地图学家廖克：中国地图学的发展与今后的展望——从传统地图到数字地图
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本文分三部分：
1.中国古代和近代地图学发展历史的简要回顾；
2.新中国成立后中国地图事业和地图学取得巨大成就，经过近30多年飞速发展，赶上了世界先进水平；
3.新世纪中国地图学发展的展望：机遇与挑战。
中国是世界文明古国之一，中国的指南针、火药、造纸、印刷术以及其他许多发明传入欧洲，推动了西方文明的发展，尤其是宋代指南针的发明，大大推进了中世纪以后近代航海事业和世界测绘的发展。
中国是世界上地图出现最早的国家之一，在世界地图学发展史上占有重要地位，对世界地图学的发展做出过重要贡献。直至15世纪的中国明代，中国地图和地图学始终领先于西方国家，只是清代以后，才落后于西方发达国家。
1.1 《马王堆西汉帛地图》和裴秀“制图六体”表明中国古代地图学达到较高水平
1974年出土的公元前310年前的《战国中山王陵铜版兆域图》，1986年出土的公元前239年前的《放马滩战国秦墓木板地图》，表明2300多年前春秋战国时代的地图已经发展到一定水平。
1973年长沙马王堆三号西汉墓出土公元前168年以前的帛地图，包括地形图、驻军图和城邑图。地形图上河流采用粗细均匀变化的线划，其平面图形、流向和弯曲与现今地形图比较大体相似。居民地用矩形和圈形符号表示，位置相当准确，重要居民地之间有道路相连。地形主要采用闭合的山形线表示山脉的范围、轮廓走向，用柱状符号表示从侧面见到的主要山峰（图1，图2）。同样驻军图和城邑图内容也都相当丰富并各具特色。
图1 马王堆三号汉墓出土地形图
（方位上北下南，原图96×96cm）
图2 马王堆三号汉墓出土地形图的解译图
（方位上北下南，原图96×96cm）
可见2180多年前中国测绘与制图已达到相当高的技术水平。这三幅地图是世界上已发现最早且水平最高的地图。表明中国古代地图测绘技术处于世界领先地位。晋代出现杰出的地图学家裴秀（公元224～271年）不仅绘制了十八幅《禹贡地域图》与《地形方丈图》，更重要的是他总结了前人和自己的经验，提出了六项制图原则，即有名的“制图六体”：分率、准望、道里、高下、方邪、迂直。
裴秀的“制图六体”，系统总结概括了我国古代地图制图经验，加上“计里画方”，形成了我国古代传统地图学的数学基础与制图原理，对我国古代地图和地图学的发展，产生了极其深远的影响[1][2]。
1.2 中世纪西方地图学停滞与倒退，而中国地图学则不断发展，始终领先于西方国家
古代希腊著名数学家、天文学家和地图学家托勒密（公元100～170年）所写的由8部地理学著作组成的《地理学指南》，对当时已知的地球各部分作了较详细叙述，其中包括对8000个点的经纬度说明。他创造了球面投影和普通圆锥投影，并以普通圆锥投影绘制了世界地图（图3）。该图在西方古代地图学史上具有重要意义。
图3 托勒密的世界地图
托勒密对西方地图学发展产生了深远的影响。但是，西方在中世纪(公元5～14世纪)漫长时期，由于宗教占统治地位，导致经济、文化、艺术、科学、技术完全停滞，其时地球球形的概念受到排斥，地图也不再是地理知识的表达形式，仅成为神学著作中的插图。
这类地图几乎千篇一律，把世界绘成一个圆盘，把耶路撒冷画在圆的中心，圆的南端画一横、两半分别为尼罗河和顿河，中间一竖为地中海，构成丁字形水体，分隔为欧、亚、非、三个大陆。这种T-O形地图既无经纬网格，又无比例尺，完全失去了科学和实用价值（图4）。所以中世纪是西方地图和地图学大倒退的时期[3]。
图4 西方的T-O地图（亦称丁字地图）
相反，这一时期正是中国地图与地图学不断发展的时期。因为中国历代统治者都非常重视地图的测制和管理，不仅把地图视为权力的象征，而且也是作为军事作战、行政与土地管理、水利工程、都城规划不可缺少的工具。
从公元前221年的秦代开始，就设有管理测绘和地图的机构。中国地图与地图学具有继承前朝和前人成果推陈出新的优良传统。
从隋代开始修测图经、图志，而且不断修编。中国几乎每个朝代都有代表性地图和著名的地图学家。例如唐代的《海内华夷图》《禹迹图》（图5）和著名地图学家贾耽；宋代的《守令图》和著名地图学家沈括；元代的《舆地图》和著名地图学家朱思本；明代的《广舆图》（图6）和著名地图学家罗洪先，著名的航海家郑和及其《郑和航海图》等。
