试论通讯传输与地图信息传输的异同

摘要:文章通过分析通讯传输和地图信息传输的特点,得出通讯传输与地图信息传输的异同,以借鉴通讯传输的优点来作为思路,思考提高地图信息传输效率的方向。

关键词:通讯;地图信息;传输

中图分类号:P282文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0104-03

1通讯传输的概述

1.1通讯传输的起源与目的

通讯传输的源起与目的不外是讯息(Information)的传递。人用语音、手势、旗号或烽火来表达意思、传送消息已有数千年以上的历史,鲸鱼以声波沟通的习惯则更为久远。不过,通讯工程的兴起却是二十世纪的事。通讯传输服务的对象是人,因此其要传递的讯息种类便可依接收的方式分为:语音(人耳所听)、影像(人眼所见)与数据(人眼所见)。由于自动化、机械化和人脑储存讯息容量的限制的结果,通讯传输服务的直接对象便一部分逐渐转至机械(如计算机)身上。故现代通讯传输的目的,用较抽象、较技术的话来说,乃是将讯息从空间的某一点尽可能地以最经济的方法,快速且正确的传达到另一点。这一“点”可能是人耳,可能是人眼,也可能是机械。两点间的距离从几公尺(室内无限电话)、几百公里(呼叫机)、几千公里(越洋电话)、几万公里(卫星气象图)、上百万公里(金、火星图片),甚至到几万光年(阵列式无线电天文望远镜)都有。

1.2通讯传输的内容

基本上,现代的通讯传输乃是以点对点的通讯为主干而发展出来的一门学问。这个主干的“上层结构”一般称为通讯网络。一个网络包含有许多端点(NODE)。一个端点可能是个电话机,是部电脑,电视机;可能是个卫星,是架太空梭,是艘潜水艇,甚或是一个网络等等不一而足。主干的“下层结构”则有种种信号处理子系统,再就是通讯电子、光电元件、信号源、相关的电子线路和收、发天线等。由于点对点间的通讯势必将电磁(包括光)或其它种信号经由某种物理媒介(PHYSICAL MEDIUM)传送至目的地,因此在整个通讯系统的架构中,这个基层的点对点系统就叫做“实体层”(PHYSICALLAYER);而在发射端接收端间的媒介则泛称为通道(CHANNEL)。通道的种类可分为有线(如电线、电缆、光纤等),无线(如广播电台的地面波、水下探测的声波等)和储存、录、放的材料(如录放影、磁带、光碟、电脑的硬盘等)三类。

大家所日常见闻到的事物来说,通讯传输的内容,除了电信局所提供的电话与利用电话来做传真,电脑连线、上网络与网络通讯(INTERNET,IP)的设备之外至少还有。

①广播电台、电视台相关的播放工程;②民用或军用的雷达及声纳;③卫星遥测(包括太空与地球本身);④电脑通讯和资料的存、取技术与设备;⑤各种大小的“耳朵”;⑥消费性电子产品的设计,如收音机、电视机、DVD、VCD、CD唱片、数码照相机、电影的录制、放映设备;⑦医疗仪器系统,如电脑断层扫描、核磁共振、超音波等;⑧军事通讯、电子战;⑨地质探测;⑩卫星导航与定位;{11}无线电天文仪器。

