地图新表达：虚实叠置

著名地图学家、中国工程院院士王家耀说：“地图是表达复杂地理世界的人类最伟大的创新思维。”一直以来，地图世界精彩纷呈，优秀作品层出不穷。相信很多人都曾经有过把各种各样的地图“叠置”起来看的想法，使多种空间数据叠置显示。这或许也是加拿大测量学家罗杰·汤姆林森在1963年首次提出地理信息系统（GIS）这个概念的动因之一，之后他建立了世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS），为了能够看得更广、更全和更深入，该系统把地图“叠置”起来，并由此给GIS软件带来了“图层”这个沿用至今的重要概念。著名地图学家、中国工程院院士郭仁忠说：“GIS是地图学的当代发展和数字化转型，继承了地图的科学思维和技术特征，是基于地图的信息系统。”

地图是对地理环境的刻画表达，地图“叠置”的本质是将两个及以上的地理要素、空间状态、专业信息叠加在一起，以产生新的效果、信息或状态。例如，经典的地形图是将地面的地貌、水文、土壤、植被等自然地理要素和居民点、交通线、境界线、工程建筑、地名等社会经济要素进行精确而详细的叠置表达。又如智慧城市建设中流行的可视化大屏，其开发中用到的GIS技术是将城市卫星遥感影像、街景图像、矢量数据等三维地图场景和人、车、物、路等动态大数据进行高清且动态的叠置表达。

如今，在信息与通信技术（ICT）、数智技术的推动下，地图从多个维度立体呈现出“虚实叠置”的表达特性。

地上建筑和地下地质叠置显示  图/北京超图软件股份有限公司

多空间数据合成  图/北京五一视界数字孪生科技股份有限公司

从空间维度来看，地图日益成为表达“全空间”的理想媒介，这里所谓的“空间”，其类型和尺度十分多样，既包括大家熟知的宏观尺度（Macroscopic Scale）的陆海地理空间和人观尺度（Human Scale）的室内外生活空间，也涵盖了诸如宇观尺度（Cosmological Scale）的星系或行星空间、中观尺度（Mesoscopic Scale）的国家或省域空间、微观尺度（Microscopic Scale）的企业工厂或人体大脑、超微观尺度（UltramicroscopicScale）的基本粒子内部结构空间等。这些不同类型和尺度的空间叠置后，更有“一画抵千言”之效。地图既是人类空间认知能力体系的图示化呈现，也是水平和垂直空间基准位置的提供者，而“位置”“地方”正是地理学的“基因”，地图也因此被公认为地理学家的第一代语言。

虚拟数字空间  图/北京超图软件股份有限公司

从时间维度来看，时间是一种连续的过程，从过去流向未来，往往与空间共同构成四维时空。马克思曾深刻指出：“时间是人类的发展空间。”地图对地理空间从以前时间序列“快照式”静态表达逐步演化到现今“全生命周期”动态表达，进而到未来“时空立方体”综合叠置。历史地图资料能让人类回溯过去，时空感知大数据能让人类精准把握当下，专业想象力又能让人类畅想和规划未来。

城市臭氧时空立方体  图/北京超图软件股份有限公司

地图叠置应用于我国正在进行的国土空间规划工作，该工作将历史演变、现状特征和未来趋势等要素叠置在一起，实现保护历史文化遗产、优化国土空间结构、提高土地利用效率、促进绿色发展等目的，据此编制形成的系列国土空间规划地图将成为国家空间发展的指南、可持续发展的蓝图。

从内容维度来看，地图所表达的对象遍及物理空间、社会空间和信息空间三元空间，其内容从以前独立的、离散的“多幅图、单主题”模式逐步发展到现在贯彻“共同体理念”的“单幅图、多主题”模式，地图的“叠置式”叙事思维应用到各行各业的多个场景中。例如在自然资源管理领域，“山水林田湖草”等一直是重要的内容对象，早期的自然资源地图集将各内容对象独立成篇，以满足当时对管理对象的认识需求，如今“山水林田湖草是一个生命共同体”“人与自然是生命共同体”“推动构建人与自然生命共同体”等“共同体”责任意识深入人心，图集叙事将以生态文明为核心，从生态保护、可持续发展、绿色发展、人文关怀、全球视野等多方面实现“叠置”。又如从智慧城市到新型智慧城市建设，发展重心从打造垂直行业的“智能化”信息系统转换到搭建“灵性服务”公共平台，地图角色相应完成从作为信息系统“交互界面”转换为云计算平台中“地图即服务”的拓展，地图内容相应从行业设施对象管理升级到专业模型信息服务，其服务细分至每个专题叠置层都可以作为一个独立的服务。

重庆出租车活动轨迹示意图  图/北京超图软件股份有限公司

从媒体维度来看，从“铅与火”平面媒体、“光与电”立体媒体到“数与网”全媒体，地图因其直观性、易懂性和信息丰富性等特点一直是媒体的宠儿，媒体通过使用地图来增强报道的吸引力和可读性。近年来，各类导航地图应用相继出现，既强化了地图的科技感，更延展了其新媒体属性。地图读者已从被动受众变为积极参与者，“Prosumer”（生产消费者）一词由Producer（生产者）和Consumer（消费者）两个词汇合成，意指网络3.0时代背景下一种“生产者即消费者”的新型互联网用户。同时，许多带有“众”字的模式涌现，例如众包、众源、众创、众规、众绘、众智、众筹、众扶、众答等，而地图正是其背后不可或缺的纽带，人类主观认知世界和客观实体世界通过地图实现虚实叠置。“地图+”已成为“新媒体+”在空间场景下的重要应用生态，承担着空间认知工具、地理信息媒介、空间信息公共服务平台乃至人类活动观察窗口等多重使命。

从数据维度来看，专业机构生产的高质量专业生成内容（PGC）一直是地图制图依赖的重要数据源，如今来自庞大互联网使用群体的用户生成内容（UGC）逐渐成为PGC数据的重要补充和部分替代，然而随着生成式人工智能技术带来全新、颠覆性的人工智能生成内容（AIGC），地图制图必将实现PGC、UGC和AIGC三类数据叠置，实现自适应用户需求和偏好生成个性化、精准化地图，甚至纯想象的地图。

PGC数据和AIGC数据对比  图/北京飞渡科技股份有限公司

增强现实地图、智慧地图、全息地图、赛博地图等数智地图新品种的不断迭代演化，为地图学的持续变革创造了无穷机遇。未来，地图的“虚实叠置”终将走向“虚实共生”，届时，虚拟和现实的地图要素将实现叠置与融合。

※审图号：GS京（2024）0084号

初审：卖切糕的小姑凉

复审：suzie

终审：顺宇

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