图5 贾耽的禹迹图（南宋人刻制）
图6 明代罗洪先的《广舆图》中的“舆地总图”
此外，唐代僧一行进行了大规模纬度测量，元代郭守敬又研制多种天文观测仪器、提高了测量与制图精度。上述事实表明，直至15世纪的中国明代，中国地图和地图学始终领先于西方国家[1]。
1.3 15世纪后传教士把西方投影方法与测绘技术传入中国，又将中国的地图带回欧洲，修正了当时欧洲各国的世界地图
15世纪初，欧洲的手工业和商业日益发达，资本主义开始萌芽，出现了文艺复兴时期，加上各国通商贸易和航海事业的发展，出现一个地理大发现时代，这为地图制图的大发展奠定了新的基础。
后来航海地图的发展和新大陆的发现，对地球各大陆和海洋又有了新的认识，成为新的世界地图的基础。
中国郑和等人早于哥伦布发现美洲大陆。公元15～16世纪欧洲一些国家编绘出了多种世界地图版本。16世纪荷兰出现了伟大的地图学家墨卡托（公元1512～1594年），他所编制的世界地图采用他自己创造的等角正轴圆柱投影，等角航线表示成直线，对航海最为合适。后人称图该投影为墨卡托投影。
直到现在各国都采用墨卡托投影编制航海图、航空图和宇航图。墨卡托对西方地图学发展产生了巨大影响，对世界地图学的发展做出了重要贡献[3]。
16世纪意大利传教士利玛窦（1552～1610年）首先来到中国，后来又有一批批西方国家传教士到中国来。他们一方面将西方地图投影的概念和经纬度测制方法技术，以及当时欧洲绘制的世界地图传到中国，另一方面他们又到处搜集中国的地图并带回本国（图7，图8，图9）[3]。笔者曾在西班牙巴塞罗纳的西班牙地图研究所见到收藏于该所的明代永乐年手绘《中国舆图集》。
图7 1570年奥尔特留斯编制的世界地图
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图8 1602 年《坤舆万国全图》
图9 19世纪法国出版的《中国地图集》中的一幅地图完全是根据中国清代《直隶全图》翻译而成
传教士卫匡国来华九年（1643～1651年），搜集了大量中国地图资料，返回欧洲后翻译和编绘了《中国新地图集》，于1655年在荷兰阿姆斯特丹出版。
该图集包括中国总图与各省地图17幅及各省地理介绍。这些传入西方的近代中国地图，大大补充了当时西方对中国的认识，修改了当时各国的世界地图，中国对世界地图学发展作出了重要贡献。
1.4 17世纪以后西方科学技术迅速发展，中国的地图制图技术落后于欧美国家
16世纪以后，随着资本主义的发展，航海、贸易、军事、殖民掠夺，以及工程建设，增加了对地图的需求，特别是17世纪工业革命以后，英国、法国、德国的科学技术迅速发展，为测绘与地图制图技术的发展创造了条件。
例如当时高精度的罗盘、象限仪、水银气压计、经纬仪、平板仪等仪器的发明，使角度、距离、高差的测绘的精度大为提高，加上三角测量方法的应用，使大范围、高精度大比例尺地形测图成为可能。而长期处于闭关自守的中国清代，后又陷入半殖民地，科学技术未能很好发展。同样中国的测绘与地图制图技术也落后于西方资本主义国家[3]。
不过从清代康熙二十三年（公元1684年）开始，在传教士的帮助下，进行了全国性较大规模的经纬度三角测绘和全国舆图的编制，历时35年，在测图的基础上，编绘成的《皇舆全览图》（图10），在中国测绘史上具有重要意义[1]。
图10 《皇舆全览图》（局部）
图A 《中图地图学史》（喻沧，廖克 编著， 测绘出版社出版）（参考文献 [1]）
20世纪上半叶的旧中国，从30年代开始学习和引进德国的航空摄影测量方法测制地形图，但测图进展缓慢，直到1949年才完成全国面积的三分之一。1934年编制出版了由丁文江、翁文灏、曾世英主编的《中华民国新地图》，该图集采用圆锥投影和1000多个实测天文点控制，并首次用等高线分层设色表示地貌，是中国早期现代地图集的优秀代表作品，在当时国内外都产生了较大影响。但整体而言，20世纪上半叶以前，中国的地图与地图学远远落后于欧美发达国家[2]。
