以下文章来源于溪流之海洋人生 ，作者申家双等
一、引言
海洋测绘是对海洋、江河、湖泊、毗邻陆地区域与地理空间分布有关的各种自然、人文信息进行采集、处理、分析、管理、表达、更新、发布和应用的技术，核心任务与根本目的是利用海洋测量、海洋调查等手段获取的多要素、高精度海洋基础信息，按照不同应用需要来编制各类海图产品与航海书表等成果资料，并建立海洋地理信息系统（MGIS），以数字、图形和图像等方式传输海洋地理信息，为涉海领域应用和地学科学研究提供精准的海洋空间基础数据及相关技术支持。
海图学是以海洋及其毗邻陆地为描绘对象，研究有关海图的理论、技术及其应用的学科，是应解决海图编制实际问题、完成海洋测绘核心任务之内在需要而产生的，并伴随地图学理论创新、海图编印技术进步、海洋地理信息需求拓展之外部条件而逐步演变完善的。新中国成立70多年来，海图学的发展历经了传统海图学、数字化海图学的积淀，正处于信息化现代海图学新阶段。信息论、传输论、模式论、感受论、认知论促进了海图理论体系的发展；计算机海图制图和海图电子出版等技术成功为数字海图制图理论技术发展开辟了崭新道路；地理信息系统（GIS）的出现及其与海图学的深度融合扩展延伸了海图学的功能范畴；海图科学深化研究跨入到信息科学领域，形成了以海图制图学为核心，兼具科学属性、技术属性和工程属性，由多个分支组成的既古老又年轻、富有生机活力的一门综合性应用学科。
本文在前期建立的海洋测绘学科体系框架基础上，梳理了国内外知名专家关于地（海）图学学科的架构设置，参考了新版《中国大百科全书》和《测绘词典》中多名专家学者撰写的相关词条内容，结合海图学的演进特点以及当前海图学理论、技术、方法的最新发展，归纳了现代海图学的学科概念内涵，设计了现代海图学学科体系架构，分析了各专业构成与研究内容，以期为大家全面了解现代海图学科体系概貌、思考专业发展、推动学科进步提供有益借鉴。
二、现代海图学的定义和时代特征
⒈学科概念内涵
在海图学的发展历程中，早期的海图学是以研究手工描绘海图图形为核心内容的学科，对象局限于海图制作的工艺、理论和技术。在海图制图理论方面，海图投影、制图综合、海图表示是研究的核心，现称之为“老三论”；在海图制作技术方面，主要研究海图生产过程中的编绘原图制作技术、出版原图制作技术、海图制版印刷技术；在海图制作工艺方面，主要研究海图生产，特别是海图印刷工艺。传统海图学是以海图制作和海图印刷为研究目标，被定义为“研究海图编制和制印方法技术的学科”。
1921年国际海道测量组织成立后，海图学逐步发展起来，演变为海图编制、印刷和利用方法的学科。20世纪70年代以来，遥感（RS）、GIS等新兴技术以及现代数学方法不断向海图学渗透，计算机辅助制图、遥感制图不断冲击传统成图方法。海图和海图学作为地图和地图学的重要组成，随着知识技术的进步以及人类空间认知能力的提高，已成为人类创造的一种空间认知工具。中外专家提出了地图信息传递论、地图模型论、地图感受论、地图符号论等新理论，并将信息时代地图学发展由近及远划分为具有显著标志性特点的数字地图制图学、网络地图制图学和智能地图制图学三个阶段，同步推动海图学科结构发生了较大变化。而且随着心理学、社会科学、哲学等其他学科与海图学的交融，云计算、大数据、互联网、人工智能、数字孪生等新兴技术与海图学的渗透，海图学的内涵外延仍在不断丰富，使得现代海图学的学科体系得到不断优化。
