Web2.0下網(wǎng)絡(luò)地圖的發(fā)展及存在問(wèn)題探討

馮 駿，劉文兵，夏 翔

（1.信息工程大學(xué) 測(cè)繪學(xué)院，河南 鄭州 450052；2.75719部隊(duì)，湖北 武漢 430074；3.凌云建筑裝飾工程有限公司，湖北 武漢 430074）

在信息技術(shù)日新月異的今天，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為地圖學(xué)理論研究和深入發(fā)展的重要支撐，是現(xiàn)代地圖學(xué)向前發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。近年?lái)，Web2.0、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興名詞出現(xiàn)在人們視野里。在Web2.0這種完全開(kāi)放的地圖生產(chǎn)傳播環(huán)境下，公眾不只是地圖信息的被動(dòng)消費(fèi)者，更是地圖信息的主動(dòng)提供者［1］。將網(wǎng)絡(luò)作為出版媒介能夠更好地傳播制圖人員的想法，這為地圖的便捷制作和地圖信息的深入傳播提供了一個(gè)良好平臺(tái)。因此，有必要在Web2.0的條件下，研究如何提升和改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)地圖的信息傳輸和數(shù)據(jù)管理問(wèn)題，從而促使現(xiàn)代地圖學(xué)進(jìn)一步向前發(fā)展。

1 網(wǎng)絡(luò)地圖的基本概念及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 網(wǎng)絡(luò)地圖的基本概念

網(wǎng)絡(luò)地圖是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中制作、使用和傳播的數(shù)字地圖及其可視化產(chǎn)品，其數(shù)據(jù)形式包括空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，以分布并行方式進(jìn)行存儲(chǔ)，并且可以通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn)，按照用戶(hù)的需要提供不同的可視化產(chǎn)品及地理信息服務(wù)［2］。簡(jiǎn)言之，網(wǎng)絡(luò)地圖就是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)為用戶(hù)提供地理信息查詢(xún)與分析的地圖。網(wǎng)絡(luò)地圖與一般常規(guī)電子地圖有一定區(qū)別，主要在于它的交互制圖功能，能給用戶(hù)提供個(gè)性化服務(wù)。如美國(guó)國(guó)家地圖集網(wǎng)站為用戶(hù)提供了在瀏覽器上實(shí)時(shí)制作地圖的功能?；赪eb的網(wǎng)絡(luò)地圖因其具有快速存取顯示、三維動(dòng)畫(huà)功能、要素分層分級(jí)顯示以及利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將地圖立體化、動(dòng)態(tài)化等功能，目前越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位、各類(lèi)網(wǎng)站等各個(gè)行業(yè)的廣泛關(guān)注。

1.2 國(guó)內(nèi)基于Web的網(wǎng)絡(luò)地圖發(fā)展現(xiàn)狀

目前，在我國(guó)應(yīng)用較普遍的是二維地圖和三維地圖。自2004年Google公司提供免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)地圖以來(lái)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)地圖的發(fā)展速度進(jìn)一步加快，我國(guó)也相繼出現(xiàn)了很多提供網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)的網(wǎng)站公司，如北京靈圖軟件技術(shù)有限公司，杭州阿拉丁信息科技有限公司。由于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性，網(wǎng)絡(luò)地圖的用途在逐步擴(kuò)大，包括和人們出行相關(guān)的車(chē)載導(dǎo)航圖、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物指南地圖、房產(chǎn)網(wǎng)站的樓盤(pán)圖、旅游網(wǎng)絡(luò)地圖等，都屬于網(wǎng)絡(luò)地圖。雖然我國(guó)網(wǎng)絡(luò)地圖的應(yīng)用面正在不斷拓展，但用戶(hù)與網(wǎng)絡(luò)地圖的交互性并沒(méi)有很好的體現(xiàn)出來(lái)，大多數(shù)的地圖網(wǎng)站仍停留在Web1.0的概念上。目前，我國(guó)比較有代表性的網(wǎng)絡(luò)地圖有圖盟Mapabc、Gsuo、E都市新概念三維仿真地圖（見(jiàn)圖1）、靈圖UU（見(jiàn)圖2）等。