2. 新中国成立后中国地图事业和地图学取得巨大成就，经过近30多年飞速发展，赶上了世界先进水平1949年新中国成立以后，中国政府非常重视测绘和地图事业的发展，全国地形图的测绘与编制，特别是改革开放以来，各种类型的普通地图、专题地图与地图集等编制与出版，遥感制图、计算机制图、多媒体电子地图、移动通讯地图与互联网地图等方面取得巨大成就，满足了国家经济建设、社会发展、国防军事与科研教育等各方面的需要，并且赶上了世界先进水平。
2.1 完成了国家基本地形图的测制和普通地理图的编制
从上世纪50年代起，中国开始按统一的大地坐标网与制图规范测制国家基本地形图。至20世纪90年代，1:10万比例尺～1:100万比例尺地形图已覆盖全国。
2005年在完成中国西部1：5万地形图测制后，1：5万地形图也复盖全国。这是新中国测绘与地图事业的重大成就。从90年代开始采用数字测绘与自动化制图技术先后完成全国1:100万、1:25万和1:5万数字地图与数字地形模型，这标志中国国家基本地形图的测制技术赶上国际先进水平。同时编制出版了各种比例尺全国、各省区及市县普通地图，满足了各级政府部门与社会各界对普通地图的广泛需求[1]。
2.2 专题地图迅速发展，取得举世瞩目的成就
2.2.1 各专业部门对全国自然资源与自然条件全面勘测与调查，完成一大批各类专题地图
从50年代开始，地质部门组织全国大规模地质勘测与制图，先后完成全国1:20万和1:100万及重点地区1:5万地质图与矿产图、水文地质图及煤炭、油气分布图的编制，出版了全国地质图、矿产图、多种观点的大地构造图等。
地震部门和地球物理工作者根据三千多年的历史记载、近代仪器记录和区域调查等资料，先后编制出版了1:400万和1:300万全国地震区划图、历史地震烈度图、地震震中分布图、主要活动断裂分布图等。全国林业部门完成了林业勘测调查与制图，完成了各林场、林业局的森林分布图、林相图，并在此基础上编制出版了各省区森林分布图和全国森林分布图。
农业部门先后两次开展全国农业土壤普查，完成了各县、地、省和全国农业土壤图的编制。气象和水文、水利部门在全国各地观测台站系统积累资料的基础上，编制了各种气象要素图、天气预报图、气候图与水文图[2]。
2.2.2 在全国科学考察、自然区划、农业区划和流域规划中完成一大批成果地图
其中包括新疆、黑龙江流域、蒙宁、海南、川西滇北、珠穆朗玛峰地区、青藏高原、横断山区、黄土高原等综合科学考察的成果地图；1:400万中国地貌、气候、水文、潜水、植被、土壤、动物与昆虫等区划图和综合自然区划图；全国各省、县农业资源与农业区划地图；1:100万全国基本自然条件与土地资源地图，其中1：100万《中国土地利用图》《中国土地资源图》《中国植被图》《中国草场资源图》先后出版（图11）[1][2]。
2.3 编制出版了国家大地图集和一大批全国性专题地图集与区域性地图集
2.3.1 《中国国家大地图集》
1956年《中国国家大地图集》列为《中国十二年科学技术发展规划》项目。1958年，中科院和国家测绘总局组织了国家大地图集编纂委员会，由中科院竺可桢副院长任主任委员，并确定中国国家大地图集由普通地图集、自然地图集、经济地图集、历史地图集四卷组成。其中国家自然地图集由中国科学院地理研究所主编，在陈述彭主持下于1965年率先完成，1967年内部出版（图12）。
图12 《中华人民共和国自然地图集》
该图集较全面系统地反映了中国复杂的自然条件和丰富的自然资源，阐明了中国自然地理环境的特点。在出版后的30多年中，在各方面发挥了重要作用。国家普通地图集由国家测绘总局测绘研究所等主编，仅完成了省区地图部分，遂于1969年以《中华人民共和国分省地图集》出版。其他各卷因“文化大革命”完全停顿。1982年国务院批准了国家科委、中国科学院、中国社会科学院、国家测绘总局“关于继续编纂出版国家大地图集的报告”，重新组织国家大地图集的编制。
经过20多年200多个部门和单位的1700多位专家学者的共同努力，先后编制出版了《国家农业地图集》《国家普通地图集》《国家经济地图集》、《国家自然地图集》（重编）（图13，图14）《国家历史地图集》（第一卷，二、三卷待出版）。中国国家地图集是自然、人口、经济、社会与历史地图的完整汇编，是中国地学、生物学、环境科学、经济学与历史学研究成果的系统概括与总结。
