人工智能开启地图学新时代——王家耀院士谈地图制图与地理信息技术发展.pdf
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1、3736主题策划Topic/本刊记者关晓晴图/受访者提供智能开启地图学新时代总结来看,数据、大数据、时空大数据已经彻底改变了地图学家和地图设计师们的思维和工作方式,作为地图学最终产出的地图(集)产品“设计编绘出版”全过程的数字化转型已经实现,并在服务国家战略和满足社会大众化个性化需求方面发挥了重要作用。在迈向智能化的路上,王院士始终强调需要正确认识地图学的重要性。“守正”正是此意。想要往正确的方向发展必须要守学问之正,“凡学问的形成,都是历代学人积累而成。而学人所为,起点必是继承,我们倡导完整地继承前人成果,准确理解前人思想,养成严谨学风,形成扎实、优化的知识结构和技能结构。”王院士如是说。当
2、前,在“创新”的大潮中出现了许多关于地图与地图学的观点。例如地图的三个基本特性和地图学的三个基本属性是否还存在?也有关于地图的很多说法,如“只喜欢三维、不喜欢二维”“4D(DLG、DEM、DOM、DRG)过时了,是古旧产品,要被实景三维取代”“4D产品不是真正的数字化产品、不是真正的信息化产品”“认为使用了人工智能云计算、物联网就是新型基础测绘,殊不知做出的还是4D老产品”等,众说纷纭。那么应该如何正确理解这些观点呢?王院士观察到地图学和地理信息系统领域有很多名词、概念和主张,他认为学术界本就应多一点争鸣和学术讨论。大家对问题有不同的看法是思想活跃的体现,最重要的是要一起讨论和研究。2023年
3、11月8日至10日,第一届中国测绘地理信息大会在浙江省德清县召开,并同期举办了第一届中国测绘地理信息技术暨北斗应用博览会。人潮涌动的展馆中央,中国地图文化创意产业联盟联合展区格外引人注目,令人驻足。众多测绘地理信息的最新地图技术成果和别具特色的地图产品在这里得到了集中展示,包括在第31届国际制图大会中获得殊荣的“青岛老街”“漆境山海”“万州城区木雕地形模型”等地图作品。和地图相伴超一甲子的中国工程院院士王家耀(以下称“王院士”)对该展区印象深刻。王院士表示该展区反映了我们国家近几年来在地图和地理信息产业方面发展的基本情况。“地图产品成果丰富且实现了数字化转型,并正在往智能化方向前进。”“在手工
4、地图制图时代,制图人员要拿着小笔尖在图纸上慢慢勾勒,还要避免出错;地图完成后还需要更换材质进行制版,最后才能上机印刷。可以说,一张地图的出版需要耗费大量的人力物力。我过去曾亲身经历,因此很有体会。”王院士感慨,“现在,(地图绘制到出版)一步到位!”王院士指出在手工地图制图时代,对于普通地图制图,地图制图工程师们面对的主要是图形符号形式的纸质地图资料,通过视觉感知、人脑心象、记忆和思维等地图空间认知过程,最后做出判断并指导自己的地图制图操作行为,完成地图制图任务。而对于专题地图制图,地图制图工程师需要面对相关专题文献资料和统计数据,经过处理后以专题地图表示方法表示,或对统计数据进行分类(级)处理
5、,并以相应表示方法表示。“为什么现在的地图文创产品、专题地图、个性化地图层出不穷?正是因为地图产品的设计编绘出版全过程实现了数字化。地图生产工艺过程大大简化,人们的手工劳动大大减轻。生产成本降低后,就能兼顾更多的个性化需求。”在计算机数字地图制图时代,初期是基于纸质地图数字化数据和符号绘图程序,由计算机可视化再现图形符号地图,而专题地图各种表示方法经程序化后,计算机也易于绘制出来,处于计算机数字地图制图原理的验证阶段。后来采用地图数字化方法建立了各种比例尺地图数据库,地图制图工程师就自然想到能不能基于较大比例尺地图数据采用计算机自动制图综合方法来编绘较小比例尺地图?能不能用计算机制图综合方法自
6、动生成各种较小比例尺地图数据库从而提高工作效率?这就开启了基于地图数据库的自动制图综合数学方法研究。随着各种社会经济统计数据也越来越多,对专题地图数据处理的数学模型研究有了新的发展,可满足各类专题地图的需要。王家耀院士谈地图制图与地理信息技术发展No?中国程院院王家耀成果荟萃地图产品亮相德清守正创新正确理解地图发展3736主题策划Topic/本刊记者关晓晴图/受访者提供智能开启地图学新时代总结来看,数据、大数据、时空大数据已经彻底改变了地图学家和地图设计师们的思维和工作方式,作为地图学最终产出的地图(集)产品“设计编绘出版”全过程的数字化转型已经实现,并在服务国家战略和满足社会大众化个性化需求
