三維GIS與地圖符號的關係

2021-03-02 GIS啟示錄

今天想談一下三維GIS與地圖符號的關係。我們知道,地圖符號是二維時代的產物,而GIS正在全面向三維發展。作者在工作中發現, 現在大家似乎不知道該怎麼處理地圖符號。有人全面捨棄,三維場景要什麼地圖符號;有人完整保留,可是觀感非常難受。那到底該怎麼辦呢?我們知道地圖是三維世界在二維平面的展現,其本質是三維世界的抽象。地圖是由眾多地圖符號組成,不同的符號即是對不同的地物的抽象。根據符號的類型,可以分為點狀符號、線狀符號和面狀符號。相信每個同行對這些都很熟悉。那反過來思考一下,為什麼要對現實世界進行抽象?作者覺得有以下幾點:

減輕製圖人員的負擔。地圖的歷史非常悠久,很長一段時間都依賴人工繪製,如果什麼都事無巨細的畫在圖面上,效率簡直不可想像。

提高圖面承載的信息量。在計算機出現之前,地圖一直都繪製或者印刷在一定的實體介質上,如紙、絲綢、布匹等等,實體介質的圖幅大小有限,對地物進行抽象,就可以在有限的圖幅內添加更多的信息。

提高獲取信息的效率。現實世界極其複雜,對世界進行抽象之後,可以去除幹擾因素的影響,使用圖人員快速獲取有用的信息。

或許還有其他原因,歡迎大家跟作者討論。

進入資訊時代,地圖的繪製效率早已不是問題,電子地圖的出現也使得地圖不必受限於圖幅尺寸的影響,各種空間分析算法更使得地圖信息的獲取變得前所未有的簡單。這正是地圖在資訊時代的發展,也是GIS出現的重大意義之一。雖然很遺憾,不過目前對地圖學相關理論與方法的研究正在逐漸淡出人們的視線。因為計算機硬體性能的提升,使得人們可以不受束縛地直接顯示三維場景的模型。三維模型相對於地圖的優勢有:當然,三維模型還有很多其他優勢,但由於與主題無關,這裡不再討論。那地圖相比三維模型是不是就完全處於劣勢呢?作者認為地圖相比於模型最大的優勢在於獲取信息的效率。這可能聽起來有點反直覺,肯定有人認為三維模型這麼直觀,獲取信息的效率肯定比地圖快。比如說一所醫院,在地圖中會有一個紅十字架的點狀符號,整個醫院的範圍都會用面狀符號勾勒出來。如果是三維模型,你能知道這是一所醫院嗎?可以,如果你圍繞醫院的模型轉一圈,然後看到門口的牌子上寫著某某某醫院。當然,肯定也有人會說我在三維模型上寫字。可問題來了,三維模型+有位置的「字」就變成三維模型與二維地圖的疊加了。在地圖中,「字」是地圖註記,是地圖符號的重要組成部分。在三維模型上寫字,與將二維地圖與三維模型疊加,沒有任何本質的不同。在讀研那幾年裡,作者曾經覺得地圖註定會被時代淘汰,而三維模型將會完全取代地圖 。時至今日,不得不說又為自己曾經的不成熟而啪啪打臉。地圖與三維模型不是相互取代的關係,而是互相補充,互相發展。只是現在地圖符號的發展遠遠落後於三維GIS的發展,使得地圖符號在三維場景中變成一種尷尬的存在。因而,作者相信在將來三維GIS的研究中,一定會出現一個新的研究方向——三維地圖符號學。在繼承地圖學理論的基礎上,結合三維場景的特點,設計出符號三維可視化需求的地圖符號,才是地圖在三維時代的蛻變。其實這又帶來另外一個問題,就是三維地圖符號與三維模型的關係。兩者能否相互依存呢?假如說,把一條路的矢量符號化成三維模型,這條路的三維模型與三維GIS重建的三維模型之間有什麼關係呢?可視化的時候渲染哪一個呢?作者最近一直在思考,我們現在搞實景三維這麼熱鬧,可我們真的需要這麼「實」的三維嗎?現在的實景三維數據量已經爆炸了,卻依然看不到任何一種有效的解決方案。我們現在可以在一臺普普通通的電腦上瀏覽全球的矢量數據,可我們什麼時候能流暢的瀏覽全國的實景三維模型呢?全省?全市?如果能以虛代實,虛實結合,是不是就能夠滿足應用的需求?是不是就能夠擺脫數據量的束縛呢?

其實很早就想寫這麼一篇文章,只是經過這段時間的公眾號的運營,開始明白讀者更關注一篇文章能夠給他帶來什麼實際的收益。如果能夠應用到項目中,提高生產力,那自然是再好不過了。可惜,這篇文章只是想單純地探討一些現今存在的問題,甚至作者也不知道該怎麼解決這些問題。

公眾號創辦至今剛好一個月,關注人數卻剛剛破百。其實作者也能理解,畢竟一直在任性地寫著一些自以為是的東西,沒人看也是情有可原。當然,我也想和大家分享一些更為實用的內容,只是家裡還是斷網狀態,手機這個月已經用了40GB流量了……

以後,我還是會繼續寫一些思考性的東西,還請感興趣的讀者繼續支持本號。

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