现实街巷如何成为线上地图

　　羊城晚报记者 李钢

　　这些天，“地图可显示台湾省每条街道”的话题登上微博热搜，阅读量破10亿。不少网友发现，台湾省地图可精确到街道红绿灯，众多道路皆以大陆城市命名。在地图软件上，还已出现“京台高铁”路线图，起点为北京，终点为台湾省台北市。

　　网友们在“云逛”台湾省大街小巷、憧憬着将来乘高铁去宝岛的同时，也不禁会有疑问：如此详细的信息是怎样实现在地图上呈现的？如今很多人日常都会用到的地图软件又是如何采集数据、绘制和更新的？

　　原理从手绘开始

　　要说清楚地图数据采集的原理，咱们不妨先来个简单的尝试——你先拿张纸，画一下你们家小区的内部道路，有哪些主干道、有哪些小路，如果你搞不清楚，那么可以在小区里走一圈，边走边画。这个过程，其实就是地图测绘的过程。平常，咱们时不时会看到有些人架着个三脚架，在马路上对着某个方向观察来观察去，写写画画，这些就是测绘人员在工作。

　　画完之后，再拿一张纸。这张纸上则主要画小区内各种建筑物的分布、某栋楼在某条路的什么位置。

　　接着，再用一张纸，画上小区内便利店、垃圾站等设施的位置。

　　这时候，再将三张纸叠加在一起，假设纸是透明的，那么恭喜你，一幅你们家小区的地图就大致完成了。

　　这，就是制作一张地图的简单过程。如果将你绘制的手工图输入电脑，便是数字化地图的雏形了。在没有计算机的年代，人类的地图只能靠手绘。

　　现代的地图软件，运用的就是这种图层的原理，可以将数十个图层叠加在一起。用户在使用地图软件时，放大画面会呈现地区更多详细信息，正是因为不同分辨率的图层叠加在一起的缘故。如果选择卫星视图，还可以看到地面形态，则是因为叠加了卫星图层。

　　地理信息数字化

　　当然，现代的地图软件背后，应用到的技术远比上述过程要复杂且有难度。毕竟，要实现高精度、高准确性，靠手绘可搞不定。

　　这个时候，GIS（地理信息系统）就要出场了。GIS是一门综合性的学科，结合了地理学、地图学、遥感和计算机科学，是一种用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。

　　有了它，就可以基于计算机工具，对空间信息进行分析和处理，同时把地图和地理分析功能与一般的数据库操作进行集成。通俗地说，即是将实际的地形、建筑等地理信息转换成数字模式，从而能将这些数字化了的信息进行存储、分析、管理、计算等操作。譬如ArcGIS软件，就是一种绘制地图的常用软件工具。

　　有了工具和方法，然后就是地理数据的获取。

　　我们得先获得底图数据。来源有三个：一是从测绘部门获取权威地图，二是派人外出，在实地环境中测绘获得数据，三是使用卫星照片或者航拍照片——如果你财大气粗，可以自己发射卫星上天，就像谷歌那样；如果觉得麻烦，那就花点钱来买。无人机从高空拍摄的数码照片，再通过卫星影像进行补充，就形成了遥感影像资料。

　　以某地图软件为例，其点信息是通过人工一个个进行核实，线信息（路网）则通过有定位导航的车画出来，而面信息则是开源的，细分之下有30多个图层。将这些点、线地理信息加载在面信息上，就可以形成平常民用的生活地图。

　　人工作业不可缺

　　如今咱们使用的地图软件，往往有着更为丰富、详细的数据信息，譬如某条街上的某家小店，这种信息又被称为POI（兴趣点）。POI数据的来源就比较多了，包括开车去采集、人工利用智能设备采集，或者从一些互联网企业购买数据，等等。

　　在这方面，人工作业仍然不可或缺。因为在绘制地图的过程中，一方面需要派出人员到野外，将每一处地理信息进行调查核实，并准确地描绘在影像图上，包括居住区、河流、交通设施、植被、管线等。另一方面也需要专业人士将各类地理信息要素汇总到计算机中进行数据的整合，并利用专业软件制作成地理模型。而且，由于地球是圆形的，所以卫星和航拍的影像会有一定程度的变形，所以在进行处理时，还需要专业人员对这些影像进行进一步纠正。

　　再往下，就要继续叠加更为丰富的数据图层到地图上，譬如交通状况、三维信息、街景图等。其中，交通状况图可以依靠车辆的GPS采集实时数据，或者通过激光测速仪、摄像头、雷达等专业设备采集交通路况信息。有时候遇到堵车，导航软件会跳出来问你，啥情况造成堵车？是不是有施工或者事故？这也是通过车主来进行数据采集的方法之一。

　　地图更新与导航

　　如果要更新数据，只需要更换相应的某一个图层即可。简单而言，譬如你家小区里，有栋楼被拆了，那么你就需要把绘制了楼宇信息的那张纸抽出来重新画，然后再塞进去，就完成了地图数据的更新。

　　此次，某地图软件将台湾省的地图数据进行了更新，属于动态地图的一种展示。以前的地图，有什么才显示什么，叫做静态地图；现在则实现了即将开通的铁路信息也可以显示，这叫做地图信息动态化。

　　有了准确无误的地图后，还需要最后一步，才能实现地图导航功能，那就是定位技术。以往我们使用的是美国开发出的GPS系统，也叫全球定位系统。如今，中国已经拥有了自主研发的北斗卫星系统，并且实现了全球组网，使得我们不用再依靠美国的技术。通过手机等智能设备，或者专业的车载或者手持定位设备，就可以实时与卫星进行通讯，通过四颗卫星，确定具体的经度、纬度、海拔和时间信息（速度），实现了动态的定位和导航功能。