智慧城市下在線交互式快速制圖模式的研究

劉暢

（河北省制圖院）

1 引言

智慧城市環境下，新媒體對現有制圖模式產生了廣泛且深遠的影響，因空間數據具有應用廣泛、數據量大和數據價值高的特點，是大數據產業必不可少的板塊。地圖是地理信息的重要表現形式，地圖數據承載的信息量越來越多。近年來，新的制圖技術不斷出現，如快速制圖、三維GIS、無人機圖像處理和大數據挖掘等技術。地圖故事、微信地圖、在線遙感處理和云GIS等新技術的應用，使制圖朝著專題化、動態化、交互化和智能化的方向發展，為實現智慧城市“互聯網+”的升級與轉型提供基礎。

2 傳統制圖模式面臨的挑戰

智慧城市作為城市現代化發展的產物，象征著當前信息技術的迅猛發展給人們帶來的便利。智慧城市下，專題數據分析和智能決策支持等需求得到了快速增長，數據處理的速度、廣度和深度決定了智慧城市的發展質量，城鎮化的快速發展積累了海量的空間數據。隨著城市規模的不斷擴大，城市決策者應轉變傳統的數據思維，重視新媒體技術的應用，加大對城市信息的挖掘、融合和分析。就目前而言，新媒體對傳統的制圖模式帶來了以下幾方面的挑戰：①消息源與接收者之間的界限被打破，人人都可以是“制圖員”；②互聯網地圖活動逐漸由被動轉為主動，人人都可以是“審圖員”；③地圖的使用方式呈現多元性、互動性和虛擬性等類似人際對話的信息流動特征，人人都可以是“搜索員”；④“導航定位＋搜索引擎”這一新媒體不僅打破了物理空間的限制，還可以讓人們了解獲取位置信息的渠道，人人都可以是“廣播員”?？梢?，制圖學需要不斷地創新和拓展，專題制圖要以新媒體為載體，通過現有的技術提高制圖的效率。另外，在新型制圖學的要求下，越來越多的人們可以參與到制圖環節中，充分發揮自身的主觀能動性并做到主動制圖，完善了傳統地圖的細節，提升了地圖的可使用性，也更加符合智慧型城市建設的需求。此外，新型制圖學在無形中帶動了周邊產業的發展，起到了一定的輻射作用。

3 在線專題制圖模式的演化

在線專題制圖模式經過專題制圖內容類型、專題地圖產品層次以及專題制圖方式開放程度3個層次的演化。在智慧城市下，專題地圖內容需求廣泛，不僅需要自然地理類的專題信息和社會經濟類的專題信息，還需要個人的社交網絡類和團體專題信息[1]。從制圖模式角度來看，專題內容經過不斷的拓展，其內容被提煉為分析型和統計型2種制圖模式，分析型制圖模式較重視專業的建模和分析結構的可視化，統計型在統計數據的處理和動態符號方面較為側重。專題地圖產品需求多樣化和層次化，既需要傳統數據直接驅動下制作的靜態數據地圖產品，又需要基于數據信息分析驅動下制作的動態信息地圖產品，更需要多源專題數據聯合建模和深度分析，這些產品可以是二維、三維和高維地圖，相應的制圖難度不斷增加，但“數據—信息—知識”產品層次升級對城市管理者科學決策水平的提升有很大的幫助。隨著新媒體的不斷變化和發展，專題制圖方式也在不斷的演化，呈現出主動化、開放化和靈活化的發展趨勢，地圖用戶不滿足于被動的地圖瀏覽者，而迫切希望成為地圖設計和制圖的參與者，靈活選擇地圖的獲取渠道，強調在移動環境下隨時隨地獲取或定制個性化地圖。

4 在線交互式快速制圖模式設計

在智慧城市建設過程中，智慧城市的建設，使城市管理、醫療、交通運輸、教育、房地產、公眾安全和公用事業等領域的服務更高效、互聯和智能。在線制圖是一個復雜的交互過程，按其側重的交互要素來分有以用戶為中心、以地圖為中心和以任務流為中心的交互模型[2]。智慧城市的建設更加強調人的主體地位，注重開放創新空間的塑造，提高市民參與度和用戶體驗度。提供多層次的專題制圖服務將成為新時期地圖制圖產業的增長點，專題制圖模式研究對推動地圖制圖學科的發展具有非常重要的作用。

針對用戶在線快速制圖的需求，快速制圖的流程如圖1所示。用戶在整個制圖過程中扮演著多個角色，充當地圖信息發布的志愿者，打破了消息源與接收者之間的界限，充分利用網絡資源，從被動接受地圖到主動參與地圖的制作與個性化設置。用戶可以保存地圖的制作狀態，只要有網絡和瀏覽器，用戶便可以繼續完成制圖工作。在制圖過程中，需要對多源異構的數據進行專業性處理，在知識庫和規則庫的引導下，整合影像數據、矢量數據、專題數據以及用戶標注數據，以達到最佳的地圖可視化表達。

圖1 在線交互式快速制圖模式設計流程

5 結語

智能城市建設的快速發展對我國的地圖制圖模式提出了更高的要求，傳統的制圖模式已經無法滿足現有的城鎮化發展需求，在線交互式快速制圖模式和傳統的制圖模式相比，更加便捷化、人性化和智能化，但在具體的細節方面還需要做進一步的研究：

1）由于用戶需求的多樣性和用戶行為的不確定性，為提高地圖制圖的智能化程度，降低交互制圖過程中對用戶認知能力的要求，需要進一步優化每個模塊，完善在線制圖的知識規則庫和知識性制圖向導，通過分析用戶的個性，總結其中的共性規則，增加用戶交互制圖的流暢性；

2）此模式采用符號定義和渲染引擎分離的方式，滿足專題數據的自適應可視化，需深入研究矢量柵格數據相結合的可視化表達方式；

3）智能化城市建設作為一種新興的建設方式，在我國興起的時間并不長，相關專家學者對智能化城市的研究較少，具體的成功理論經驗更是少之又少。因此，智能化城市應用在我國城市建設過程中仍處于磨合階段，特別是在線交互式快速制圖模式在具體應用實踐中更是存在一定的不足，需要相關技術人員對在線交互式快速制度模式進行重新審視和完善。