筆者在敲下這一段字的時(shí)候，不由得想起上世紀(jì)末王選等老一批科學(xué)巨匠為漢字出版所作出的卓著貢獻(xiàn)。由于漢字的復(fù)雜性，早期錄入漢字時(shí)需要占用巨大的儲(chǔ)存空間，并且在將字體放大時(shí)，字體邊緣還會(huì)出現(xiàn)鋸齒，嚴(yán)重影響當(dāng)時(shí)的印刷。為解決這一問(wèn)題，以北大王選教授為首的一批科學(xué)工作者研究出一種筆畫輪廓壓縮技術(shù)，通過(guò)將不規(guī)則筆畫輪廓信息用分段壓縮矢量的方法，使?jié)h字的儲(chǔ)存空間減少到原有點(diǎn)陣方式的五百分之一，同時(shí)保證了還原時(shí)的字形質(zhì)量。為新聞、出版全過(guò)程的計(jì)算機(jī)化奠定了基礎(chǔ)，徹底改變了中華漢字文化的傳播方式與速度。

　　無(wú)獨(dú)有偶，如今地理信息行業(yè)也面臨了同樣的困境。在大數(shù)據(jù)的洪流下，普通設(shè)備已經(jīng)無(wú)法承載運(yùn)行龐大的數(shù)據(jù)量。隨著GIS領(lǐng)域的發(fā)展，人們對(duì)地圖行業(yè)有了更多的期待。在公眾領(lǐng)域，如人們?nèi)粘Ｊ褂玫陌俣?、高德地圖，在使用時(shí)簡(jiǎn)單方便，但功能單一;在專業(yè)領(lǐng)域，Arcgis等專業(yè)平臺(tái)功能強(qiáng)大，但在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)，還是會(huì)面臨速度慢甚至無(wú)法打開的情況。

　　無(wú)論是在專業(yè)領(lǐng)域還是公眾領(lǐng)域，人們都希望有一個(gè)訪問(wèn)速度快、功能強(qiáng)大、性能又高的產(chǎn)品出現(xiàn)。

　　曾經(jīng)秒殺GIS界的tile將要被拋棄了嗎?

　　柵格圖像技術(shù)(tile)的出現(xiàn)在當(dāng)時(shí)是一個(gè)偉大的創(chuàng)新，谷歌地圖也證明了它是一個(gè)非常簡(jiǎn)潔的為公眾提供基礎(chǔ)地理信息服務(wù)的方案。因其兼容性強(qiáng)、對(duì)服務(wù)器的負(fù)載低、交互響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)地圖上。

　　但同時(shí)，柵格圖像技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域有著很大的缺陷：首先，柵格圖像文件對(duì)圖像的每一像素點(diǎn)(不管前景或背景像素)都要保存，所以儲(chǔ)存量特別大;其次，不能對(duì)圖像上的任一對(duì)象(曲線、文字或符號(hào))進(jìn)行屬性修改、拷貝、移動(dòng)及刪除等圖形編輯操作，更不能進(jìn)行拓?fù)淝蠼?，只能?duì)某個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)的所有像素同時(shí)進(jìn)行圖像編輯操作;再者，當(dāng)圖像進(jìn)行放大或縮小顯示時(shí)，圖像信息會(huì)發(fā)生失真，特別是放大時(shí)圖像目標(biāo)的邊界會(huì)發(fā)生階梯效應(yīng)，正如點(diǎn)陣漢字放大顯示發(fā)生階梯效應(yīng)的原理一樣;最重要的是，位圖的地理空間信息描述的單一簡(jiǎn)單形式、查詢分析不靈活、服務(wù)器計(jì)算負(fù)載壓力大和地形景觀不直觀等特點(diǎn)，使它很難適應(yīng)日新月異的社會(huì)變化，經(jīng)常帶來(lái)諸多麻煩。

　　目前，在移動(dòng)端使用的地圖導(dǎo)航大多都只在底圖中使用柵格，空間數(shù)據(jù)通過(guò)矢量形式來(lái)表達(dá)。這樣，一定程度上緩解了柵格圖像在圖像編輯上的弊端，在某種程度上，已經(jīng)可以滿足大眾的需求。但是在應(yīng)用方面，還是難以與完全的矢量地圖相比肩。

　　矢量地圖是未來(lái)地圖發(fā)展的新方向

　　矢量地圖在學(xué)術(shù)界已經(jīng)孕育多年，矢量地圖的查詢檢索和分析功能及其客戶端矢量渲染帶來(lái)的個(gè)性化交互體驗(yàn)，在移動(dòng)端中有著廣泛的前景。

