筆者在敲下這一段字的時候，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，早期錄入漢字時需要占用巨大的儲存空間，并且在將字體放大時，字體邊緣還會出現(xiàn)鋸齒，嚴(yán)重影響當(dāng)時的印刷。為解決這一問題，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字的儲存空間減少到原有點陣方式的五百分之一，同時保證了還原時的字形質(zhì)量。為新聞、出版全過程的計算機化奠定了基礎(chǔ)，徹底改變了中華漢字文化的傳播方式與速度。

　　無獨有偶，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)無法承載運行龐大的數(shù)據(jù)量。隨著GIS領(lǐng)域的發(fā)展，人們對地圖行業(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，在使用時簡單方便，但功能單一;在專業(yè)領(lǐng)域，Arcgis等專業(yè)平臺功能強大，但在處理大量數(shù)據(jù)時，還是會面臨速度慢甚至無法打開的情況。

　　無論是在專業(yè)領(lǐng)域還是公眾領(lǐng)域，人們都希望有一個訪問速度快、功能強大、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)時是一個偉大的創(chuàng)新，谷歌地圖也證明了它是一個非常簡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、對服務(wù)器的負(fù)載低、交互響應(yīng)速度快等特點，被廣泛應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)地圖上。

　　但同時，柵格圖像技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域有著很大的缺陷：首先，柵格圖像文件對圖像的每一像素點(不管前景或背景像素)都要保存，所以儲存量特別大;其次，不能對圖像上的任一對象(曲線、文字或符號)進行屬性修改、拷貝、移動及刪除等圖形編輯操作，更不能進行拓?fù)淝蠼猓荒軐δ硞€矩形區(qū)域內(nèi)的所有像素同時進行圖像編輯操作;再者，當(dāng)圖像進行放大或縮小顯示時，圖像信息會發(fā)生失真，特別是放大時圖像目標(biāo)的邊界會發(fā)生階梯效應(yīng)，正如點陣漢字放大顯示發(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單形式、查詢分析不靈活、服務(wù)器計算負(fù)載壓力大和地形景觀不直觀等特點，使它很難適應(yīng)日新月異的社會變化，經(jīng)常帶來諸多麻煩。

　　目前，在移動端使用的地圖導(dǎo)航大多都只在底圖中使用柵格，空間數(shù)據(jù)通過矢量形式來表達(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的個性化交互體驗，在移動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描述圖形，這些圖形的元素是一些點、線、矩形、多邊形、圓和弧線等等，它們都是通過數(shù)學(xué)公式計算獲得的，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程中不會失真。這些特點讓矢量地圖具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　然而在實際應(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GIS的局域網(wǎng)中使用，這是其一，更重要的一點是，由于數(shù)據(jù)增大，對設(shè)備的要求呈指數(shù)增長，導(dǎo)致許多應(yīng)用現(xiàn)實中無法完成。

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

　　目前國內(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GIS開發(fā)平臺UCMap可以在移動設(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于T級的矢量數(shù)據(jù)基于Web端、移動端的操作實現(xiàn)秒級響應(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)新主要在其獨創(chuàng)的空間索引技術(shù)。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，一方面可以將矢量數(shù)據(jù)再經(jīng)過化解，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，使用增量傳輸，在原有數(shù)據(jù)精度上再增加精度，實現(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)到秒級響應(yīng)的效果。在合作中，測繪地理信息領(lǐng)域應(yīng)用中的影響力已經(jīng)逐漸凸顯。

　　如果通過傳統(tǒng)瓦片方式將圖片進行切片，全國將近6T的數(shù)據(jù)，需要兩周時間才能完成。通過矢量地圖呈現(xiàn)則無需切片，矢量數(shù)據(jù)就能即時使用。

　　超擎在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新項目中，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，不切片實時發(fā)布。值得一提的是，全國地理國情普查項目巨大數(shù)據(jù)量也實現(xiàn)秒級呈現(xiàn)效果。

　　結(jié)語

　　近年來，大數(shù)據(jù)炒的火熱。大數(shù)據(jù)應(yīng)用中，大家首先關(guān)心的問題是數(shù)據(jù)運算的速度有多快，然后關(guān)心預(yù)測的速度有多快。現(xiàn)在，大家更應(yīng)關(guān)心，是否比競爭對手更快得到數(shù)據(jù)分析結(jié)果，是否能比競爭對手擁有更準(zhǔn)確的預(yù)測。矢量電子地圖是大數(shù)據(jù)的重要的表現(xiàn)形式，是關(guān)注時空分布特點的重要視圖呈現(xiàn)。

　　矢量地圖對于GIS行業(yè)來說，無疑將成為一個巨大的風(fēng)口。如今，矢量電子地圖最后一道難關(guān)已然攻破，等待的就是一場地圖行業(yè)的巨大變革。（文|3sNews 張瑜奕）