流传与使用之长短,像各类现存古地图更应采取适当的防护,若有破损之古地图应加以修缮后裱于厚纸上,以利收藏。现今地图以科学性的保存,可建立所谓的「地图数据库」,即将各单幅地图资料予以数值向量化处理,储存于磁带或磁盘中,可依需求再组合套迭成一张地图。地图数据库除了可简化地图繁琐的修编、雕绘作业之时程外,就地图收藏而言,较传统地图更便利于保存与管理。
四、结 论
早期人类绘制地图是为了表示和了解生活区域内的空间关系,随着社会的发展,地图的重要性日趋显著;如今,它不仅是区域性科学调查研究成果的一种表达形式,而且是许多部门和学科用于分析研究、综合评价、分析预报及规划设计的重要数据。当今的信息社会中,人们对地图所具有的学术性、文化性、资料性与情报性应有新的理解。除了加强地图教育的推广之外,建立地图收藏室,以承担地图数据的收集、整理、保管、阅览及相关情况的调查研究和业务咨询等服务性工作。盼国人对于地图之科学性、技术性、艺术性的特质能有所体认,重视地图,运用地图,使我们的科学知识能加速迈向更实际与蓬勃之路。