图集的编制坚持了为经济建设与社会发展服务的指导方针，坚持科学性与实用性相结合，全面采用遥感制图、计算机制新技术。出版以后获得国内外权威专家的高度评价，认为是“中国现代地图学发展的里程碑”。中国国家地图集不仅具有重大的科学意义、应用价值和社会效益，而且它推动了中国现代地图学的发展，促进了地图学人才的培养，提高了中国地图学在国际地图学界的地位和声望[1][2]。
2.3.2 区域性地图集与全国性专题地图集
在国家地图集的带动下，编制出版了一大批省、市地图集和全国性专题地图集，如广东、湖南、山西、四川、北京、上海、江苏、江西、浙江、福建、辽宁、吉林、贵州、新疆、陕西等省、直辖市、自治区及深圳、珠海、青岛、宁波、绍兴等地级市综合性地图集。有的省市地图集已是二、三代重编。除省市地图集外，还编制出版了《黄河流域地图集》《长江流域地图集》《青藏高原地图集》等。
特别是出版了一批国土资源、环境生态、自然灾害、疾病医疗、城市规划、人口经济等新兴领域的全国或区域专题地图集，如《中国人口地图集》《中国行政区划地图集》《中国人口与环境地图集》《中国古地理图集》《中国古地图集》（战国～元代、明代、清代三卷）《中国军官地图集》《中国岩石圈动力学地图集》《中国水文地质图集》《中国地质地图集》《中国金属矿产地图集》《中国非金属矿产地图集》《中国自然保护地图集》《中国饮用水地图集》《中国药材资源地图集》《中国自然灾害地图集》《中国灾害系统地图集》《中国重大自然灾害与社会地图集》《中国地方病与环境地图集》《中国鼠疫与环境地图集》《中国土壤地图集》《中国林业地图集》《京津地区生态环境地图集》《长江三峡生态环境地图集》《长江经济带可持续发展地图集》《长江防洪地图集》《长江三峡库区地图集》《中国古地图集—城市地图》《中国西部生态环境图集》《中巴卫星遥感影像图集》等，以及许多省市区《国土资源地图集》《农业区划地图集》《经济地图集》，共有200多部（图15，图16）。
这些地图集题材广泛，类型繁多，内容丰富，资料翔实，图型设计多样，制印水平较高，不仅反映了中国地学、生物学、环境科学、空间科学、社会科学等方面最新调查研究成果及其研究的广度和深度，而且充分反映改革开放以来在经济建设与社会发展及科研教育等各领域所取得的巨大成就。
区域地图集显示了区域特点，专题地图集则突出了主题，大多数地图集应用了遥感制图与计算机制图技术，达到了国际先进水平，多次在国际地图展览中展出，受到广大读者的欢迎，并得到国际地图学界权威们的高度评价，认为中国在地图集编制方面已跃居世界前列。《北京市地图集》《深圳市地图集》《中华人民共和国国家自然地图集》《长江经济带可持续发展地图集》还先后在国际地图学会议和国际地图展览会中，荣获“国际优秀地图奖”[1][2]。
图15 部分专题地图集 （一）
2.4 遥感技术广泛应用于专题制图取得明显成效
从20世纪70年代后期以来，我国遥感技术应用试验研究已在全国范围迅速展开。80年代后期，遥感制图从假彩色合成与目视判读，发展到了计算机图像数字处理与自动分类制图。
遥感技术已在地质、地貌、土壤、林业、土地利用、土地资源、气象、海洋、农业、水利等各项专题制图以及区域综合系列制图中广泛应用。例如，山西省与陕西省遥感农业资源调查与制图、内蒙古自治区遥感草场资源调查与制图、云南丽江地区遥感农业综合系列制图、黄河三角洲遥感动态制图、京津国土资源与环境系列制图、黄土高原遥感系列制图等。中国科学院遥感应用所还利用美国陆地卫星TM遥感影像，完成了全国1:10万土地利用图并建立土地资源数据库。
2.5 普遍采用计算机制图与出版系统，实现了从传统手工制图与制版到数字化、自动化的根本变革
中国计算机制图从70年代中期组织设备研制与软件设计，到80年代后期建立计算机专题制图软件系统，采用计算机制图完成了《中国人口地图集》《天津市环境质量地图集》《中华人民共和国国家经济地图集》等一大批地图集编制，同时自行研制出统计制图专家系统、地图设计专家系统。
《中华人民共和国国家自然地图集》《上海市地图集》《深圳市地图集》《长江流域地图集》《长江经济带可持续发展地图集》等一大批地图集采用了计算机设计、编辑与自动出版系统完成[3]。
2.6 地理信息系统为地图编制与应用创造了良好条件