　　與柵格地圖不同的是，矢量圖使用直線和曲線來(lái)描述圖形，這些圖形的元素是一些點(diǎn)、線、矩形、多邊形、圓和弧線等等，它們都是通過(guò)數(shù)學(xué)公式計(jì)算獲得的，所以矢量圖形文件體積一般較小。更重要的是矢量地圖在放大的過(guò)程中不會(huì)失真。這些特點(diǎn)讓矢量地圖具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　然而在實(shí)際應(yīng)用中，矢量地圖也面臨著許多困境。大多數(shù)矢量地圖只能在專業(yè)級(jí)GIS的局域網(wǎng)中使用，這是其一，更重要的一點(diǎn)是，由于數(shù)據(jù)增大，對(duì)設(shè)備的要求呈指數(shù)增長(zhǎng)，導(dǎo)致許多應(yīng)用現(xiàn)實(shí)中無(wú)法完成。

　　提高大數(shù)據(jù)處理響應(yīng)速度是推廣矢量地圖的一個(gè)突破口

　　目前國(guó)內(nèi)跬步公司和超擎公司都在致力于推廣矢量地圖的應(yīng)用，前者的移動(dòng)GIS開發(fā)平臺(tái)UCMap可以在移動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用，并且擁有豐富的矢量交互功能。后者的空間索引算法讓矢量地圖對(duì)于T級(jí)的矢量數(shù)據(jù)基于Web端、移動(dòng)端的操作實(shí)現(xiàn)秒級(jí)響應(yīng)，一下子為矢量地圖應(yīng)用推開了新天地的一扇大門。

　　為什么超擎能有這么快的響應(yīng)速度呢?超擎公司應(yīng)用技術(shù)總監(jiān)龔健給了我們答案。超擎在技術(shù)上的創(chuàng)新主要在其獨(dú)創(chuàng)的空間索引技術(shù)。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，一方面可以將矢量數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)化解，把需要用到的數(shù)據(jù)直接推送到前端;另一方面，空間查詢的速度快，且迅速鎖定信息;再則，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，使用增量傳輸，在原有數(shù)據(jù)精度上再增加精度，實(shí)現(xiàn)不失真的效果。

　　矢量地圖的應(yīng)用已漸趨成熟

　　如今，矢量地圖已經(jīng)在多方面得以應(yīng)用。龔健提到，目前超擎通過(guò)創(chuàng)新的空間聚類索引技術(shù)已經(jīng)能達(dá)到比現(xiàn)有矢量空間數(shù)據(jù)處理快數(shù)百、上千倍，能達(dá)到秒級(jí)響應(yīng)的效果。在合作中，測(cè)繪地理信息領(lǐng)域應(yīng)用中的影響力已經(jīng)逐漸凸顯。

　　如果通過(guò)傳統(tǒng)瓦片方式將圖片進(jìn)行切片，全國(guó)將近6T的數(shù)據(jù)，需要兩周時(shí)間才能完成。通過(guò)矢量地圖呈現(xiàn)則無(wú)需切片，矢量數(shù)據(jù)就能即時(shí)使用。

　　超擎在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)更新項(xiàng)目中，將等高線等矢量數(shù)據(jù)150G，聯(lián)合衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)數(shù)十T，不切片實(shí)時(shí)發(fā)布。值得一提的是，全國(guó)地理國(guó)情普查項(xiàng)目巨大數(shù)據(jù)量也實(shí)現(xiàn)秒級(jí)呈現(xiàn)效果。

　　結(jié)語(yǔ)

　　近年來(lái)，大數(shù)據(jù)炒的火熱。大數(shù)據(jù)應(yīng)用中，大家首先關(guān)心的問(wèn)題是數(shù)據(jù)運(yùn)算的速度有多快，然后關(guān)心預(yù)測(cè)的速度有多快?，F(xiàn)在，大家更應(yīng)關(guān)心，是否比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更快得到數(shù)據(jù)分析結(jié)果，是否能比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手擁有更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。矢量電子地圖是大數(shù)據(jù)的重要的表現(xiàn)形式，是關(guān)注時(shí)空分布特點(diǎn)的重要視圖呈現(xiàn)。

　　矢量地圖對(duì)于GIS行業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑將成為一個(gè)巨大的風(fēng)口。如今，矢量電子地圖最后一道難關(guān)已然攻破，等待的就是一場(chǎng)地圖行業(yè)的巨大變革。（文|3sNews 張瑜奕）