手机地图和它背后的那个神秘专业

　　相传在中国古代有一门叫堪舆的专业。
　　它不关心时事政治和人际关系，而是将目光投向辽阔的大地，深入研究山川走向和河流分布，以推动国家基础设施建设和军事的发展。它默默无闻，却为社会培养了一大批杰出人才，其优秀毕业生有：
　　当然，还有一些其他大佬，如半路转行天文，编制《大衍历》的著名僧人一行，兼修国际关系，撰文描写柬埔寨风土的大使周达观，震惊考古界的盗墓奇人张起灵等这里就不一一提及。
　　时间发展到现代，堪舆改头换面，在保留一些核心内容的基础上，改名测绘，同时引入计算机技术，紧跟时代潮流。
　　虽然新名字比较直白，专业也经常被人误解成画地图的，但这里我可以用我满分的阅读理解，严肃申明，它不是画图，不是画图，不是画图，它明明是测量画图！就算是画图，也是计算机画！
　　今天我就奔着八卦探索的精神，带着大家一起掀开这个熟悉又陌生专业的面纱一角，以它的代表作，手机地图为例，来看一下测
　　绘到底是如何用计算机画出一张地图的。
　　数据采集处理
　　测绘，测绘，要先从测量说起，毕竟没有测量，哪来数据，没有数据，怎么画图？
　　一位名人曾经说过：世上的万物都可以用是什么、为什么、怎么办来解析，换成测量，那大概是测什么和怎么量。
　　先来看测什么。
　　这个主要取决于地图的用处。比如森林分布图，就省略其他，专测森林；地形图，不管区划，测得就是地形。身为手机地图，专注导航三十年，主要就是道路，当然住宅区、河流等也是必不可少的，不然走到河里怎么办？
　　除此之外，还有一些生活中必不可少的场所，如学校、商场、餐馆、景点等。它们以出色的消耗空白时间能力，引得大量人趋之若鹜，对提升生活品味起到了不可替代的作用。这些人人感兴趣或被迫感兴趣的地点，叫做兴趣点，它也是测量的重点。
　　要测量的事物选择好了，接下来就是怎么量。是直接量，还是间接量？直接量的话，用什么工具？全站仪、水准仪、还是进行摄像航拍？这里面大有讲究。
　　若是直接测量，选择全站仪等工具，步骤一般是先确定被测事物的特征点，如小区的四角、道路起始、中间点等，再用仪器测量每个点的x、y坐标，输入计算机中。这些x、y值，叫做矢量数据。
　　现实事物可以抽象为点、线、面，矢量数据用坐标（X，Y）来表示点；如树木，一连串的坐标集合（X1，Y1，X2，Y2Xn，Yn）表示线，如河流；至于树林等，可看做是一个面，也用坐标集合表示，只不过首尾的坐标相同。
　　若用摄像航拍进行测量，我们得到的就是一幅影像。将它放到最大，会发现整幅图变成了一个个的小格子，每个格子里内容不一。这些格子，也叫单元，就是栅格数据。
　　拿绘画作比，现在要为你们的老公老婆画一幅肖像画，矢量数据就是三庭五眼等关键点，在此基础上形成的肖像矢量图，描述精确，多余数据较少，且图像由数字计算得来，放大缩小不受分辨率影响。
　　栅格肖像图则是由一个个方格拼成人脸的形状，虽然外在看起来一样，但在一些五官轮廓线位置，方格再小，也会有多余数据。且单个方格太大，人脸无法准确呈现，太小，数据量剧增。这些特性导致最终形成的栅格图，占用存储空间大，冗余度高，且在放大时，图像容易模糊。
　　我们的手机地图，需要精准描述的同时，储存空间越小越好，最好还要有一定的交互能力，像标记一个收藏点等。这些要求，矢量地图比栅格地图更能满足，故而我们更多使用矢量数据来进行制作。
　　当然，身为一个懒癌重度患者，要我冒着阳光和大雨，背着重重的仪器去亲自走遍城市的每一个角落，总是有点残忍，这个时候，还有一个解决办法，使用间接方法获取数据。
　　最常用的一种就是扫描矢量化，即将栅格地图转化成矢量数据，现有地图、遥感数据、其他格式等数据也能进行转化。
　　但是在转化时要注意不同地图使用的坐标系是否相同，不同时需进行投影变换，即将原地图投影点的坐标统一变换为我们需要的地图投影点的坐标。
　　现代计算机工具基本都提供这一服务，只需要你动动小食指即可完成。
　　数据入库
　　好了，辛苦半天，终于将数据采集完毕，菜搞到手，接下来当然是放仓库了！
　　咳咳，言归正传，接下来就是数据入库。
　　这个库，小名仓库，大名数据库，总之它就是个存放数据的仓库，我们采集到的新鲜数据按照一定规则放入其中。就像图书馆，小说放在小说的书架上，找起来才会soeasy。这个规则就是数据模型，也是现实世界事物间的联系在计算机中的表达。举个例子，你家房子前面是道路，这种神秘的关系放在计算机中就变成了一个数据模型。