关于海图学的概念内涵，它是在发展过程中不断变化的，并与地图学在各个阶段有着相仿的定义，目前尚没有统一的定义。如有文献借用地图学定义，表述为“以图形的、数字的或触觉形式的、有空间关联信息的结构、表现、传输和利用，它可包括在制作海图及有关海洋空间信息产品中从数据获取到最终产品利用的所有阶段”；有文献定义为“研究海图理论实质与发展、海图内容各要素的表示方法、海图制作技术和使用的一门科学”等等，也没对现代海图学的内涵给出科学的定义。本文参照地图学的定义，结合海图学与海洋地理信息工程交叉渗透以及传统海图学、数字化海图学向信息化海图学演进趋势，将现代海图学定义为“以海洋地理信息传输与可视化为基础，以GIS与时空大数据为支撑，以综合制图与海图概括为核心，以空间认知与分析应用为目的，研究海图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性学科”，根据定义可以看出，现代海图学的主要任务是完成海图编制、出版、更新以及海洋地理空间信息采集、抽象、存储、管理、分析、处理、可视化、应用等系列信息工程研究，为各种应用领域提供精确海图数据产品、海洋地理信息及基础信息平台。
⒉学科时代特征
全球卫星导航系统（GNSS）、GIS、RS“3S”等技术的快速发展与广泛应用，推动传统海图学进入到信息时代。众所周知，传统海图学是一个比较封闭的学科体系，其不足主要体现在以下几个方面：一是以经验总结为主，忽视对海图基本理论的研究；二是以与本学科有直接关系的学科为主，忽视与其他更高层次学科的联系；三是以海图制作为主，忽视对海图多样化应用的研究；而数字化海图学相对于传统海图学而言，尽管从技术层面上是一次阶段性跨越，但仍有传统海图学的局限性：一是数字化海图产品的生产过程仍是一个以数字化海图产品生产和输出为目标的封闭系统；二是只重视对数字海图制图技术工艺的研究，忽视了对数字海图制图理论的创新研究；三是以数字海图制作为主，同样忽视了对数字海图应用服务的研究。
同传统海图学和数字化海图学相比，现代信息化海图学是数字化海图学的扩展和深化，强调数字化海图学的发展出路在于走出其封闭体系，转向系统外部深层结构寻求发展路径，推动海洋地理“数据→信息→知识”应用升华。一是强调海图学重点由信息获取向信息深加工转移，突出制图综合、数据挖掘、知识发现的智能化；二是强调与GIS技术深度融合，突出利用各种GIS体系架构提升海洋地理信息的共享服务能力；三是强调把海洋地理空间认知与信息可视化、虚拟地理环境（如数字孪生、数字海洋、智慧海洋）等作为学科增长点，突出深度理解现象、发现规律和传播知识；四是强调海洋地理信息应用服务作为研究重点，突出信息产品多样化、服务途径网络化、服务形式个性化、服务对象公众化、服务主体协同化。
三、学科体系设计
⒈相关学科分析
海图学作为海洋测绘学的重要组成，是探讨海图多元理论、编制技术与应用方法的综合性学科。在长期发展过程中，与海洋测量学（以前称“海道测量学”）、海洋学、航海学、地理学、地质学、数学、物理学、化学等多个传统学科存在联系，尤其与海洋测量学、海洋学、地理学关系最为密切（因海洋测量和海洋调查一直是海图的主要信息源），包括自然地理、人文地理、经济地理在内的海洋地理学及其各分支学科，都把海图作为第二语言和成果表现的最重要方式。经过海图学在数据获取以及海图生产方式的不断变革，海图学又不断地扩大同许多学科的联系，尤其是与符号学、艺术、心理学、哲学、社会学等传统科学、“3S”等电子信息新兴学科以及信息论、系统论、控制论的联系更为密切。海图学与相邻学科的关系以及它们相互之间的地位、作用、影响的变化，使原有的学科界限变得更加模糊，必将促进现代海图学的进一步发展与成熟。
⒉体系结构设计
海图学与地图学发展态势相仿，其理论技术和工艺方法的变化推动了整个学科结构调整优化。纵观地图学的发展历程，国内外学者自20世纪60年代后期先后提出若干种地图学学科体系，比较有影响性的有波兰的Ratajski、奥地利的Kretschmer和德国的Freitg等，我国地图学专家廖克、高俊、王家耀等人对前者提出的学科体系进一步完善，加入时代影响下的新学科、新理论和新方法，分别提出了具有整体性、层次性、关联性、开放性等特点、相对完善科学的现代地图学学科体系。