1.3 國(guó)外基于Web的網(wǎng)絡(luò)地圖發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國(guó)外各大網(wǎng)站公司如微軟、雅虎、谷歌等，均在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布了公共的API服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了很多基于Web2.0的地圖網(wǎng)站，如Google Maps、GeoWiki、OpenStreet、MapStraction等。這些地圖網(wǎng)站提供的地理信息服務(wù)與Web1.0條件下的服務(wù)相比，更加人性化、多樣化、互動(dòng)化和個(gè)性化。國(guó)外網(wǎng)絡(luò)地圖最典型的代表就是美國(guó)谷歌公司的Google Maps和Google Earth。谷歌公司提倡網(wǎng)絡(luò)地圖應(yīng)由用戶(hù)自主創(chuàng)造，為此開(kāi)發(fā)了用戶(hù)標(biāo)注地圖UGM和個(gè)人移動(dòng)定位LBS兩項(xiàng)重要功能。這兩項(xiàng)功能使用戶(hù)能標(biāo)注個(gè)性化地標(biāo)，及時(shí)上傳照片并標(biāo)注位置，同時(shí)附上屬性信息。這成為地理信息的廣泛來(lái)源的一部分。圖3使用Google Earth數(shù)據(jù)作為描述環(huán)境變化的底圖，用戶(hù)可以瀏覽全球信息，進(jìn)行各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的環(huán)境分析對(duì)比。圖4是澳大利亞某社區(qū)活動(dòng)團(tuán)體利用Google Maps組織社區(qū)活動(dòng)，進(jìn)行活動(dòng)的組織規(guī)劃。

2 Web2.0與網(wǎng)絡(luò)地圖

2.1 Web 2.0的基本概念

Web 2.0是相對(duì)Web 1.0的新一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的統(tǒng)稱(chēng)，它表明互聯(lián)網(wǎng)正從靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)集合向提供軟件服務(wù)載體的方向發(fā)展。Web 1.0的主要特點(diǎn)在于用戶(hù)通過(guò)瀏覽器獲取信息，Web 2.0更注重用戶(hù)的交互作用。用戶(hù)不僅是互聯(lián)網(wǎng)信息的閱讀者，同時(shí)也是互聯(lián)網(wǎng)信息的創(chuàng)建者。如果說(shuō)Web1.0是以數(shù)據(jù)為核心，那么Web2.0是以人為核心，旨在為用戶(hù)提供更好的服務(wù)。Web2.0的核心原則就是將互聯(lián)網(wǎng)作為用戶(hù)平臺(tái)，提供更加人性化的信息服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)外比較著名的Web2.0網(wǎng)站主要有Wikipedia、Flicker、BlogBus、Gmail豆瓣、百度知道，這些網(wǎng)站內(nèi)容多集中在播客、博客、RSS和Wiki等方面。

2.2 Web2.0與網(wǎng)絡(luò)地圖的關(guān)系

Web2.0的蓬勃發(fā)展促使地圖制圖由行業(yè)封閉向社會(huì)開(kāi)放，由專(zhuān)家制圖向公眾參與，由地圖定期發(fā)布向隨時(shí)隨地發(fā)布轉(zhuǎn)變。為了有效補(bǔ)充已有的數(shù)據(jù)獲取手段，一種集Web2.0、集體智慧等元素，相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)繪和遙感而言的第三種獲取地理信息新方法被提出。Goodchild教授將這種方法稱(chēng)為自發(fā)地理信息［3］。在地圖多層面多角度呈現(xiàn)的特性上，利用Web2.0平臺(tái)把公眾的集體智慧通過(guò)群策群力的方式轉(zhuǎn)化為社會(huì)需求的地圖信息，使虛擬的賽博空間和現(xiàn)實(shí)的地理環(huán)境緊密多維地聯(lián)系在一起，從而提高地圖的現(xiàn)勢(shì)性和實(shí)時(shí)性。

