【科普】地图演变简史

第一章 纸质地图

第一个地图的绘制时间、目的和地点,很难被确定。不过,有人推测比文字还要老,大约有4500多年的历史。

最早的世界地图——古巴比伦地图

这也是早期地图的主要作用:认识世界。事实上,早期地图准确与否,并不太受关注,更关注的是一种艺术表现形式外在美

15世纪托勒密世界地图——宣誓主权|网络

中国已知最早的纸质地图是可以追溯到公元前2100年左右。从甘肃天水放马滩秦墓出土的7幅地图,作者名不详,地图名不知。竟然是个“无名氏”。这7兄弟幅图均用黑线绘制在4块大小基本相同的松木板上,清晰完整的反映了战国时期秦国所属的行政区域、地理概貌和经济概况。
所以,与西方最老最老的古巴比伦世界地图认识世界作用不同的是:在中国,古代地图主要的都是军用地图,用于行政,军事,国家管理、领土主权等,相比于地理事物的精准定位,更侧重于事物间的位置联系以及地形情况。
在西晋时期,出现了地图学界的伯乐——裴秀。领导和组织编制了《禹贡地域图》18篇,这是中国和全世界见于文字记载的最早历史地图集。裴秀也因此被称为“中国科学制图学之父”。

《禹贡地域图》

在《禹贡地域图》序中还提出了具有划时代意义的制图理论——“制图六体”。成为我国清代以前地图制图学理论的基础,一直影响着中国传统的制图学。

制图六体

一为'分率',反映面积长宽之比例,即比例尺;

二为'准望',确定地貌、地物彼此间相互方位关系;

三为'道里',确定两地之间道路的距离;

四为'高下',即相对高程;

五为'方邪',即地面坡度的起伏;

六为'迂直',即实地高低起伏与图上距离换算。

17世纪末,中国与俄国边境发生冲突。在1708年,主子康熙就下令和组织传教士们带领满汉官员分赴中国各地测绘。历经了十年时间才最终测绘完成《康熙皇舆全览图》。当之无愧是中国第一部实测省级地图集。也是世界上第一次运用制图学方法进行全国性测量的地图。

《康熙皇舆全览图》

清代,中国古代地图绘制水平也是站在了金字塔顶端,达到了高峰。
当然,中国古代地图还有长沙马王堆的三幅地图:城邑图、地形图、驻军图,南宋禹迹图,郑和航海图等,家族庞大,仅以典型说明。
总的来说,我的古代前世就是纯手绘纸质地图,精确度不高,普及率很低。使用对象是王侯将相,军事家,航海家,作用是认识世界、军事航海、国土管理等方面。

第二章  数字化地图

20世纪50年代,地图存储形态,促使了地图从手绘纸张转向了计算机测绘、地理工作者也是逐渐利用计算机来处理和分析相关地图数据。

「GIS」的出现源于一场名为“霍乱”的瘟疫。

GIS起源小故事

1854年,伦敦爆发严重的霍乱,在研究霍乱传播源的过程中,英国医生约翰冒着生命危险走进病情高发区,挨家挨户统计病亡人数,每死亡一人便标注一条横线,最终绘制了一张“霍乱”死亡地图。

英国医生绘制的霍乱死亡地图

医生通过“死亡地图”分析发现,大多数病例的住所都围绕在水泵附近,由此判断瘟疫的传播源来自于水泵,于是移掉水泵,霍乱最终得到控制。

这种空间分析方法后来被广泛应用于犯罪,地理分析,建筑学等诸多领域的研究。随后,GIS就发展成为一门学科和广泛应用的技术。

60年代末,“GIS之父” 罗杰.汤姆林森(Roger Tomlinson )在创建了世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统(CGIS)。该系统是全球首个计算机化的地理信息系统。

GIS之父——Roger Tomlinson

美国人口普查局也将道路、城镇边界都进行了计算机机器读取,扫描,也就是数字化处理。这不仅是GIS史上的一大进步,也是地图界的一大飞跃。地图由静态纸质发展为动态数字地图。

电子地图|网络

由此,「电子地图」「数字地图」的产生了。能够被机器读取,实现了数字化之后的地图摆脱了手绘纸张,繁杂耗时、面积无法计算、不精确等的尴尬局面。方便存储,易于读取,远程传输,成图速度加快,易于校正,编辑,更新等诸多优势凸显。

可视化处理的电子地图

Supermap GIS三维场景|网络

谷歌、百度、高德、腾讯地图的出现让我实现了从高门槛到人人都用,从桌面端单机版转变为浏览器端共享,从数字地图到瓦片地图的跨越式变革。谷歌地图是瓦片地图的先驱者,是地图从小众到民用的带头人。

Clipmaping意为裁切贴图技术,切片地图浏览效果示意

从地球全貌出发 定位到伊拉克境内

谷歌地图是第一款范围覆盖全球的电子地图服务|网络

大众化地图导航

  把卫星遥感地图资源和三维电子地图技术以及互联网集合起来,推出Google Earth,推动了三维地图的发展。
  三维地图就是基于模型,将数据结合到场景,利用数据把物体抽象化,以多维度的方式展现出来。这必然与时间、空间以及地理位置是紧密联系的。通过三维地图,用户也不再需要在大脑里去想象空间场景,三维⽴体的模型效果能够让数据关系变得更加清晰、直观。

科技城市三维建筑空间可视化模型

地图发展衍生出三维场景,还不得不说一嘴数字孪生的概念:简单来说就是将现实世界中的实体对象,通过数字化的手段进行动态仿真、监测,在数字化世界中构建一模一样的对应模型。
三维可视化与“数字孪生”息息相关。但没有海量的数据支撑以及数字孪生体的模型构建,三维地图只是一张苍白的背景墙。而数据作为数字孪生的核心要素,亦是数字孪生应用的“血液”与“动力源”。

数字孪生下北京城市模型

三章 高精度地图

  近几年,随着无人驾驶技术、物联网的发展,又提出了「高精度地图」在定位上,高精地图能够精确到厘米级别。较之传统给人看的导航地图,高精度地图则是给机器看的地图,是无人驾驶领域的技术关键。

高精度地图与无人驾驶|易图通

高精度地图的作用

不管是传统地图还是高精度地图,位置数据都是基石和核心所在。

来源:超擎时空/行政区

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