由于海图的特征、作用以及海洋测量调查成果资料的特点，决定了海图学的特殊性。在长期的海图制图实践中，形成了对海图学学科体系的传统认识，一定程度上反映了海图的核心知识体系。有文献把海图学的学科结构划分为理论海图学、应用海图学、海图资料学和海图学史四部分；其中：理论海图学划定为研究海图学的对象和利用海图反映海洋空间的方法；应用海图学研究海图设计、编制和印刷的理论和方法；海图资料学研究信息接受者通过对客观实际和海图图形的认识理解获得海洋空间信息的科学；海图学史研究海图学理论和海图生产发展的历史。与之相应的组成学科主要包括海图学概论、海图投影学、海图编制学（包括海图编辑和海图编制）、海图整饰、海图制印、海图量图学、计算机制图等。而针对信息时代的海图学学科体系结构，国内学者只是借助于现代地图学的学科体系开展相应的研究，还没有专门建立现代海图学的学科体系结构模型。
通过梳理《中国大百科》《测绘词典》等辞书与相关著作、论文关于海洋测绘学科的架构设置，分析国内外知名地图专家关于地图学学科体系架构模型，参考教育部2018年颁布的《学位授予和人才培养学科目录》中测绘科学与技术学科（一级学科）下设的地图制图学与地理信息工程（二级学科）方向内容，结合海图学的发展特点，从现代海图学理论、技术、应用三个功能定义出发，将现代海图学划分为理论海图学、海图制图学、应用海图学三个分支学科，对应于海图科学理论、海图编制技术与海图应用工程三个方向，并通过细化各学科分支的专业方向和研究内容，设计构建了现代海图学的学科体系结构，如图1所示。
图1 现代海图学学科体系结构框架图
特别说明的是，在应用海图学分支研究内容中，除包括传统的海图评价和海图分析等内容外，还涵盖GIS与海图学融合的所有内容，因此，也可将“应用海图学”称为“海洋地理信息工程”。
四、学科分支专业方向与研究内容
根据设计的学科体系框架结构，现代海图学由理论海图学、海图制图学、应用海图学（海洋地理信息工程）三个学科分支组成。理论海图学包含海图基础理论、海图应用理论、海图哲学理论三个专业方向；海图制图学包含模拟海图制图、数字海图制图、航海书表编供三个专业方向；应用海图学包含模拟海图分析应用、数字海图分析应用和MGIS分析应用三个专业方向。
⒈理论海图学
理论海图学是现代海图学学科体系的第一个层次，主要研究现代海图学的理论问题，对海图制图学、应用海图学起到理论指导作用，基本任务是为海图学技术与应用提供基本的理论依据与实验方法。
⑴海图基础理论
海图基础理论是有关海图学全局的理论，对整个海图学的发展具有普遍指导作用。主要包括海图空间认知理论、海图信息传输理论、海图学总论。海图空间认知理论和信息传输理论是现代海图学的核心理论，海图学总论是现代海图学的基础理论。
①海图空间认知论。制图者和用图者通过海图认识空间环境的一种科学理论和方法。主要研究海图作为空间认知工具的特点功能，认知过程、心象海图与认知制图、空间认知研究方法、作用和实践意义等。通过海图阅读、分析与解译，充分发挥图形思维与联想能力，形成对制图对象空间分布、形态结构与时空变化规律性认识。
②海图信息传输论。从信息论的角度研究海图信息传输过程和方法的理论，把“客观世界→制图者→海图→用图者→认知世界”当成信息传输的完整过程来解释，将海图学从过去只注重海图制作技术方法，开始转向对海图使用及海图用户研究的变化。
③海图学总论。研究海图学基本原理的基础学科，主要研究海图定义和特点、功能和用途、内容和形式、海图分类、海图数学基础、海图内容表示方法、海图标准化等理论。其中，海图数学基础是按一定数学法则构建的海图地理空间位置框架，主要包括海图坐标系统、高程基准、深度基准、海图投影、比例尺、分幅编号等。海图内容主要有数学要素、地理要素和辅助要素；海图内容表示方法有符号法、图形结构法、格网数据法、图像法、仿真模型法。海图标准化主要围绕各类海图的国际性和通用性等特点而开展的系列标准、规范体系框架研究、设计、制订、应用等工作，用于规范海图数据交换、编制生产和应用服务，满足国内外不同用户对海图产品的使用要求。
⑵海图应用理论
海图应用理论是海图基础理论在海图制图和海洋地理信息应用工程之间的桥梁，直接指导海图制图学与应用海图学的全过程，主要研究内容包括海图信息论、海图模型论、海图感受论、海图符号学、海图制图综合、海图模式识别、地学信息图谱理论、数字（智慧）海洋理论等。