　　存是为了用，存进去容易，但也要取出来方便。但一个数据库中常常存储着千万甚至上亿条数据，仅凭搜索，嗯，可能要找到猴年吧。。。
　　为了提高搜索效率，一个目录的建立势在必行，这个目录就是空间索引。
　　面对我们采集到的现实生活中千奇百怪的图元，传统索引为了减少计算量，在它们外面都罩了一个小矩形。
　　这样计算方便了，但图元本身的多样性和复杂性也看不到了，且矩形总会有重叠，就造成了图元之间的空间关系相互纠缠。简单点来说，就是一篇课文同时出现在多个章节中。查到的数据量多，输出的自然就慢。
　　为了更加精准的检索，超擎自主研发了云索引技术，基于类分形学思想，利用极少的参数，还原出复杂的图形。
　　不仅无需对数据进行预处理，而且高效读取、快速传输，几何级减少数据传输量，真正实现了海量数据，秒级响应。
　　地图制作
　　终于可以进入真正的绘图环节了，这里必须隆重介绍一下制图专用锅：
　　它是地图制作的工具，但功能却不仅限于此，毕竟，锅除了烧水，人家还能蒸馒头啊。
　　面对令人头秃的海量数据，GIS使出了自己的秘籍分层，根据不同属性将数据分为若干集合，也就是图层。
　　例如把第一层分给建筑，所有的建筑都住在这一层，这层就叫建筑图层；
　　第二层给水，在水图层，管你是大湖、小湖，全都待在这里。
　　其他以此类推。
　　最终的成图需要哪些层，GIS就找出这些图层，按顺序叠放，一张成图就这么形成了
　　当然，就算再怎么滤镜，一个不可辩驳的事实是，这个新出生的地图宝宝，长得确实有点丑。
　　不仅样式单一，且颜色随机，很有可能出现大红配大绿的乡土style，让人不忍直视。
　　然而，生活中还有一个广为流传的定律世界上没有丑女人，只有懒女人，放在地图上也同样合适，没有丑地图，只有没经过图层符号化的地图。
　　减个肥，化个妆，不是，是改个样式，换个颜色，你也可以！
　　例如遵循惯例，将河流设为蓝色，铁路线设成黑白线段，将一些学校、商场换成自己的默认图标等等
　　一张崭新的地图就此生成，一些心机地图，还会定制自己的专属妆容，来个月光银、极夜蓝或夜妆，分分钟杀出重围荣登C位。
　　地图发
　　对于传统的地图来说，制图完成的同时，发布也相应完成。但对于互联网上的用户来说，制成只标志着你自己能看，距离大家能看，还有一个发布的距离。
　　大家怎么能看到你的图呢，答案就是宽带。它是一条有限的小路，如果你马车装的电子地图太大，很有可能卡在路上，反应在大家的界面上，就是持续搜索不到，一直转菊花。
　　针对这个难题，人们想了一下，太大，那就切片啊，我们小片过总行了吧。
　　如栅格切片，它以原图为底片，重新采样，不断放大栅格单元，形成分辨率由低到高、数据量由小到大的金字塔。
　　这样，其他人浏览的时候，看什么就给对应的小片，当放大或缩小时，系统也会自动基于显示比例尺，选择最合适的金字塔层进行显示。
　　But，这个金字塔的建立实在太费时间，也占用了大量的存储空间。并且反应较慢，高冷非常，外界再怎么变，除非再次渲染，你得到的都是之前的地图结果。这就捅了马蜂窝了，举个例子，一个地方的商场因为规划关门迁移，但由于没重新切片渲染，按照导航走过去后，百分百会发生白跑的悲剧。
　　关键时刻，矢量切片应运而生。
　　类似的名字，注定了它们肯定有哪里相似。
　　矢量切片是将矢量数据以建立金字塔的方式，像栅格切片那样分割成一个一个瓦片。
　　不同的是，它体积小，数据信息损失小，还可灵活改变样式；接到请求时，只返回对应图层，而不是像栅格切片把很多专题数据渲染在一个底图中，改起来那是相当方便。
　　但矢量切片同样存在一定的缺陷。
　　既然要切，就注定需要消耗时间成本、硬件成本、人力成本，且虽然极小，但仍然有损原始的数据信息。
　　在此基础上，超擎研发出矢量非切片技术，减少切片环节，无损原始数据，实现入库即发布、数据实时更新的效果。从而推动了行业业务数据的有机融合，打破数据孤岛效应，满足多场景的应用需求。
　　最后的最后，电子地图终于可以和大家见面了，测绘的工作差不多到这也就结束了，至于想像摸金校尉般在地图的基础上进行深入挖掘，尽情期待扒一扒矢量那些事系列二吧