地圖數據的前世今生

1、我想要張圖

老闆

我想要張圖,能導航的那種~

我想要張圖,酷黑炫酷吊炸天的那種~

我想要張圖,吃喝休閒一條龍的那種~

我想要張圖,世界很大我想去看看~

我想要張圖,......

丸子:可以基於百度地圖開發,數據都有...

老闆:不行,基於百度地圖沒有靈魂,我們要打造一款我們獨有的產品

丸子:那得先做控制測量,讓後圖根測量,然後碎部點採集...

老闆:你閉嘴!找個人畫一下不就行了麼~

丸子:不行,我們是個正經行業!

老闆:好好...你倒是說說怎麼個正經法!

2、首先得從一個球說起

丸子:老闆,地球是個很不正的球你知道吧?

老闆:不是麼?地球儀不挺正的麼?你倒是說說,怎麼個不正法

丸子:額,當我沒說過,就不展開了~,就是個正球吧,那你知道怎麼樣表示一個東西在地球上的位置麼?

老闆:這個我知道,經緯度,格林威治,本初子午線啥的,高中地理學過,我跟你說我當年地理可是很厲害的......

丸子:老闆真厲害啊,太崇拜您了,是這樣的,爲了更好的標識位置,先人創造了經緯網,但是地面上是不存在這樣的經線和緯線的,所以你還是沒有辦法知道你的座標。

老闆:那咋整?

丸子:通過其他的方法來測算,比如天文測量,通過觀測太陽和其他恆星來反算自己的位置。

老闆:你確定你沒在開玩笑?

丸子:這聽起來確實不靠譜,所以這個工作由國家代勞了,國家通過精密天文測量在我們國家境內測定了一個點的座標,這個就是大地原點,這樣我們就可以通過這個點推算其他點的座標了。

老闆:嗯......,高中課本里好像只說過通過太陽影子判斷時間的,沒想到座標也是靠太陽,太陽挺厲害,那知道座標以後呢?關地圖啥事啊?

丸子:知道位置了纔好投影啊!

老闆:你在說啥?咋又出來個投影

丸子: 老闆,是這樣的,地球是球面,可是我們看的地圖卻是個平面,就需要將球面變平面

老闆:好像是的,那咋整

丸子:用投影的辦法,好比在橢球中心放個燈,然後在球四面圍上一圈紙,這樣地球的影子就可以落在紙上了

老闆:有點意思,可是燈也沒辦法放到球中心啊

丸子:是的,所以我們就需要用數學的方法來解決,比如構建一個橢球面到平面的投影方程,類似下面這個就是谷歌地圖的用的投影方法,這樣球面的點和平面點就可以一一對應上了。

老闆:那還等什麼,趕緊投影啊,地圖不就有了~

丸子:可是這個球還是個光球,上面啥都沒有啊~

老闆:那還得先把圖畫到球上?

丸子:額......可以這麼理解吧,但是在這之前還需要一張網

老闆:我就知道肯定還有個但是~ 

3、還得一網

老闆:爲啥要這個網呢?

丸子:因爲世界很大,如果就一個點,所有想知道座標的人都得從這個點一點一點測過去,這個太麻煩了,不如事先就在各個地方都測好一系列的點,想要測定座標的就從可以找附近已經事先測好座標的參考點位,也不要非得跑到大地原點了,這樣不就方便了,這一系列預先測好的點組成的三角網就叫控制網,這個控制網根據需要可以進行層層加密。

老闆:那這個網感覺很大,這個要咋測啊,感覺成本很高的樣子~

丸子:確實很麻煩,以前都是用一種叫全站儀/水準儀的設備來一個點一個點測,現在隨着衛星測量技術的發展,在條件允許的情況下都可以使用測量型接收機來進行座標測定了,比如GPS和北斗

老闆:這個我知道,原來他們是用來幹這個的~

丸子:控制點做好後就可以做碎布點採集了~

老闆:啥是碎步點,咋採集啊?

丸子:地圖上不是有水系、建築、道路這些地物麼,這些地物實際上都是通過用點串聯起來,畫出來的,而這些點就叫碎步點,

採集的方式就外業跑尺或者影像矢量化

老闆:怎麼又出現我聽不懂的詞了

丸子:別急,我來跟你港

4、測繪老鐵跑尺啦~

丸子:說到外業採集,有通過RTK(Real - time kinematic,實時動態,一種載波相位差分技術),也有通過全站儀的;

老闆:這兩者有啥區別?

丸子:RTK就是利用衛星定位來進行座標測定的,它的好處就是簡單,快速,但是在有遮擋的環境下就收不到衛星信號了,只能用全站儀,一個人拿着棱鏡到處跑,另一個人在這邊用機器測定棱鏡的位置,根據不同的情況,需要不同的選擇。

老闆:後面那個我見過,大馬路上,我以爲是什麼高端的照相設備呢~

丸子:我們倒是經常用它來偷看路上的美女~

老闆:這個外業還是挺辛苦的

5、描一下也可以!