①海图信息论。应用信息论来研究海图信息产生、获取、变换、存储、传输、处理、识别和利用的理论，主要研究海图信息概念与本质、信息量度量方法、信息量测度应用等，为定量研究制图综合、科学设计和分析评价海图提供数量指标，为机助制图和GIS奠定理论基础。
②海图模型论。用模型法认识海图性质、解释海图制作和应用的理论。海图模型论把海图当作一种模型，研究建立再造客观世界的海图模型及其实际应用。主要研究海图模型的实质和特征、海图制作与使用的信息传输模型、海图模型的应用等，通过海图模型化研究海图制作与使用过程，强调海图与客观世界的基本联系，以及海图在研究和认识中作为一个工具的重要性，加深对海图实质、特性和功能的认识，对海图学深化研究和指导生产实践起到推动作用。
③海图感受论。应用生理学、心理学和心理物理学的理论与实验方法，研究用图者对海图图形感受的理论，主要研究海图的视觉感受过程、海图符号的视觉变量与视觉感受效果、海图视觉感受的生理和心理因素、海图视觉感受实验方法等。海图感受论在纸质海图和数字海图设计特别是新型海图产品设计使用、制图综合、整饰设计等发面发挥重要作用。
④海图符号学。研究和建立作为海图语言和海图符号系统的理论方法及其应用法则，又称“海图语言学”，主要探讨海图图形的构图规律，研究海图符号的句法结构（语法学特征）、语义结构（语义学特征）和实用性（语用学特征），对于正确反映所示地物外形特征和内部性质及其时空分布、演化规律，实现地理事物抽象、概括与简化，提高海图应用效果具有重要作用。
⑤海图制图综合理论。研究在海图用途、比例尺和制图区域地理特点等条件下，通过人工方式或数字环境下计算机自动对海图内容的选取、化简、概括和关系协调，建立能反映区域地理规律和特点的新的海图模型的一种制图方法。
⑥海图模式识别。对海图进行计算机识别、理解和描述的理论技术和方法。研究如何用计算机实现人对海图的阅读和理解，包括模拟人类视觉系统和模拟人脑对视觉信息的分析判断过程，核心是海图符号的自动识别，是实现扫描方式海图自动数字化的核心技术，对建立海图数据库及GIS数据快速采集具有重要意义。
⑦地学信息图谱。是一种地理时空分析方法论，通过对遥感、数据库、GIS与数字地球（海洋）的大量信息的图形思维与抽象概括，利用多维动态可视化技术显示地球系统各要素和现象空间形态结构与时空动态变化规律，利用空间图形谱系经空间模型与地学认知分析实现推理、反演与预测，形成对事物和现象深层次认识。
⑧数字（智慧）海洋理论。以“3S”技术为主的、关于海洋空间信息采集、处理与应用的系统理论。以海洋信息采集与传输体系为基础，以海洋云环境为支撑，将环境、目标、活动数据进行集成、开放与共享，运用时空大数据技术对历史数据、实时数据进行分析处理，对未来发展趋势进行预测，形成各种信息产品，指导海洋活动顺利开展。
⑶海图哲学理论
海图哲学理论是以哲学原理来分析研究海图及海图学的理论方法，是从哲学角度对海图学内在原理和基本原理演化过程的认识和提炼，总体思考关于海图同其表达对象、海图与制图者、海图与用图者、制图者与用图者、海图与海图之间的关系，探求关于海图设计、生产和应用，与海图过去、现在、未来的根本观点和基本规律。
研究内容包括海图学与哲学关系、海图哲学与海图演化、海图学史、海图文化等关系；海图本体论与海图语言学、海图表达对象的基本形成动因、外部形态和多尺度表达之间的辩证统一等。其中，海图学史是研究海图学理论和海图生产发展的历史，分为世界海图发展史和中国海图发展史两部分。从海图发展史研究中总结发展规律，从而更好地理解海图制图生产和产品应用现状和分析海图学的发展前景，正确评价海图资料。海图文化把海图生产和应用过程中创造的精神财富和物质财富当作一种特定文化类型和文化现象，研究海图时间性（时代性、时限性、时效性）、空间性（地域性、地理性、地方性）、科学性、整体性和渗透性、大众性、艺术性、产业性（政策、结构、集群、市场、价值观）等特征及其相互关系，为推动海图健康可持续发展提供重要因素和力量。
