地图学是研究有关地图的理论体系和技术系统及其应用的学科，其研究对象是地球表层各种自然与社会现象的结构与特性的空间信息，集中表达了人类对地理环境的科学认识，展示了自然与社会现象的空间分布、内在联系及其时间变化等，也成为区域创新与科技地理研究的新工具。现代地图学的发展，表现出了新的特点和趋势。

地图学的发展历史

地图起源于人类对地理环境的记述，并随着人类生产、生活范围的扩大和实际需要而不断变化，随着人类对空间信息的认识、加工、利用水平的提高以及科学技术的整体进步与创新而不断发展。最早的地图制作材料是陶片、纸草，铜版、石块、兽皮等。在西方影响达一千年之久的地图是公元二世纪托勒密编著的《地理学指南》，附有27幅世界地图。在中国影响了近千年的地图是公元三世纪裴秀编制的《禹贡地域图》和《地形方丈图》，其提出的"制图六体"，形成了东方独特的地图技术途径。

1405～1433年中国的《郑和航海图》在世界上开创了使用航海图的先河。随后，航海图由于葡萄牙、西班牙、荷兰和英国等航海探险和海上霸权的争夺而迅速发展。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，被誉为16世纪欧洲地图学的里程碑。

郑和航海图

17世纪以后，欧洲各国经历了工业革命，社会经济有了较大发展。为了探寻海上通商航路、扩大殖民地，满足开发工矿资源和土地资源，以及军事战争需要，各国都很重视大规模地形图测绘。1791年，英国成立陆军测量局。之后，西欧各国相继建立研究编制地图的国家机构，形成大规模的专业队伍和规范化的技术体系，并陆续完成了本土大比例尺地形图的测绘。

1909年，国际地理大会对地图分幅、地形表示、城镇分级、地名拼音等做出了统一规定。以后又对分层设色、公制单位等标准作了修订，并拟定了独特的地图投影和全球的统一分幅编号，对地图的国际化和标准化产生了深远影响，推动地图进入工业化大生产和社会商品化阶段。并且随着自然科学的分化和内陆探险的深入，专题地图的新领域不断得到开拓。如19世纪末德国再版的自然地图集，包括了地质、海洋、气象、地磁、植物、动物以及人种的分布图。中国的杨守敬费时15年，在前人基础上编制了《历史与地图》，集中反映了中国历史地理学的丰富遗产，解决了许多有关水道变迁、州郡迁移的争论。

20世纪的地图学，开始向综合制图方向发展。地图的内容强调反映自然综合体和社会经济环境的相互作用，着重反映人地关系和环境生态效应。航空摄影、卫星遥感及计算机制图的问世，使综合制图得到强有力的技术保障，地图学发生了历史性变革。1932年第一次运用航空摄影制图，从根本上改变了近300年形成的地形图测绘生产过程，为系列地图编制提供了统一的信息源，并反映了各种自然和人文地理要素在同一空间内的分布和相互联系。陆地卫星、气象卫星和海洋卫星作为新型的地图信息源，具有快速、准同步和大面积覆盖的显著特点，更提供了空前巨大的信息量，使地图学呈现新的发展。70年代，计算机技术的发展，使地图学进入信息时代。计算机辅助制图的迅速发展，实现了地图编辑的自动化、数字化，地图开始出现数字信息的新形式。地图概括理论和定量化研究，也从本质上解决了地图容量和清晰度问题。

而在地形图数据库基础上，欧美和日本等国又进一步发展了具备多维信息复合功能地理信息系统，包括了社会经济统计、地面观测站网记录、地球物理场数据、多时相的遥感数据，以及多种专业的数学分析模型或地图专家系统，并具有进行数学模拟试验和预测预报的功能。地图已不仅是描述和表达地理现象分布规律的信息载体，还是进行区域性、综合性研究和分析的智能工具。

现代地图学的发展特点

进入21世纪以来，现代地图学呈现出蓬勃发展的良好态势。与以三角测量为基础的近代地图学相比，现代地图学的理论体系、技术手段、产品模式和服务领域均发生了重大变化。

1、现代地图学的理论体系发生了深刻变化

20世纪50年代以来，信息论、控制论、系统论以及电子计算机和网络通信技术的发展和广泛应用，极大地促进了现代地图学理论体系的形成与发展。其突出表现为：地图学不再是以设计、制作和出版地图为目标的封闭系统，而是形成了以信息论、系统论、传输论等横断科学为基础的跨学科的开放体系。能够根据国民经济建设、国防建设和社会发展的客观需要，设计和制作各种地图或地图集，建立各种地图数据库和地理信息系统，发挥了地图学在环境模拟、信息载负、信息传输、空间认知和空间辅助决策等方面的作用，成为国民经济和社会信息化中不可缺少的决策依据和手段。