丸子:是的,不過現在由於有了高清的航拍技術,可以首先通過這些無人機快速的進行航飛拍照,這樣回來之後就可以在辦公室裏使用工具照着影像把地物都描出來就可以了,這樣就會少很多風吹日曬

老闆:不過聽着也挺麻煩的

丸子:是的,都屬於勞動密集型,目前通過深度學習技術對影像進行自動的地物提取也有很大的進步,未來這些枯燥的工作應該會被機器人替代(如現在如雨後春筍般的時空智能公司,通過訓練,可以快速提取道路網,水系,山脈等)。

老闆:這個好~

6、興趣點老難了~

丸子:上面的只是完成了基礎地形圖的採集,對於老闆關注的吃喝玩樂信息,上面都是沒有的

老闆:可是這些東西纔是我關注的,你說了半天這些東西還沒有啊?!!!!

丸子:是的,老闆你說的東西就是興趣點,就是您感興趣的點位信息,這些東西也需要外業人員一個點一個點的進行採集覈實

老闆:這工作量也太大了吧

丸子:所以成本很高,爲了保持這些數據的有效性還需要週期的更新,比如這個店鋪換名字了、搬家了都需要覈實,所以做地圖的一般很難盈利~

老闆:我想給高德/百度捐點錢~

7、製圖獅來啦~

丸子:興趣點和地形圖都做好了,但還不能直接用

老闆:爲啥呀?

丸子:因爲太醜了,而且大部分原始數據都是使用AutoCAD製作,沒有辦法很好的管理,需要入庫和製圖美化一下

老闆:入庫啥的我不感興趣,你就說說咋美化?用美圖秀秀麼?

丸子:要對基礎圖形信息按照電子地圖的標準進行符號化,比如道路用什麼符號、河流用什麼符號以及顏色......哪些地物在哪個縮放級別下才是顯示的, 讓用戶能夠一眼就看的明白

老闆:原來是這樣啊

8、給你就是一通切

丸子:圖是做好了,但是地圖一般都比較大,如果存成一張巨大的圖片,誰訪問就加載這圖片,那基本上是不可能的

老闆:好像是的,那咋整?

丸子:就需要將這個大圖用性能很好的服務器切成很小的瓦片圖片,比如256×256,這樣地圖引擎只加載感興趣範圍的那幾個瓦片,傳輸量和顯示的壓力都很小,速度還很快

老闆:這個方法不錯

丸子:但是這個方法在數據變更後就得需要重新切圖,其實很不友好,如果是變化很頻繁的場景下,就不能預先切圖,而是實時切,前端把感興趣的範圍傳到服務器上,服務器上根據範圍實時將地圖內容渲染出來,然後發給前端,這樣數據就能保證數據的實時性,但是效率比較差,效果不太好

老闆:我看到了商機,這塊你去研究研究~

丸子:老闆,今天天氣比較好誒~

9、GIS大哥,服務到家

老闆:地圖都好了,我怎麼看,我想用手機怎麼看?

丸子:光地圖好了,還不夠,還需要開發地圖顯示工具,比如支持地圖的顯示、縮放、查詢、路徑規劃~,搭建GIS服務,用來發地圖服務,支持後端渲染,空間分析......

老闆:那給我招個程序員來

丸子:這個需要專業的程序員,比如搞GIS開發的人

老闆:還需要什麼條件麼?

丸子:搭的了頁面,寫的了後臺,管的了數據,帶的了項目,寫的了文檔,吹的了牛皮,關鍵還要熱愛工作,不在乎酬勞!

老闆:雖然我們是正規公司,但是經營壓力確實很大!那這件事就交給你了~

丸子:保證不一定完成任務

10、生生不息~

幾個月後...)

丸子:老闆地圖好了,您看看

老闆:不錯不錯,趕緊發佈吧~

丸子:可是在我們開發這段時間,好多信息都變更了,需要更新數據,不然信息都是錯的,用戶會罵的~

老闆:...... 那我是不是還得要招個測量隊~

丸子:是!

老闆:你怎麼不早說!!!

丸子:我記得好像說了...

老闆:你可以走了!!!!!

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PS:後續小編的主要精力放到GIS理論開發知識的大衆化的道路了,通過淺顯易懂的語言,結合多年行業應用開發,通過微信訂閱號傳播(每週更新三篇文章及相關GIS編碼知識),爲GIS的發展盡微博之力。終極目標是讓GIS不再專業,讓GIS更加大衆,使得GIS深入各行業應用,讓每位GISER都有一股自豪感!以下是我的微信訂閱號二維碼,感興趣的可以交流溝通!

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