⒉海图制图学
海图制图学居于现代海图学学科体系的第二个层次，主要研究海图数据库支持下的模拟海图、数字海图、航海书表等产品编制、出版、更新和应用技术、方法和工艺，研究内容包括海图设计、海图编绘、海图出版、海图更新、航海书表编供（编制、出版、更新）以及海图数字制图、遥感海图制图等。
⑴海图设计
确定海图内容、规格与制作方法的技术。根据海图用途要求和不同应用需求，按照视觉感受理论和海图设计原则，对海图的技术规格、总体构成、数学基础、海图内容及表示方法、海图符号与色彩、制作工艺方案等进行全面的规划,提供指导海图制作全过程的技术文件。一般以海图设计书、编辑计划、图幅编绘要点、海图编绘规范、海图图式符号的形式作出原则性规定，对于保证海图的质量，选择合理的工艺流程、降低制图成本等具有重要作用。通常包括纸质海图设计和数字海图设计。目前海图设计正在从单要素、人机交互设计向全要素自动化、智能化设计方向发展。
⑵海图编绘
利用海洋测量成果、海图资料和其他地理资料，按照制图规范和图式要求制作海图出版原图的技术过程。根据海图编辑设计文件要求，加工处理编图资料，实施要素选取、化简和概括等制图综合，制作符合规范要求的海图出版原图，用于纸质海图印刷或数字海图发布。主要程序包括：①建立数学基础。包括按投影公式与比例尺计算图廓与经纬线交点坐标，展绘海图的数学基础等。②资料加工处理。包括编图资料数据的裁切和拼接，资料图与新编图之间的投影和比例尺转换，不同符号系统之间的转换处理，数据编码和格式的转换，数据的分类分级处理，资料图比例尺与新编图比例尺相差较大时的中间原图制作等。③要素制图综合。按照制图综合原则、方法和指标要求，考虑海图各要素重要特征对其实施选取、化简、概括和图形关系处理。④图面问题处理。包括海陆资料拼接，相邻图幅接边处理，标题栏内容设计及位置选择，潮信表、对景图、方位圈配置等。海图编绘方法经历了编稿法、连编带绘（刻）法，已逐步发展到计算机辅助编绘法。
⑶海图出版
按承载海图介质不同，海图出版可分为纸质海图出版和数字海图出版两种。纸质海图出版是指将海图出版原图经处理后转印到纸张上的过程与技术。一般分为海图制版、印刷和发行三阶段，包括分色、分版、制版、印刷和装帧等具体内容。自20世纪末以来，建立在海图出版数据分布式快速更新基础上的海图按需印刷（POD）技术，实现了纸质海图无库存按需保障新方式。数字海图出版是指将海图出版原图数据转换成某种特定格式数字海图产品，并通过将其存储在可移动存储介质上或上传到网络上发布等方式提供用户使用的一种数字化出版技术，主要包括数据格式转换、产品封装和分发等具体技术内容。
⑷海图更新
根据海区最新资料更新海图内容的技术。按海区现实情况修正海图内容，以保持海图现势性的工作过程。通常针对航海图这一图种。更新内容包括航道与水深变化、助航设备及航行障碍物增减或位置与灯质的变化、与航海有关内容变更等。更新方法有海图改正（包括小改正和大改正）和海图改版两类。对于纸质海图，小改正是指由海图使用者或保管者根据航海通告对航海图个别要素进行的改正；大改正是指由海图出版部门对出版原图进行的改正。当航海图小改正过多而影响图面清晰，或因库存不足需添印时应进行大改正，重新制版印刷。经大改正的海图发行后原海图仍可继续使用。当海区有重大变化，航海图失去现势性且又不能用海图改正方法进行更新时需进行海图改版。海图改版是海图出版部门依据新资料重新编制出版海图的技术。改版海图发行后旧版海图即行作废。数字海图更新是指符合S-57等标准的电子航海图（ENC）更新，它通过IHO等国际组织建立的一种更新机制实现更新。
⑸航海书表编制