2、现代地图学拓展了新的发展空间

现代地图学以地理信息传输为中心，以研究地图的本质、地图的设计和制作技术以及使用方法为基本任务。其中，地理信息系统是地图、机助地图制图系统和地图数据库的发展和延伸，是地图学发展的新阶段。地图学与地理信息系统的融合，充实了地图学的理论体系，丰富了地图学的研究内容，也拓宽了地图学的应用范围，赋予了现代地图学新的发展空间。现代地图学已经不是一般的应用科学，而是可以作为表现事物空间分布的科学了。而数字制图系统的应用，以及将人工智能、专家系统的概念和技术用于地图设计过程，也使计算机系统具有模拟地图制作者的思维和推理能力。

3、高新技术极大地促进了现代地图学的发展

20世纪80年代以来，与现代地图学紧密相关的高新技术呈现出蓬勃发展的态势，为现代地图学的发展提供了有效的技术支撑。突出表现：一是计算机硬软件环境的不断完善和数据库技术的发展，为模拟制图技术体系向数字化制图技术体系转化提供了可能。二是多媒体技术的发展为地图内容的表达和应用提供了多样化的技术手段。三是可视化技术和虚拟现实技术的发展，为地理空间数据的虚拟仿真、虚拟设计和数字战场环境建设提供了技术支撑。四是网络技术的发展，开辟了地图学和地理信息系统新的服务模式和运行机制，促进了地理空间信息的数据共享和服务。五是地理信息系统技术与办公自动化、管理信息系统及决策支持系统技术的融合，拓宽了地图学和地理信息系统的应用范围和层次。六是数据库和空间数据挖掘技术的研究和应用，提高了地理空间数据的实用价值。七是遥感图像处理技术的进步为地图学和地理信息系统提供了多尺度、多类型和多时态的数据源。

高新技术的发展极大地促进了现代地理学的发展。图为利用Google Earth 软件查找到的故宫俯视图。

现代地图学发展趋势

地图学发展的原动力是国民经济建设、国防建设和社会发展对地图产品的需求。现代地图学的发展，已不仅仅是地形测绘，而进入对各种自然和社会现象的考察制图。人类的活动已不局限于陆地，逐渐向海洋和空中发展。随着航空摄影、卫星遥感、电子计算机等新技术的相继拓展，地图学的理论、工艺手段都将发生巨大变化。

制图领域迅速扩展，地图品种明显增加，并呈现出多层次、多时态、多方位、多品种的态势。所谓多层次，是指制图对象并不局限于地球表面和近地空间，而已延伸至海底及宇宙空间。所谓多时态，是指地图作为空间信息的载体和传输工具，不仅要反映客观实体的现状，还要揭示其历史演变过程，进而预示客观实体的未来发展。所谓多方位，是指制图对象已覆盖国民经济建设、国防建设和社会发展的许多领域，如环境制图、灾害制图、人口制图等。所谓多品种，是指不仅可以向用户提供纸质模拟地图，还可以提供数字地图(电子地图、多媒体地图)等多种形式。

地学图谱——现代地图学理论前沿。地学信息图谱是陈述彭院士等提出的新概念与新方法，是地图学更高层次的表现形式与分析研究手段，由地图和地学图谱进一步发展而成。“图”主要是指空间信息图形表现形式的地图，还包括图像、图解等其他图形表现形式；“谱”是众多同类事物或现象的系统排列，是按事物特征或时间序列所建立的体系。地学信息图谱集成了遥感、地图数据库、地理信息系统与数字地球的大量数字信息，经过图形思维与抽象概括，并使用计算机多维动态可视化技术，显示了地球系统及各要素和现象空间形态结构与时空变化规律。这种空间图形谱系经过空间模型与地学认知的深入分析，可进行推理、反演与预测，能够形成对事物和现象更深层次的认识，有利于科学研究和规划决策的辅助支持。

[本文作者系河北省制图院]