地理信息系统作为获取、存储、模拟、处理、检索、分析与显示地理空间信息的综合技术系统，已广泛应用于国民经济各部门和各领域，在资源调查与管理、国土规划与整治、环境监测与评价、灾害预警与评估、城市规划与管理、政务信息管理与咨询决策等方面发挥了越来越大的作用。
随着我国IT技术和信息产业的飞速发展，我国地理信息系统技术不仅在数据库结构与数据管理、用户使用界面与服务功能、数据集成与数据更新、空间信息分析模型与专业软件开发、人工智能与专家系统等方面不断提高和完善，而且已形成包括硬件设施、软件开发与信息服务在内的、具有相当规模的地理信息产业。尤其是国产地理信息系统软件有了较大发展，涌现了以SuperMap、MapGIS为代表的优秀国产软件。这些软件已达到国际同类产品的先进水平，从而占领了较大比例的国内市场并开始推向国际市场。上世纪90年代形成由全球定位系统、遥感、地理信息系统（“3S”）和地图相结合的空间信息完整技术支撑体系，在经济建设与社会发展和地球科学各领域研究中发挥了重要作用[4]。
2.7 多媒体电子地图、移动通讯地图与互联网地图迅速发展
2.7.1 多媒体电子地图
从1989年我国出版第一部《京津地区生态环境电子地图集》以来，我国电子地图集的研制得到了迅速发展。《中华人民共和国国家经济地图集》(电子版)《中华人民共和国人口环境与可持续发展地图集》(电子版)《香港电子地图集》《北京电子地图集》《中国国家自然地图集——中国自然资源与环境的形象显示与虚拟》等一大批电子地图集相继问世，并且在阅读、检索与地图分析方面具有自己的特色。
2.7.2 移动通讯地图
电子地图与GPS相结合建立的车载导航系统，给驾车出行带来很大方便。 目前中国大中城市的智能化车载导航系统己经建立并装备较高档次的车辆。 移动手机地图与位置服务也发展很快，2005年底，中国联通和中国移动、高德、四维图新、凯立德等公司及百度地图、天地图网站都推出了他们各自的车载和手机地图及位置服务，而且导航电子地图在互联网上免费下载。
现在车载与手机地图已先后开通了所有省市县的各级公路及乡镇道路，不仅屏幕显示，而且还有语音导航及路况提示（图17，图18）。
我国独立自主研发的“北斗”全球定位系统(BDS)已初步建成，目前已覆盖亚太地区，全部建成后，将取代GPS和GLONASS系统。BDS具有成本低、精度高、功能更强等优点，能很好地满足军事和民用的需要。同时测绘地理信息主管部门已建立统一的卫星导航定位基准服务系统，能够向公众提供实时亚米级的导航定位服务，并向专业用户提供厘米级乃至毫米级的定位服务。
2.7.3 互联网地图迅速发展，广泛应用
20世纪90年代互联网（Internet）的迅速发展，已经成为快速传播各种信息和知识的重要渠道。互联网地图具有远程地图信息传输、广泛便捷传播、适时动态更新、人机交互性等优点，越来越受到各网站的重视和广大用户的户的欢迎。
近20年来，中国互联网地图得到极其迅速的发展。截至2012年12月底全国已有279个单位获得互联网地图甲级或乙级服务资质证书，其中专业的地图网站100多个。在专业的地图网站中，影响面较大的全国性地图网站30多个。例如百度地图、天地图、图巴地图、搜狗地图、搜搜地图、E都市地图、城市巴地图、图盟地图、神州龙地图、我要地图、地理国情监测云平台、地图慧等地图网站。
其中天地图网提供1：25万公众版地图数据、导航电子地图数据、15米分辨率卫星遥感影像、300个地级以上城市0.6米分辨率卫星遥感影像。E都市网（图19）展示全国城市的三维城市地图。这些地图网站除提供地图放大浏览，道路、医院、学校、商店、餐馆、影剧院、旅游景点等的检索，以及位置查询、距离量算外，多数网站还提供实时交通信息查询、出行换乘导航查询等服务。
3.1 新世纪地图与地图学方向与任务的调整
地图与地图学经过了60年的迅速发展，已实现从传统手工测绘与制图到全数字化、自动化的根本变革。
全国大规模的国家基本地形图的测制已经完成，只有局部重点地区1：5 000、1：10 000和1：25 000仍需继续测绘。全国性综合科学考察，各专业部门的勘察与调查，以及经济与社会各部门的普查也已完成。因此今后应根据新世纪经济与社会发展新的需求，及时调整地图与地图学的方向和任务。
3.1.1 今后国家基本比例尺地形图的任务主要是采用卫星遥感技术进行更新
