大數(shù)據(jù)時代公開版地圖繪制的思考

大數(shù)據(jù)時代公開版地圖繪制的思考吳媛媛

（山西省測繪地理信息院，山西太原030001）

0.引言

地圖是地理學家的第二語言[1]，是表達復雜世界最偉大的創(chuàng)新思維[2]，為推進人類文明進步發(fā)揮了巨大作用[3]，無法想象一個沒有地圖的世界[4]。相較于單一地圖，地圖集具有更強大的信息載負能力，素有“地理大百科全書”、“地理數(shù)據(jù)庫”的美譽，一部地圖集是一個時代人類文明的傳媒[2]。大數(shù)據(jù)時代，地圖學又站在了新的歷史起點上[5]。當今的信息技術發(fā)展日新月異，也為地圖編撰工作提供了前所未有的機遇。與傳統(tǒng)測繪模式相比，大數(shù)據(jù)時代使得測繪數(shù)據(jù)獲取更加快捷高效，但也存在大數(shù)據(jù)資源未能深入挖掘其自身價值的問題。如何盤活現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫，用好大數(shù)據(jù)增量，必須在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的基礎上，充分利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢和特性，以促進公開版地圖繪制工作。

1.大數(shù)據(jù)概述

1.1大數(shù)據(jù)的概念及特點

大數(shù)據(jù)是具有綜合屬性的數(shù)據(jù)合集，這些數(shù)據(jù)合集的規(guī)模和復雜程度已經(jīng)超出目前數(shù)據(jù)庫管理軟件和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術在可接受時間下的獲取、管理、檢索、分析、挖掘和可視化能力。在國務院發(fā)布的推動大數(shù)據(jù)發(fā)展的新架構(gòu)中，大數(shù)據(jù)被定義為一組大容量、多種類的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的來源并不局限于傳統(tǒng)意義上的專業(yè)部門，而面對的是大眾以及各個感應器，其中就有網(wǎng)絡信息和社交平臺這兩個主要對象。在2022年IBM提出了大數(shù)據(jù)的五種特點：（1）數(shù)據(jù)量非常大，規(guī)模達到PB級；（2）數(shù)據(jù)的種類繁多，其中就有位置信息、文本信息、圖像信息和社會信息；（3）數(shù)據(jù)價值密度低。因為數(shù)據(jù)量非常大使得數(shù)據(jù)的類型異常復雜，最終導致的結(jié)果就是價值的密度非常低，大型數(shù)據(jù)庫中包含的信息不一定是潛在用戶需要的信息；（4）數(shù)據(jù)處理速度快，大數(shù)據(jù)信息是基于先進的數(shù)據(jù)處理平臺，用戶可以使用適當?shù)臄?shù)據(jù)處理工具快速處理數(shù)據(jù)；（5）數(shù)據(jù)的真實性和質(zhì)量是成功的關鍵。

1.2大數(shù)據(jù)的價值

大數(shù)據(jù)徹底改變了地理信息的生產(chǎn)和傳播方式，顛覆了傳統(tǒng)地圖的編制與呈現(xiàn)方式。大數(shù)據(jù)的價值主要體現(xiàn)在多個層面：為公眾和其他數(shù)據(jù)用戶提供數(shù)據(jù)服務，使他們能夠快速獲取所需的數(shù)據(jù)；為各領域的發(fā)展提供數(shù)據(jù)平臺，促進行業(yè)的發(fā)展；提高工作效率。

從地圖編制的角度來看，公開版地圖中應用大數(shù)據(jù)技術，針對數(shù)據(jù)信息開展收集和整理工作，有利于提升地圖信息相關工作的便捷程度。由此可見，地圖應用大數(shù)據(jù)技術，可以推動地圖行業(yè)實現(xiàn)變革，同時為地圖行業(yè)的整體發(fā)展奠定基礎。

1.3大數(shù)據(jù)種類及特點

大數(shù)據(jù)的類型很多，根據(jù)不同的角度有不同的分類，按照數(shù)據(jù)狀態(tài)可以分為兩類：空間大數(shù)據(jù)和實時大數(shù)據(jù)。例如現(xiàn)在很多人都喜歡的智能手環(huán)和手表，它可以監(jiān)測人們?nèi)粘５倪\動和睡眠情況，根據(jù)監(jiān)測同一時空數(shù)據(jù)進行運動排名，制定運動計劃。還有搭地鐵、乘火車出行，通過實時大數(shù)據(jù)，用戶可以提前避開擁擠的車廂；車廂里的溫度能做到“冷暖自控”。因為它是根據(jù)人員流動自行調(diào)整的。這背后其實就是大數(shù)據(jù)在起作用。