7、方面发挥了重要作用。在迈向智能化的路上,王院士始终强调需要正确认识地图学的重要性。“守正”正是此意。想要往正确的方向发展必须要守学问之正,“凡学问的形成,都是历代学人积累而成。而学人所为,起点必是继承,我们倡导完整地继承前人成果,准确理解前人思想,养成严谨学风,形成扎实、优化的知识结构和技能结构。”王院士如是说。当前,在“创新”的大潮中出现了许多关于地图与地图学的观点。例如地图的三个基本特性和地图学的三个基本属性是否还存在?也有关于地图的很多说法,如“只喜欢三维、不喜欢二维”“4D(DLG、DEM、DOM、DRG)过时了,是古旧产品,要被实景三维取代”“4D产品不是真正的数字化产品、不是真正的
8、信息化产品”“认为使用了人工智能云计算、物联网就是新型基础测绘,殊不知做出的还是4D老产品”等,众说纷纭。那么应该如何正确理解这些观点呢?王院士观察到地图学和地理信息系统领域有很多名词、概念和主张,他认为学术界本就应多一点争鸣和学术讨论。大家对问题有不同的看法是思想活跃的体现,最重要的是要一起讨论和研究。2023年11月8日至10日,第一届中国测绘地理信息大会在浙江省德清县召开,并同期举办了第一届中国测绘地理信息技术暨北斗应用博览会。人潮涌动的展馆中央,中国地图文化创意产业联盟联合展区格外引人注目,令人驻足。众多测绘地理信息的最新地图技术成果和别具特色的地图产品在这里得到了集中展示,包括在第3
9、1届国际制图大会中获得殊荣的“青岛老街”“漆境山海”“万州城区木雕地形模型”等地图作品。和地图相伴超一甲子的中国工程院院士王家耀(以下称“王院士”)对该展区印象深刻。王院士表示该展区反映了我们国家近几年来在地图和地理信息产业方面发展的基本情况。“地图产品成果丰富且实现了数字化转型,并正在往智能化方向前进。”“在手工地图制图时代,制图人员要拿着小笔尖在图纸上慢慢勾勒,还要避免出错;地图完成后还需要更换材质进行制版,最后才能上机印刷。可以说,一张地图的出版需要耗费大量的人力物力。我过去曾亲身经历,因此很有体会。”王院士感慨,“现在,(地图绘制到出版)一步到位!”王院士指出在手工地图制图时代,对于普
10、通地图制图,地图制图工程师们面对的主要是图形符号形式的纸质地图资料,通过视觉感知、人脑心象、记忆和思维等地图空间认知过程,最后做出判断并指导自己的地图制图操作行为,完成地图制图任务。而对于专题地图制图,地图制图工程师需要面对相关专题文献资料和统计数据,经过处理后以专题地图表示方法表示,或对统计数据进行分类(级)处理,并以相应表示方法表示。“为什么现在的地图文创产品、专题地图、个性化地图层出不穷?正是因为地图产品的设计编绘出版全过程实现了数字化。地图生产工艺过程大大简化,人们的手工劳动大大减轻。生产成本降低后,就能兼顾更多的个性化需求。”在计算机数字地图制图时代,初期是基于纸质地图数字化数据和符
11、号绘图程序,由计算机可视化再现图形符号地图,而专题地图各种表示方法经程序化后,计算机也易于绘制出来,处于计算机数字地图制图原理的验证阶段。后来采用地图数字化方法建立了各种比例尺地图数据库,地图制图工程师就自然想到能不能基于较大比例尺地图数据采用计算机自动制图综合方法来编绘较小比例尺地图?能不能用计算机制图综合方法自动生成各种较小比例尺地图数据库从而提高工作效率?这就开启了基于地图数据库的自动制图综合数学方法研究。随着各种社会经济统计数据也越来越多,对专题地图数据处理的数学模型研究有了新的发展,可满足各类专题地图的需要。王家耀院士谈地图制图与地理信息技术发展No?中国程院院王家耀成果荟萃地图产品
12、亮相德清守正创新正确理解地图发展3938主题策划Topic在王院士看来,4D基础地图产品具有不可替代的地位和作用。长期以来,包括西部地区测图在内的4D基础地图产品体系在国家经济建设、国防建设、科学研究、社会发展和生态保护等公益性事业领域发挥了不可替代的基础性、先行性、科学性作用,特别是4D产品中的DLG、DEM和DOM更是发挥了国家重要战略时空信息资源的作用。“我们不能够忽略4D产品不可替代的地位和作用。”王院士总结了4D产品的特性:他表示4D产品的上述特性,从根本上讲,是因为地图采用了科学抽象的方法(地图投影、地图符号、制图综合)。地图是人类认知地理世界的科学成果,又是人们进一步认知地理世界
13、和改造世界的科学工具;地图跨越时间和空间、跨越自然和社会人文;地图是诠释世界的杰作,是浓缩历史的经典。数千年的历史证明,地图是任何社会、任何时期都不可或缺的;4D产品是基于数字摄影测量系统和数字地图制图系统生产的,是真正的数字化产品和真正的信息化产品,事实证明是不可被取代的,其他任何形式的产品都是4D产品的补充,两者之间是互补的关系,而不是后者取代前者,如同数字地图不可能取代纸质地图一样。ChatGPT的爆火,再次掀起了全球人工智能产业的热潮。王院士早在数年前就指出:人工智能技术正推动地图科学进入新时代。“人工智能时代的到来已是时代之大势。世界各国十分重视,不仅理论成果频出,更加大了投资力度;
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