1.3通讯传输的过程

下图为典型的点对点的通讯传输系统。

信号源可看成一个随机(也是说事先无法预知的)的数据(即离散,不连续的)或连续波形产生器。信号源产生的信号种类可能有无限多也可能只有有限个。信号源加码器的作用便是将信号源产生的信号变成一串数位序列。例如我们不考虑上图中虚线的部分而将加码器的输出直接连接到信号源解码器,这样我们就得到了一个所谓的“无杂音的通道”。在这种情况下,假如加码器的输入(即未加码的信号)与输出(数位序列)间的对应是一对一的话,则解码器只要做个相反的对应(INVERSE MAPPING)即可将信号还原并无误的送到目的地。而这一对信号源加码——解码装置的用处便是要将信号源输出化约到最少的程度,也就是说将各种可产生的信号以平均最短的数位(通常是二进制的)序列来代表。举个例子,例如信号源输出的是A、B、C三个英文字母,而它们出现的可能性分别是1/2、1/4和1/4。现在我们若改以00、01和00来代表A、B、C,则平均的长度就只有一又二分之一(我们不能用1、0和10来表示,因为这样的话解码器就无法分辨收到的是10是AB还只是C一个字)。又如电视影像的传播中,通常连续两个画面大部分的地方都没什么改变,比如在播报电视新闻时,最有可能的大概只是嘴形的变化或头、手部轻微的移动,实在没有必要将整个画面的所有细节送出,因为相当多的部分是“旧有”信息,有一种可行的方法便是只送出和上个画面“相异”的部分,然后在接受时再将这部分的差异“加”回去。这两个例子显示:以数位信号来“代表”或传达消息的观点来看,信号源输出的信号含有不少“废话”或多余、重复的资料,也就是说,它们存有可能“压缩”的空间。

2地图信息传输的概述

2.1地图的定义

地图是遵循一定的数学法则,将客体(一般指地球,也包括其星体)上的地理信息,通过科学的概括,并运用符号系统表示在一定载体上的图形,以传递它们的数量和质量在时间和空间上的分布规律和发展。

2.2地图的基本特性和地图的功能

地图表示的对象是地球表层上的事物。所谓地球表层,只指上至同温层,下至岩石圈底部莫霍面的广大空间。在地球表层上的事物和现象,可见的居民的、道路网、水系、植被,深埋地下的矿藏、地址构造,可测不可见的气温、气压等气候现象,或明或隐的行政界线,人口、工业、工农业产值等人文要素,一消逝的历史事件等等,地图均可表示,由于“地”字的制约,使地图具有下列基本特性:①具有特殊的数学法则而有可测量性。②由于地图符号的使用而产生直观性③由地图概括而产生一览性。

随着科学技术的发展,地图的内容、形式、成图方法不断进步,地图的功能也不断扩展。电子计算机、遥感技术、自动化技术的引进、信息论、模型论、认知论等的应用及各门学科的相互渗透,地图的功能也有了新的进展。在当前状况下,地图具有以下基本功能:①地图信息载负功能;②地图模拟功能;③信息传输功能④地图的认知功能。

2.3地理信息系统与地图及电子地图

地图作为记录地理信息的一种图形语言形式,最为古老,久负声誉。从历史发展看,地理信息系统脱胎与地图,并成为地图信息的又一种新的载体形式,它具有存储、分析、显示和传输的功能,尤其是计算机制图为地图特征的数字表示、操作和显示提供了成套方法,为地理信息系统的图形输出设计提供了技术支持;同时,地图仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一。但二者之间有着一定的差别:地图强调的是数据载体、符号化和显示,而地理信息系统则注重于信息分析。

从系统组成和功能上,一个地理信息系统拥有机助制图系统的所有组成和功能,并且地理信息系统还有数据处理的功能,随着电子制图系统的出现和发展,出现了电子地图集,与传统的地图集相比,电子地图集有许多新的特征:①声、图文和数据多媒体集成、,把图形的直观性、数字的准确性、声音的引导性和亲切感相结合,充分利用了读者的各种感官;②查询检索和分析决策功能,能够支持从地图图形到属性数据和从属性数据到图形的双向检索;③图形动态变化功能,从开窗缩放、浏览阅读等基本功能到地图动画功能、多维动画图形模拟等;④具有良好的用户界面,使读者介入地图的生成过程;⑤多级比例尺之间的相互转换。