航海书表泛指提供航海人员参考使用的各种文字资料和航海表、簿，包括海区航海参考资料、港口资料、水文气象资料等，是航海图的有效补充，主要辅助海图使用，为船舶航行提供安全保证，同时为海洋资源开发和科学研究提供重要参考资料。通常分航海资料、航海表簿、航海通告三大类。航海书表编制通常遵循固定体例规则。航海书表出版与海图出版相似，早期多以纸质载体出版，目前逐步形成同时以纸质出版物和数字化多媒体出版物形式出版。航海书表出版后应不断更新，更新方式有：①小改正。由使用者或保管者根据航海通告对航海书表的改正。②补编。由出版部门将一册航海书表中需改动的内容汇编成册出版。③改版。由出版部门根据新资料重新编制出版航海书表。改版书表出版后旧版书表即行作废。
⑹海图数字制图
以数字海图制图学和计算机科学理论为基础，在一定软硬件环境支持下，采用数据库技术和数字图形处理方法，研究实现海图数据获取、转换、传输、识别、存储、处理、管理和输出并生成海图产品的技术。基本任务是采用数字化技术进行海图生产和制作，建立海图数据库，为MGIS及相关应用提供基础地理信息。主要研究内容包括：海图制图资料分析与评估，海图数据获取与输入，海图数据编辑与处理，海图自动制图综合，海图数据库建立、维护与管理，数字（电子）海图制作与更新，纸质海图制作与更新，数字海图制图一体化（如海图编制出版一体化、多种成果生产工艺一体化、生产管理工程一体化、基于网络协同的海图生产管理一体化等），以及贯穿全过程的质量管理与控制等。
⑺遥感海图制图
利用各类遥感影像（或LiDAR激光点云）资料编制和更新海图的过程，遥感影像资料主要包括航空摄影拍摄的各类遥感像片（航片）和卫星遥感影像（卫片）两大类，遥感激光点云数据包括星载、机载、船载、车载、人载等多平台激光扫描数据。影像制图研究内容包括辐射校正、影像增强、影像分类、海图要素识别与提取、等。点云制图研究内容包括波形处理、点云分类、海图要素识别与提取等。产品主要有数字线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字表面模型（DSM）等。
⒊应用海图学
应用海图学居于现代海图学学科体系的第三个层次，是研究海图应用原理和方法的一门基础学科，分支学科主要包括模拟海图分析应用、数字（电子）海图分析应用及MGIS应用分析。主要研究内容包括海图评价、海图分析、海图应用、海洋地理信息可视化、海洋地理信息空间分析、海洋地理信息共享及MGIS应用等。
⑴海图评价
研究海图制作的质量和水平的评价原理及方法，评价标准有科学性（指标完整性、内容可靠性、资料现势性、制图精确性、统一协调性）、艺术性（表示方法直观性、表示内容易读性、图面配置合理性、视觉感受美观性）、政治思想性、实用性等。
⑵海图分析
研究利用海图进行各种科学分析的原理、技术和方法。以分析海图显示的客观对象为主体，来获取制图现象的空间分布特征和相互关系规律。基本方法主要有海图目视阅读分析、数量量算分析、数理统计分析、数学模型分析、图解图谱分析的原理与方法等。
⑶海图应用
研究模拟（纸质）、数字（电子）等不同类型海图应用于不同专业的途径、技术和方法，通常以各行业的专家为主题；研究方法有解析法、图解法、图解解析法、数学模型法等。海图常用的应用包括海图上定位、量读、量算，以及潮汐和潮流资料的使用等。利用海图进行量测和数理统计，可获取制图现象的数量概念、数量特征及多变量现象变化趋势等概念；利用海图进行图形分析和规律分析，可分析事物质量特征；通过对比分析和相关分析方法，可研究现象间相互联系、相互作用及变化规律等。
⑷海洋地理信息可视化
运用海图学和计算机图形图像技术将海洋地理信息用符号、图形、图像和视频等可视化形式显示，并进行交互式处理的理论、技术和方法。其本质是将抽象数据形式转换为可视图形图像形式，并允许用户通过交互方式来观察数据中的细节信息，易于发现数据中隐含信息和知识。可视化作为应用技术的核心，经历了二维纸质海图可视化到三维GIS阶段后，四维虚拟地理环境呈现的多维（立体、时空）、动态、交互认知与智能虚拟可视化是今后发展方向。
⑸海洋地理信息空间分析