隨著地圖制圖模式的不斷變化，由其引起的地圖信息傳輸方式的變化已經(jīng)引起人們的關(guān)注［4］。在基于網(wǎng)絡(luò)地圖的信息傳輸機(jī)制背景下，地圖消費(fèi)者能交互地定制個(gè)性化的Web地圖產(chǎn)品。Web2.0對(duì)網(wǎng)絡(luò)地圖所造成的影響主要體現(xiàn)在3個(gè)方面［5］：①信息傳輸模式的改變；②地理信息表示形式和服務(wù)方式的改變；③地理信息管理和使用方式的改變。

2.3 Web2.0網(wǎng)絡(luò)地圖的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

基于Web2.0的網(wǎng)絡(luò)地圖的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)主要有：

1）廣泛的用戶(hù)參與：在線(xiàn)用戶(hù)者既是信息的使用者，也是信息的發(fā)布者。人們能根據(jù)自身需求提供和獲取地圖數(shù)據(jù)信息；

2）高效的信息共享：Web2.0技術(shù)通過(guò)引用、類(lèi)聚等技術(shù)，大大加強(qiáng)了信息的流通速度，提高了信息的共享程度；

3）真實(shí)的信息來(lái)源：地圖數(shù)據(jù)信息是由用戶(hù)提供，他們提供的信息大多來(lái)源于所處的地理環(huán)境，可靠度較高；

4）豐富的可視化表達(dá)：可視化的表達(dá)方法多種多樣，例如圖形、三維表示法、多媒體表示法，能按照用戶(hù)的要求將空間信息發(fā)送到移動(dòng)設(shè)備上；

5）大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式：網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式是分布并行式，支持大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)。

3 網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸模式及存在問(wèn)題

3.1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸模式

地圖信息傳輸理論建立后，制圖專(zhuān)家先后提出了多種地圖傳輸模型。其中，傳統(tǒng)地圖信息傳輸模型的典型代表是柯拉斯尼的信息傳輸模型，如圖5所示［6］。

圖5 柯拉斯尼的信息傳輸模型

從該模型可看出，傳統(tǒng)的地圖信息傳輸方式基本是通過(guò)地圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。制圖者通過(guò)自身經(jīng)驗(yàn)和對(duì)地理環(huán)境的認(rèn)識(shí)，通過(guò)符號(hào)化語(yǔ)言進(jìn)行制圖。用圖者通過(guò)符號(hào)化語(yǔ)言，閱讀地圖后，形成對(duì)空間地理環(huán)境的認(rèn)識(shí)。兩者之間缺乏交流，地圖制作者和用圖者有本質(zhì)的區(qū)別。之后，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展改變了這一現(xiàn)狀，出現(xiàn)了一種新的地圖信息傳輸模型，即網(wǎng)絡(luò)地圖的信息傳輸模型如圖6所示［2］。

圖6 網(wǎng)絡(luò)地圖的信息傳輸模型

圖6中，U1和U2表示制圖者和用圖者理解的空間環(huán)境，而U1′指制圖者將用戶(hù)反饋回的信息與自己理解的空間信息融合后形成的空間環(huán)境，U2′指用戶(hù)將自己對(duì)空間環(huán)境的理解與制圖者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地圖傳遞回的空間信息融合后形成的空間環(huán)境。從該模型可看出，在網(wǎng)絡(luò)制圖環(huán)境下，用戶(hù)很可能成為制圖者［2］。

3.2 關(guān)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸模式的設(shè)想

在基于網(wǎng)絡(luò)的地圖信息傳輸過(guò)程中，傳輸理論的研究主要偏向于用戶(hù)如何獲取自己所需的信息，用戶(hù)和提供者之間信息交流的內(nèi)容不由提供者來(lái)決定，而取決于用戶(hù)本身［7］。地圖制作者的角色已經(jīng)從單純的地圖制作向地圖數(shù)據(jù)源和地圖產(chǎn)品的中介轉(zhuǎn)變。用戶(hù)無(wú)論想要數(shù)據(jù)還是可視化地圖，都由用戶(hù)決定。網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸模式的過(guò)程如圖7所示［7］。