地形图中以等高线表示的地形一般不会发生变化，只有水系、居民地、道路网等要素会有一些变化，采用卫星遥感影像技术较容易进行更新，而且不同比例尺可以分别采取相应分辨率的影像进行更新，不必采用逐级比例尺缩编的方法。
3.1.2 今后专题制图的主要任务是为灾害预测预警、生态保护、环境治理、城镇和区域发展规划服务
除重点地区与海域的矿产与石油（包括油页岩）、天然气资源的继续勘探与填图外，主要是自然灾害预测预报地图、生态环境地图、疾病医疗地图、城市和区域规划地图、人口变化地图、综合经济地图等的编制。
今后在遥感遥测基础上的动态监测与制图将进一步发展，其中包括生态与环境的动态监测与制图、地理国情监测与制图、城市土地利用变化动态监测与制图、山地灾害动态监测与制图等。
2003年至2005年，我曾主持完成“数字福建”的重大应用项目“福建省生态环境动态监测与管理系统”的设计与建设。包括建立福建省生态环境的本底数据库和动态监测数据库，后者又包括遥感动态监测、地面动态监测（地面监测网站）、应急动态监测（图20）。
2005年至2006年，我主持完成国土资源部下达的“高分辨率卫星影像在土地利用变化动态监测中的应用”项目。还主持完成过国家自然科学基金重点项目“地球表层动态机制与人地系统调控”。
所以我一直强调动态、监测、系统、机制、调控。例如“数字山地”建设，我认为需建立我国山地生态环境与灾害的本底数据库（含自然本底与社会经济背景）和动态监测数据库，包括遥感动态监测、地面网站动态监测、应急响应（无人机）动态监测，实现预警与应急处置。
3.1.3 对已有的各类专题地图与地图集进行地图数字化并建立相应的地图数据库
为适应信息化时代的需要，满足政府各部门、科研单位与高等院校对数字专题地图的需求，充分发挥已出版的各种地图与地图集的作用，提高现有专题地图的使用效益与社会经济效益，有必要对已有的各类专题地图与地图集进行地图数字化并建立相应的地图数据库，使其成为全国自然、经济与环境大数据的重要组成部分。
3.1.4 突发事件应急地图的编制将进一步加强
目前我国虽已初步建立各类自然灾害的数据库与预警信息系统及卫星遥感的动态监测。但仍需扩充地面监测站网，建立突发事件的应急响应系统，包括无人机的实时遥控监测，从而能够实时生成各种应急地图，包括预防各种自然灾害（地震、滑坡、泥石流、洪涝、干旱、台风、海啸等）与各种流行疾病以及战争之后的损失评估地图和灾后重建规划地图，适时提供公安武警、交通通讯、供水供电、防疫医疗、消防抢险、地震救灾、保险救急等各有关部门，作为抗灾救灾、保险赔偿、流行病防治、居民疏散转移、工程修复、重建家园等的科学依据。
3.2 “数字地球”战略与“一带一路”战略为地图学发展提供新的机遇
“数字地球”战略得到世界各国的高度重视和支持。1999年由我国发起和组织的“国际数字地球学会”已成为理事会设在北京的常设机构“，国际数字地球会议”也成为两年一届的固定国际学术会议。继在北京召开第一届会议并通过“数字地球北京宣言”以来，已连续召开了八届会议，我国对国际数字地球的发展起了重要推动作用。
中国的“数字地球”战略，在中央各部门和各级政府的积极支持下，已取得了很大进展，全国二分之一以上的省、市、自治区和300个大、中城市及长江、黄河等大河流域都提出并正实施“数字省区”、“数字流域”、“数字城市”、“数字社区”的宏伟计划，各项空间信息基础设施建设、电子政务、电子商务，以及各部门的应用均已取得较大进展和明显成效。
近年中科院成都山地灾害与环境所又提出建设“数字山地”的目标和任务。“数字地球”的建立与应用，同地图学有着十分密切的关系。它不仅为地图提供各种信息源，而且数字地图本身就是“数字地球”可视化的重要形式。“数字地球”的显示、分析与应用都离不开地图。因此，应该抓住“数字地球”战略这样一个机遇，发挥地图的功能和作用。同时使地图的内容与表现形式更适应“数字地球”的需求[4][5]。
由习主席提出的“一带一路” 倡议已得到100多个国家和国际组织的“积极响应，并与30 多个沿线国家 签署了共建合作协议。“一带一路”发展战略将促进我国和沿线国家的经济的发展,提升我国的国际影响力。