大數(shù)據(jù)具有較為顯著的非結(jié)構(gòu)化特點，因為數(shù)據(jù)的屬性各不相同，所以后續(xù)的處理工作難度較大，特別是相關的收集工作和存儲工作，不能應用有序的結(jié)構(gòu)模式實施處理，也就需要應用不同的存儲模式，導致過程更加復雜。一般來說，文本化存儲以及空間數(shù)據(jù)二進制存儲均為以往應用頻率較高的存儲模式，但是應用大數(shù)據(jù)技術時，該項技術可以針對數(shù)據(jù)開展更加細致的分析工作，也就導致數(shù)據(jù)整體的處理難度較大。與此同時，其對于傳輸速度也提出了較高的要求。因為類型多樣，所以必須采用專業(yè)化程度較高的模式，開展數(shù)據(jù)的分析處理工作，以充分體現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術的作用和優(yōu)勢，同時也為數(shù)據(jù)信息的多樣化轉(zhuǎn)換提供支持。從實際上來看，大數(shù)據(jù)技術持續(xù)發(fā)展的過程中，其最主要的應用意義在于可針對海量數(shù)據(jù)實施處理，并保障處理效果的可靠和專業(yè)。

2.與傳統(tǒng)地圖相比基于大數(shù)據(jù)地圖制圖的優(yōu)勢

優(yōu)勢主要有：大數(shù)據(jù)制圖易于存貯，并確保存貯中的不變形性，從而提高了地圖的使用精度；大數(shù)據(jù)制圖易于校正、編輯和更新，增加地圖的適應性、實用性和用戶的廣泛性，各個信息員以及網(wǎng)民,在各自所在的區(qū)域?qū)崟r添加變更信息，可以更好維護地圖的現(xiàn)勢性[6]；大數(shù)據(jù)制圖不僅減輕了制圖人員的勞動強度，而且減少了制圖人員的主觀隨意性而產(chǎn)生的偏差，為地圖制圖進一步標準化、規(guī)范化鋪平了道路；大數(shù)據(jù)制圖提高了成圖速度，縮短了成圖周期，改進了制圖和制印工藝；大數(shù)據(jù)制圖增加了地圖品種，拓寬了服務領域[6]。

3.公開版地圖的作用以及設計

3.1公開版地圖的作用

公開版地圖是指出版、銷售、發(fā)行、展示的地圖，以及帶有地圖圖形的產(chǎn)品。它是在紙、磁盤、多媒體大屏等媒介上顯示自然和社會文化元素的統(tǒng)稱，主要產(chǎn)品包括傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖、地球儀、數(shù)字地圖、導航電子地圖、網(wǎng)絡地圖、手機地圖、三維地圖、街景地圖、專題地圖等，最主要的作用是服務公共行政、日常生活、社會經(jīng)濟發(fā)展和維護國家權益等。

3.2公開版地圖的設計

公開版地圖是把基礎地理信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖形的數(shù)字圖像，是可以顯示各種自然因素或社會經(jīng)濟現(xiàn)象并公開出版的地圖數(shù)據(jù)。從基礎地理信息數(shù)據(jù)到制圖圖形數(shù)據(jù)，從以對象為對象的數(shù)據(jù)到以圖形數(shù)據(jù)為對象的要素轉(zhuǎn)換，符號化設計、適度綜合、要素關系的協(xié)調(diào)處理和脫密處理是制作公開版地圖的核心工作。公開版地圖滿足了人們對地理信息的需求，大數(shù)據(jù)技術為地圖編制提供了新手段，如引入流數(shù)據(jù)、字符云等方法可增強圖面效果，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術的進步也推動地圖朝著智能制圖的方向持續(xù)演化[7]。地圖的表達形式、色彩風格、符號系統(tǒng)、圖表結(jié)構(gòu)、圖面配置等各方面都離不開設計。設計能讓地圖以更加藝術的形式展示，使地圖更具吸引力，大大提升用戶的讀圖體驗[8]。地圖符號是表現(xiàn)地圖內(nèi)容的基本標記，是地圖編輯設計的重要部分。地圖符號由形狀、尺寸、色彩、定位點和文字等元素組成，與各種地物和現(xiàn)象的空間位置有著相對的特性關系。符號的設計和地圖的用途、內(nèi)容、比例尺、地域資料特征、視覺美觀、使用要求、生產(chǎn)和成本等因素有密切的關系。在符號的設計中，根據(jù)點形符號、線性符號、面形符號和解釋四種類型設計基本符號，要做到形象簡潔、順序分明、邏輯性強。