圖7 網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸模式

在Web2.0的條件下，越來(lái)越多的人強(qiáng)調(diào)以人為本而非以數(shù)據(jù)為本。地圖的根本用途就是為用圖者提供認(rèn)知世界的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)改變了地圖信息傳輸模式，這使得專(zhuān)門(mén)從事地圖制作工作的人越來(lái)越少，而地圖的專(zhuān)門(mén)用戶(hù)和根據(jù)自身需求制作地圖的地圖用戶(hù)越來(lái)越多。從某種意義上說(shuō)，這使人們的勞動(dòng)得到最大化利用。越來(lái)越多的用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)上獲取和提供空間地理環(huán)境信息，網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)終端幫助人們提供所需的地圖。隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷進(jìn)步和深入發(fā)展，在未來(lái)Web n.0的某天，專(zhuān)門(mén)從事制圖的人或許能被計(jì)算機(jī)代替，網(wǎng)絡(luò)地圖的用戶(hù)能直接提供空間環(huán)境信息，同時(shí)獲取所需的地圖產(chǎn)品。

3.3 Web2.0條件下網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸過(guò)程中存在的問(wèn)題

網(wǎng)絡(luò)地圖的比例尺在1∶100萬(wàn)到1∶2萬(wàn)之間，個(gè)別城市圖有的精確到1∶5 000，主要以道路和居民地的表達(dá)為主。在Web2.0條件下，數(shù)據(jù)來(lái)源包含在線(xiàn)用戶(hù)所提供的信息。因此，數(shù)據(jù)的提供者和使用者可能均是用戶(hù)自身。在這種條件下，網(wǎng)絡(luò)地圖的信息傳輸模式應(yīng)當(dāng)對(duì)Web2.0的概念進(jìn)行融合，形成新形勢(shì)下的信息傳輸模型。通過(guò)對(duì)Web2.0概念和國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)地圖發(fā)展現(xiàn)狀的分析可知，在信息傳輸過(guò)程中，部分?jǐn)?shù)據(jù)是由用戶(hù)自身采集和提供，因此存在數(shù)據(jù)的表達(dá)精度不一致、數(shù)據(jù)缺乏規(guī)范的管理標(biāo)準(zhǔn)、重要地物目標(biāo)數(shù)據(jù)的安全得不到保證等問(wèn)題。

4 Web2.0下網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸模式中的數(shù)據(jù)管理問(wèn)題

通過(guò)比較國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)地圖發(fā)展現(xiàn)狀，可發(fā)現(xiàn)我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)地圖發(fā)展雖然進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，但相比發(fā)達(dá)國(guó)家，卻還有一定差距。Web2.0逐步替代Web1.0成為各個(gè)行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用首選方式?；赪eb2.0的網(wǎng)絡(luò)地圖傳遞的信息更加真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)，表達(dá)方式也更加人性化、多元化。由此可見(jiàn)，研究基于Web2.0的網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸模式有助于我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)地圖發(fā)展更快進(jìn)入Web2.0階段。

網(wǎng)絡(luò)地圖同其他數(shù)字地圖產(chǎn)品一樣，數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)地圖的信息來(lái)源，是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)地圖的靈魂。解決網(wǎng)絡(luò)地圖信息傳輸模式的關(guān)鍵之處在于如何有效管理網(wǎng)絡(luò)地圖的海量數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、安全、規(guī)范、來(lái)源等以及如何使數(shù)據(jù)得以更有效地進(jìn)行傳輸。