2.4地图信息的传输

地图符号作为空间实体的映象,自然载负着空间信息,而且,当实体业已消失后,它载负的信息依然保留。地图能够容纳和储存的信息十分惊人。一幅不太复杂的普通地形图,能容纳储存一至几亿个信息单元的信息量。若通过激光缩微技术,一幅50cm×50cm的地形图可缩小至1 cm,便使1 cm的微缩地图上容纳一至向几亿个信息单元的信息量。地图信息量由直接信息量和间接信息量两部分组成。直接信息是地图上图形符号所直接表示的信息,间接信息是经过分析解译而获得的信息,后者和解译者的知识经验密切相关。

地图的信息载负功能,是地图信息传输的物质基础和充分条件。当地图未与认知主体发生关系时是静态信息,而一旦与读图者接触,便引发其信息传输功能。地图信息论被引入地图学后,地图被看做是空间信息的图形传递形式,地图便是信息传输的工具和通道。

地图信息传输过程是制图者(信息发送者)把对客观世界的认识加以选择、分类、简化等信息加工,经过符号化(编码)制成地图;通过地图(通道)将信息传输给用图者(信息接受者);用图者经过符号识别(译码),同时通过对地图的分析和解译,形成对客观世界(制图对象的认识)。

3结 论

3.1通讯传输与地图信息传输的相同点

从以上概述,可以从传输的起源和目的、发展、传输过程等方面得出通讯传输和地图信息传输的共同点:①传输的起源和目的均为信息的传递。②起先传输的服务对象是人,随着科学技术的不断发展,特别是机械、自动化等方面技术的发展,传输的服务对象有一部分转至机械上(如电脑)。通讯传输源起于将相对简单的信息直接传输至人,而地图信息传输也是将简单的地图信息传输至人,随着科学技术的不断的发展,无论是通讯传输还是地图信息传输,均有一部分将信息传输至机械上(如电脑),以自动处理。③传输过程的大概流程均为信息源—编码—通道—解码—目的地。

3.2通讯传输和地图信息传输的不同点

①信息源的不同。通讯传输:包括的范围比较广,信息种类可分为:语音(人耳所听)、影像(人眼所见)与数据(人眼所见)。地图信息传输:地球表层上的事物,包括看得见或看不见的的事物。

②传输通道的不同。通讯传输:通讯传输通道的种类可分为有线(如电线、电缆、光纤等),无线(如广播电台的地面波、水下探测的声波等)和储存、录、放的材料(如录放影、磁带、光碟、电脑的硬盘等)三类。

地图信息传输:对于传输地图信息,通常是以地图作为通道来传输信息,随着地理信息系统的兴起,地理信息系统也作为一种新的通道服务于地图信息的传输。

③地图信息传输由于地图符号的使用而产生直观。

④对信息源的处理、编码不同。通讯传输:将各种信息主要使用数字编码,转换成各种数字信息,然后利用各种传输通道转至目的地。

地图信息传输:主要是制图者把对客观世界的认识加以选择、分类、简化等信息加工,经过符号化制成地图,将信息传输给用图人。

⑤输出的信息在量上不同。通讯传输:通常,通讯传输在传输过程中,因为一些杂乱信息、传输距离等因素的存在,往往使输出的信息等于或小于输入的信息。例如:电报接受的字数和发出的字数是相同的;电话中,由于其他信号的干扰,传输的话语有些丢失。

地图信息传输:在地图信息传输中却有所不同,编图者在制图综合中不仅有信息的减少和压缩,更有重要特征的强调和突显,编图中补充和组合新资料的过程 就是新信息的增加。同样,由于地图具有许多潜在的信息,度图者通过分析所获得的信息,可以超过制图者在编时所利用的信息。由于地图潜在信息的获取,需经过直接信息与读者存储信息的相互作用,因此,用图者的读图经验、知识水平等因素,制约着其获取信息量的多少。特别是地理信息系统的兴起,对地图信息的分析更加深层,于是地图信息传输的信息量更加大了。

参考文献:

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