4.大數(shù)據(jù)時代公開版地圖繪制出現(xiàn)的變化及面臨的問題

我國現(xiàn)有地理信息資源庫包括矢量數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)更新與實際需求之間仍存在較大差距。地理信息的應用要求越來越多，這些層次多、速度快、精度高的數(shù)據(jù)信息使地圖更新要比以往更快些。

4.1新時期公開版地圖繪制發(fā)生的變化

4.1.1數(shù)據(jù)獲取方式發(fā)生了變化

與傳統(tǒng)地圖相比，數(shù)據(jù)采集方式發(fā)生了變化。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要包括野外測繪、遙感數(shù)據(jù)及公共部門發(fā)布的數(shù)據(jù)和工業(yè)現(xiàn)場提供的數(shù)據(jù)。而在現(xiàn)在這個網(wǎng)絡發(fā)達的數(shù)據(jù)時代，還能夠應用眾源的方法來得到數(shù)據(jù)。它把傳統(tǒng)的地理信息數(shù)據(jù)和VGI數(shù)據(jù)結(jié)合起來，造就出積極向上的滿足移動互聯(lián)網(wǎng)時期用戶需求的大數(shù)據(jù)成效。

4.1.2地圖服務模式發(fā)生了變化

公開版地圖繪制模式由專業(yè)化、標準化向制圖的多樣化、個性化、大眾化轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品形態(tài)由單一的傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖向數(shù)字地圖轉(zhuǎn)變，虛擬地理環(huán)境和各種基站點的服務系統(tǒng)發(fā)生了變化。

地圖不僅服務于國民經(jīng)濟和國防建設，還服務于人們?nèi)粘Ｉ?。比如，有人使用地圖是為了尋找商場打折促銷活動；有人使用地圖是為了尋求最近道路；有人使用地圖是為了尋找美食種類；有人使用地圖是為了旅游便捷；有人使用地圖是為了研究老街小巷與城市的空間分布特征。地圖編制工作多項內(nèi)容逐漸改變，越來越需要大數(shù)據(jù)技術的支持，以實現(xiàn)自身及用戶個性化知識的需求。地圖服務模式要強化基于大數(shù)據(jù)分析各類用戶的特點，積極尋找用戶關于地圖服務的需求，為用戶提供個性化、多樣化、藝術化的地圖服務。相應的服務模式也由被動的服務保障轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥姆毡Ｕ希绻Ａ粼趥鹘y(tǒng)紙圖提供的水平上，地圖服務保障遠遠不能滿足用戶多樣化和個性化的要求。要以用戶需求為核心，面向不同種類的地圖用戶，提供不同的內(nèi)容、創(chuàng)意和解決方案。

4.2大數(shù)據(jù)應用存在的問題

一般來說，地圖的制作需要大量的地理信息和專業(yè)的數(shù)據(jù)支持，隨著數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，大數(shù)據(jù)的應用給地圖的制作帶來了新的方法和手段。但也存在一些問題：（1）大數(shù)據(jù)的提取與識別。大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大，如何正確地提取和利用如此海量的信息是一個很大的挑戰(zhàn)；（2）大數(shù)據(jù)的安全性。由于數(shù)據(jù)量大，它包含了用戶的隱私，如果不能得到有效的處理，將會產(chǎn)生嚴重的后果，所以需要采取有效的措施對信息進行安全管理；（3）大數(shù)據(jù)庫中沒有統(tǒng)一的應用標準。由于不同的信息系統(tǒng)采用了不同的數(shù)據(jù)標準，因此產(chǎn)生了數(shù)據(jù)障礙，不利于數(shù)據(jù)開發(fā)和使用。

5.結(jié)束語

我們首先要制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，其次要完善大數(shù)據(jù)安全管理體系，最后要對數(shù)據(jù)進行分析。數(shù)據(jù)采集的分析處理是一個復雜的過程，需要對數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲進行分析處理。

傳統(tǒng)的公開版地圖繪制工