随着“一带一路”战略的实施，编制反映“一带一路”历史的和现代的路线地图，战略布局的规划地图，以及沿线各国的普通地图与各类专题地图，包括资源开发利用、基础设施建设、经济转型升级、生态环境安全、社会发展，以及人口与民族、宗教与民俗、历史与文化、教育与科技等各部门专题地图非常重要，这也是数字地图和互联网地图的繁重任务。这需要同“一带一路”大数据库的建设相结合，需要各方面专业人员参与，并及早规划、设计和筹备。
3.3 大数据、互联网与人工智能时代地图与地图学发展的机遇与挑战
3.3.1 大数据时代
目前遥感技术已发展到多层面（空间站、多种卫星、飞机等）、多波段光谱、多频率雷达、多时相、全天候、高分辨率（高空间分辨率与高光谱分辨率）的多源遥感数据的空天地一体化观测系统。而且我国已积累了50多年的遥感数据，每天还不间断地获取大量空天地遥感遥测数据。在此基础上不断生成各种网格地图与矢量地图。
同时还有全国数字化的各种比例尺地形图、普通地理图与各类专题地图；全国各类普查(包括人口普查、工业普查、第三产业普查、经济普查、农业普查、科技普查等)数据；历年的各类经济与社会(国民经济总量、工业、农业、运输业、商业、外贸、文化、卫生、科技、教育等)的统计数据；全国气象、水文台站长期积累的观测数据等等。
再加上移动通讯中每个人每天产生的位置及动态信息以及物联网带来的大量信息，数据量极大且内容极其丰富。而且过去无法获得的数据，现在可以轻而易举的得到。例如每天人流、车流、物流的实时动态数据。从而有条件通过编制城市汽车的运行实时状况地图及时解决交通的管理与控制；通过编制企业物流地图确定货物配送最优路线及对配送车辆的实时监管。
大数据中有相当部分来源于地图数据，而其他空间数据也都较容易实现地图可视化。通过地图可视化显示事物和现象的空间格局与区域分异及时空动态变化，进而作出分析评价、预测预报、区划布局、规划设计、管理调控。因此大数据时代地图可视化越来越重要。
3.3.2 近十年来我国互联网发展极其迅速
2016年底网民人数已达6.49亿，手机网民6.95亿，上网人数的比例超过一些发达国家，真正进入了互联网时代。互联网已经成为地图编制与应用的主要平台。
目前地图互联网已经不局限地图查询检索，而是提供还原虚拟的真实世界、自定义的样式定制化(根据自身需要定制各种地图)、数据可视化(3D、全景、动画等多种形式)、媒介多样化(PC、手机、智能手表等)等多种服务。在地图形式上除常规的二维平面“实地图”外，可制作三维地图、三维动态地图、虚拟现实地图、时空动态地图等。
在地图编绘方式上将大数据与地理信息系统相结合，为各机关、团体和企业及大众提供在线地图制图平台[6][7]，可以直接在网上获取信息，利用网络服务工具制作地图，在网上发布。或在网络上获取数据，网下脱机制图，再网上发布。
从而地图更加大众化、个性化、智能化、实用化，提高了地图的使用效益。例如地图慧在互联网平台上为广大用户提供大众制图、商业分析与企业服务。它以丰富的地图模块让用户自己根据表格数据生成各种统计地图；帮助企业分析潜在客户和物流网点选址；帮助企业进行网点管理、区划管理、分单管理、路线规划和车辆监控等。又如百度地图拥有全球轨迹追踪、存储、查询、纠偏、分析等功能的鹰眼Web，能帮助每位开发者实时追踪多达1000多万终端，已广泛应用于物流、共享出行、车载硬件、外勤管理和可穿戴设备服务，已为多家快递公司提供轨迹追踪与管理服务（图21，图22，图23）。
又如百度地图推出基于地图服务的共享单车行业解决方案，向单车行业提供“亿级车辆轨迹管理”、“电子围拦”、“精细化运维管理”的多维度核心服务。以百度鹰眼共享单车助力开发者解决车辆停放、精细化运营难题，实时掌握车辆位置(包括亿级车辆轨迹追踪和管理、高性能轨迹搜索能力、监控车辆驶入禁行区或超区运行)，电子围拦规范车辆停放(包括禁停区停放、推荐停车点)，精细化运营优化车辆投放。后者基于人群实时热力图的大数据分析产品，帮助行业开发者们了解城市中哪些区域适合投放，哪些区域车辆紧缺需要加大投放，从而优化投放政策（图 24）。
目前一些大中城市已提出由“数字城市”向“智慧城市”的发展目标，而智慧城市需要城市智慧地图，而这又必须首先建立城市时空大数据平台，以此平台为城市治理、路网优化、功能规划、应急指挥提供基础的时空信息服务。
