随着“数智化”与声光电等现代电子信息通信技术飞速融合发展,人类已进入一个“泛地图”时代,从纸质地图到卫星遥感影像地图、导航电子地图、智能网联汽车自动驾驶地图、数字孪生地图……或写意,或写实,或理性,或感性,时代需求这只“看不见的手”正在驱动着地图家族不断增添新成员。

实景三维地图

图片

广东省中山市实景三维地图


目前,自然资源部正在推进实景三维中国建设,通过将三维化、高精度和全信息的大数据相结合,实现“地上下、室内外、水上下”全空间的一体化描述,达到可视化、可计算、可推演的功能成效。实景三维地图是国家新型基础设施建设的重要组成部分,以真实世界的场景为基础,综合使用各种三维建模技术,将地形、交通、居民地、水系、绿地等典型的地图要素三维表达,结合实时渲染云技术和游戏引擎实时交互的优势,支持通过手势、语音、触屏等操作方式,实现旋转、放大、缩小等观察功能,为使用者呈现更加逼真、立体的地图体验,为经济社会发展和各部门信息化提供统一的空间基底。

增强现实AR地图

图片

AR地图


地图与虚拟现实等新兴可视化技术碰撞,产生了VR地图、AR地图和MR地图。AR地图与人类活动的中观尺度相契合,提供了一种新的叠置——一切都叠加在视觉影像上,不仅视觉能叠加,任何可以可视化的信息均能叠加显示,使不可见、不可感知的变得可见,实现虚与实的融合,提供多维空间信息,增强人机交互,能应用于室内、户外等多场景。
在导航中,AR地图引导使用者实现自主定位和导航,虚拟信息与真实景观即时无缝融合,从而实现超越现实的感官体验。
在AR商场实景地图中,可以根据消费者的实际位置,投放对应的店铺信息、商品信息、服务信息、指引信息等,让逛街更有乐趣。
在安防行业中,在传统摄像机视频基础上,叠加各类地图线画和符号标签,使得实景视频图像变成了实时动态AR地图,实现智能视觉增强,打造立体防控系统。

智能网联汽车自动驾驶地图

图片

高精度地图数据


智能网联汽车产业的快速发展导致自动驾驶地图需求大爆发。自动驾驶地图是自动驾驶系统(L1到L5五个等级标准)的有机组成部分,内容包含高级辅助驾驶地图(L3级及以下)和高精度地图(L3和L4级及以上)。2022年8月,自然资源部下发通知,支持在北京、上海、广州、深圳、杭州、重庆6个城市首批开展智能网联汽车高精度地图应用试点。高精度地图是定位精度达到厘米级、数据维度更丰富的数字地图,逐步与现有导航地图无缝融合以实现“人车共导”,是车路云网图“五位一体”智能网联汽车“中国方案”有机组成部分。高精度地图数据更多来源于地图采集车辆或志愿者众包采集等方式,内容包含道路形状、道路标记、交通标志和障碍物等上百种目标,而且这类高精度导航地图的“读图者”已经不再是人,而是自动驾驶系统——通过机器读图和信息交互,自动驾驶系统能够更科学引导用户进行紧急避让等智能操作。

数字孪生地图

图片

数字孪生重庆地图


近年来,数字孪生、城市大脑、智能中枢等体现智慧系统标签的概念日渐流行,相关产业及标准化也加速发展。数字孪生是综合运用感知、计算、建模等信息技术,通过软件定义,对物理空间进行描述、诊断、预测和决策,进而实现物理空间与虚拟空间的相互映射、相互反馈、相互控制。数字孪生地图是通过数字地图来连接现实世界与虚拟世界,集成时空大数据的空间建模、空间感知、空间计算、虚拟仿真及时空AI等技术,实现现实世界的数字化精准重建,并对其中的实体和事件进行数值建模、位置服务、可视呈现、交互操作、虚拟推演和智能控制等,服务于各类智慧化应用场景,支撑各行各业动态“一张图”模式的信息系统升级,成为各地数字化改革的抓手之一。