研究基于海洋地理对象的位置、形态等信息进行空间分析获取知识的技术方法，是对空间信息（包括几何、属性和语义信息）查询、提取、分析与可视化表达的过程。分查询式和产生式两个层次类型，查询式空间分析是通过数据抽取和统计的方式解决用户一般问题，产生式空间分析是通过地理计算和空间表达挖掘潜在的空间信息，包括空间数据格局差异、相互关系、潜在含义及地理事件变化趋势等。空间分析的主要内容包括叠置、网络、缓冲区、穿越、包含、邻近、多边形、地形、空间优化、空间统计、探索性等分析及几何量算、空间插值与地理模拟等；分析算法按照数据模型差异可分为栅格数据空间分析算法和矢量数据空间分析算法。
⑹海洋地理信息共享
在信息标准化和规范化基础上，采用Web技术、信息系统和传输等技术使海洋地理信息及各类产品在不同层次、不同用户、不同信息系统之间实现流通和共用的技术方法，是提高信息资源利用率、避免在信息采集、加工处理、存储管理等方面重复浪费的一个重要手段。共享方式包括外部数据交换、空间数据库互操作和空间数据共享平台等，共享服务模式主要包括基于网络服务（Web Service）的空间信息共享互操作模式、基于网格服务（Grid Service）的信息资源共享协同模式和基于云计算（Cloud Computing）的时空信息服务模式。
⑺海洋地理信息系统（MGIS）应用
研究MGIS在涉海各领域应用服务的技术方法。以海底、海面、水体、海岸带及大气的自然环境与人类活动的人文环境等为对象，基于海洋物联网、云计算、时空大数据、人工智能等新技术与GIS应用服务新方法，为海图综合制图、电子海图系统（ECS）、数字（智慧）海洋系统、海洋权益维护、开发管理、环境监测、科学研究、军事活动等各涉海领域提供可视化表达、空间分析、模拟预测及决策支持等服务，满足行业不同需求，增强学科科学价值。
五、学科发展趋势
海图学将随着时空大数据时代的脚步和地图学与地理信息系统的进步而不断向前发展。以海洋作为描绘和研究对象的海图学，与其他学科交叉融合更加广泛，学科体系日渐完善，应用领域不断扩展，与“3S”融合更加紧密，逐渐成为地球空间信息科学（Geomatics）的重要组成部分；为人类和无人系统提供海洋地理信息的“4A”（Anybody，Anytime，Anywhere，Anything）服务标准将成为学科研究主要方向；时空动态海图、高精海图（供无人系统使用）、数字（智慧）海洋、数字孪生等新概念、新理论研究将更加深入；物联网、时空大数据、真三维实景、虚拟现实、人工智能等技术发展将使未来海图走向泛在化、多维化、立体化、虚拟化和协同化；海图功能将从模拟表达、空间分析、动态监测走向数据挖掘、知识发现、预测预报，海图需求将更加多样化、编制更加自动化、产品更加精细化、应用更加便捷化、服务更加智能化。
六、结束语
海图学作为为海洋强国战略和数字（智慧）海洋建设提供海洋空间认知与地理信息服务综合研究的一门基础应用学科，应随时代发展要求适时调整研究内容与重点方向，聚焦海图产品编制与信息科学应用这两个主题来构建学科体系，才能在万物互联时代焕发出勃勃生机。本文在参考国内外地图学领域相关文献的基础上，结合现代科技发展对海图学的影响及目前海图学学科结构现状，从海图学作为海洋测绘学一个组成分支的角度及其与地图学一脉相承的特点，给出了现代海图学的概念内涵，归纳总结了当前海图学科研究建设面临的问题和关注重点；并根据信息时代海图学的发展要求，分析设计了现代海图学的学科体系，重点评述了各分支的专业方向和研究内容，集中展示了学科体系全貌及今后发展态势。希望通过以上表述，使读者能大致了解现代海图学科的整体结构和研究要点，为专业人士思考未来海图学的建设发展，不断提升海洋测绘能力起到抛砖引玉的作用。
【作者简介】文/申家双 贾俊涛 陈长林 王耿峰 张瑞瑞，来自海军研究院；第一作者申家双，男，1968年出生，河南新乡人，正高级工程师，博士生导师，主要从事海洋测量与遥感测绘技术研究。文章来自《海洋测绘》（2022年第5期），参考文献略，用于学习与交流，版权归期刊及作者所有，编发已取得授权。
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