同时可以建立城市交通拥堵监测及预警、重点区域热力预警、商圈活力动态分析等城市公共管理的时空大数据综合应用，提高城市治理和服务的能力与水平。而智慧地图可以先后编制三维时空动态地图、预测预警地图、治理决策地图、指挥监管地图。或采用地学信息图谱的方式，采用时空大数据先后编制征兆图谱、诊断图谱、实施图谱。
3.4 今后展望
今后大数据的应用，关键是各类大数据的融合、时空大数据挖掘与知识发现，以及建立各种智能化的应用模型[6][7]与自动生成各种综合评价、预测预报等专题制图软件。
这就需要运用地球科学知识，分析与认识自然和人文现象的分布特点、形成机制与时空动态变化规律。所以需要各学科专业人员的参与和配合。正如李德仁院士指出的：“我们这个行业不缺少地理信息科学家，缺少信息地理科学家，用信息理论和大数据理论来回答人与自然的关系是地理科学的本源。”[8]
地图学将随着时代的脚步而不断向发前发展。目前国内地图学界学术思想比较活跃，对大数据时代的地图学、自适应地图、虚拟地图、智慧地图、隐喻地图、实景地图、全息地图、时空动态地图等地图新概念、新理论进行了不少探讨[6]7][9]，这是非常可喜的现象。
我们相信经过一个时期的实践和探讨，大数据、互联网和人工智能时代新的地图学理论体系一定会建立起来，虚拟地图学、自适应地图学、智慧地图学、全息地图学、互联网地图学等也许将会成为地图学的新分支。
主要参考文献
[1] 喻沧，廖克.中国地图学史[M],北京：测绘出版社,2010 .
[2] 廖克，喻沧.中国近现代地图学史[M],济南：山东教育出版社,2008.
[3] 廖克著.现代地图学[M],北京：科学出版社,2003.
[4] 廖克等著. 地球信息科学导论[M], 北京：科学出版社, 2010 ).
[5] 廖克.中国地图学百年回顾与展望[J]，科学，2010（7）43-48.
[6] 王家耀，成毅.论地图学的属性和地图的价值[J].测绘学报，2015，44(3)：237-241.
[7] 龚健雅,耿晶吴,华意. 地理空间知识服务概论[J]. 武汉大学学报(信息科学版),2014,39(8):883-889.
[8] 李德仁.展望大数据时代的地球空间信息学[J]. 测绘学报，2016，45(4)：379-384.
[9] 周成虎.全空间地理信息系统展望[J]. 地理科学进展, 2015,34(2): 129-131.
廖克，欧亚科学院副院长、院士，地图学家、地理学家。
1936年1月出生于湖南益阳县， 1961年毕业于前苏联莫斯科大学地理系地图学专业，获硕士学位，回国后一直在中国科学院地理研究所工作。
1987年晋升为研究员，曾任地图研究室主任、地理研究所副所长、博士生导师，中国科学院自然科学史研究所所长，兼任中国地理学会副理事长，地图学与地理信息系统专业委员会主任、名誉主任，中国测绘学会常务理事、地图制图专业委员会副主任，北京测绘学会理事长、名誉理事长，中国地名学会副理事长，国际地图学协会国家与区域地图集委员会委员和荣誉奖评委会委员等。
1995年当选为国际欧亚科学院院士、主席团常委、首任中国科学中心主席。现为国际欧亚科学院副院长、中国科学中心副主席。
主持或参与主持《中华人民共和国国家自然地图集》、《青藏高原地图集》等8部大型国家与区域地图集的设计编制。发表《地图概论》、《现代地图学》、《地球信息科学导论》、《中国地图学史》等专著8部，论文150多篇，主编论文集11部。
先后获国家自然科学与科技进步二、三等奖和中科院及部级一、二等奖共11次， 1990年被评为首批中科院有突出贡献的中青年专家，享受政府特殊津贴，荣获“中国测绘学会荣誉会员”和“中国地理科学终生成就奖”，还荣获“国际欧亚科学院一级勋章”和“金质奖章”，“国际优秀地图奖”，“国际地图学协会荣誉会员奖”，该荣誉奖是授予在地图学领域有突出创新和贡献的国际上有声望的地图学家。
从1987年至2015年为中科院研究生院兼职教授，2016年起至今为中国科学院大学资源与环境学院岗位教授。
整理 / 峪果
来源：GeoTalks公众号（ID：GeoTalks）（版权归原作者及刊载媒体所有）
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编辑 / 胡方霞 审核 / 郭晓非
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