故事地图

图片

走进地球之巅


《人类简史》的作者在书中提出一种观点:人类文明的基础是虚构的能力,虚构其实就是讲故事。故事其实是人类思考和认知世界的方式,始于心,成于脑。随着上世纪末互联网媒体的大爆发,为基于地图的故事叙述创造了新机遇。故事地图将故事和地图结合起来,是一种结合视觉和地理位置的叙事方法,用于显示特定事件、问题、地点或趋势的时空演化,多见于探索各地的历史、文化、风土人情、热点时事和人物故事,亦用于科研成果、社会调查的展示。例如2023年第31届国际制图大会,青岛市勘察测绘研究院制作的“蓝印·青岛老街地图”获得故事地图类第一名。
故事地图综合使用文字、声音、照片、视频、图表、地图和三维场景等多媒体内容来描绘故事的肖像和打造全新的沉浸式体验,是一种新的在线故事构建器,帮助叙事者把自己的叙述变成基于地点的故事描述。
进入智媒体时代,注意力经济、短视频传播、直播平台和社交媒体等新的生活方式促进了大众制图、个性化地图等新的应用模式,故事地图顺势也成为被称为“拇指一族”的年轻人开展学习和组织碎片化知识的流行“利器”。

行星地图

图片

月球和火星地图


随着我国从航天大国迈向航天强国,地图学也延伸到地球以外的广袤太空,为遥远星球建立“地图写真”。行星地图一般指具有固定表面地外天体(包括月球、行星、小行星、彗星等)的地图,其发展肇始于人类利用天文望远镜等对月球、火星等近地天体进行表面形貌观测和绘图。近代以来,世界各主要科技强国开展了包括载人、无人、遥感探测、着陆探测等多种形式的月球与行星探测任务,推动行星制图走向繁荣。
2007年,中国探月工程嫦娥一号探测器成功发射,我国编制完成了《嫦娥一号20厘米月球仪》《嫦娥一号全月球地形图集》,将月球上的深海、浅海、平原、丘陵、高山5种形貌类型进行了可视化,标注了月海、撞击坑、月溪等17类主要地名和海拔最值,2011年在法国巴黎召开的第25届国际制图大会上分别荣获球仪类第一名和优秀地图集等殊荣。2023年,我国又制作发布了《中国首次火星探测火星影像图》,分辨率达到76米,是目前国际上分辨率最高的真彩色火星全球影像图。
行星地图既可以应用于行星探测工程的探测区选取、探测器定位、规划、导航等多种任务,又可以服务于行星地形地貌、地质演化等许多关键科学问题研究,对于拓展人类对未知行星的认识具有不可替代的重要作用。

赛博地图

图片

珠江之眼


赛博空间被认为是继“陆、海、空、天”之后,由可视化、虚拟现实、通信技术、移动网络和人工智能等技术共同支撑下的人类活动的新空间,集知识空间、社会空间、网络空间与现实空间等多维空间于一体。描述赛博空间成了地图学的职责所在,即产生了赛博地图。赛博地图在虚拟空间中把人、计算机和各种信息资源连接起来,探索人类行为、经济现象、人文历史之间的奇妙关联和存在规律。设想在应急救援环境中,指挥部面对来自舆论、社情、环境和灾害态势的多源信息,通过赛博地图获得综合态势演变和最新环境状况,快速作出救援决策或形成预案。例如北京大学开发的“Theme-Map”可视化分析平台就是一个代表性的成果,用此平台绘出了我国东部地区半个月内的微博密度图。

元宇宙地图

图片

西安虚实一体


元宇宙(Metaverse)描述了一个由现实世界映射或超越现实世界的虚拟世界,对用户而言,是具备新型社会体系的数字生活空间,可以完全身临其境并与周围环境进行自然交互。元宇宙地图是支撑其得以实现的数字基底,集成海量、多维的时空信息数据,具有三维呈现和高精度等特征,支持虚拟空间中的定位与导航服务。例如华为“河图”以元宇宙地图为场景,以AR为切入点,为用户创造了现实世界与虚拟世界交融的体验。

结语

展望未来,伴随着地球环境的不断变迁和人类对世界认知的不断深化,未来地图仍将不断与新技术相碰撞、相融合,不断发展和嬗变,不断展现其科学、技术、设计、产业和新媒体等“五位一体”的独特魅力。地图之理,就在于知人所未知;心之所往,必有地图相伴。

作者:任福 武汉大学资源与环境科学学院
文字编辑:吕苑鹃
新媒体编辑:刘潇然 高轶菲(实习)
供图:广州市城市规划勘测设计研究院 北京超图软件股份有限公司 国汽智图(北京)科技有限公司 北京飞渡科技股份有限公司 中国地图出版社集团有限公司 中国科学院国家天文台 国家航天局 埃洛克航空科技(北京)有限公司

i自然全媒体

转载请在醒目位置标注来源:i自然全媒体

i自然投稿邮箱:mnrnews@163.com

电话:010-68047618

点赞,关注 !👇
举报/反馈

i自然全媒体

4万获赞 1.4万粉丝
中国自然资源报官方百家号
中国自然资源报百家号
关注
0
0
收藏
分享