4.1 推廣LBS在Web2.0中的應(yīng)用

LBS（Location Based Service）是指基于位置的服務(wù)，隨著3G時(shí)代來(lái)臨和手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的升級(jí)換代，位置服務(wù)逐漸被廣大的用戶(hù)所接受。人們能夠通過(guò)手機(jī)中的GPS模塊方便地進(jìn)行方位標(biāo)注和信息發(fā)送。Web2.0為用戶(hù)主動(dòng)提供信息提供了良好平臺(tái)。將LBS與Web2.0網(wǎng)絡(luò)地圖結(jié)合起來(lái)，能夠使網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)的來(lái)源更加及時(shí)、準(zhǔn)確和詳細(xì)，使人們走在哪里都能夠?qū)⑺璞４娴男畔⒓皶r(shí)發(fā)送給數(shù)據(jù)終端［8］。目前，LBS在谷歌的地圖服務(wù)中有著廣泛應(yīng)用，并且每年都會(huì)出現(xiàn)新的LBS服務(wù)，如Google Latitude、Google Buzz、Foursquare，以此來(lái)適應(yīng)人們的需求變化。

4.2 建立統(tǒng)一的OGC數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)

目前，互聯(lián)網(wǎng)上有很多網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)網(wǎng)站，這些服務(wù)幾乎都是私有系統(tǒng)，服務(wù)之間的互操作非常困難。為解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)互操作接口機(jī)制的開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)性，需引進(jìn)OGC的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。作為全球最主要的地理信息互操作規(guī)范的制訂者和提倡者，OGC開(kāi)發(fā)了一系列的基于公共接口、編碼和模式的網(wǎng)絡(luò)地圖方法。如基于Web地圖服務(wù)的互操作規(guī)范WMS、基于Web要素服務(wù)的互操作規(guī)范WFS、基于Web層服務(wù)的互操作規(guī)范WCS等［9］。網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)（Web Map Service）可以動(dòng)態(tài)地利用地理信息中的空間數(shù)據(jù)繪制地圖。根據(jù)OGC規(guī)范，地圖服務(wù)是專(zhuān)門(mén)提供共享地圖數(shù)據(jù)的服務(wù)，負(fù)責(zé)根據(jù)客戶(hù)請(qǐng)求，提供地圖圖像、指定坐標(biāo)點(diǎn)的要素信息以及地圖服務(wù)的功能說(shuō)明信息。因此，應(yīng)當(dāng)利用OGC的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一管理Web2.0下的網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)分級(jí)。

4.3 利用云計(jì)算的思想進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理

云計(jì)算是一種新型的計(jì)算模式，把IT資源、數(shù)據(jù)、應(yīng)用作為服務(wù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶(hù)。簡(jiǎn)而言之，云計(jì)算就是信息資源的合理共享。云計(jì)算具有高可靠性、通用性、超大規(guī)模、按需服務(wù)、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。Web2.0把互聯(lián)網(wǎng)看作一臺(tái)巨型計(jì)算機(jī)，然后在上面開(kāi)發(fā)應(yīng)用，每個(gè)應(yīng)用都是一個(gè)組件，有特定接口，可以輸入輸出數(shù)據(jù)。某種意義上來(lái)說(shuō)，Web2.0本身就是云計(jì)算的一種應(yīng)用。Web2.0條件下的網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)是海量的，并且一部分屬于不公開(kāi)數(shù)據(jù)。在云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式中，數(shù)據(jù)保存在“云”的另一端，由大型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器來(lái)保存數(shù)據(jù)，有專(zhuān)業(yè)的管理團(tuán)隊(duì)來(lái)管理數(shù)據(jù)。云計(jì)算有3種模式［10］，即公用云、專(zhuān)用云和混合云。公用云對(duì)所有人開(kāi)放，專(zhuān)用云僅對(duì)具有權(quán)限的人開(kāi)放，而混合云由公用云和專(zhuān)用云共同組成。利用混合云的模式可以將數(shù)據(jù)分為公開(kāi)數(shù)據(jù)和保密數(shù)據(jù)。另外，使用云計(jì)算的服務(wù)費(fèi)用與購(gòu)買(mǎi)、管理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的費(fèi)用相比，低廉許多。因此，混合云的應(yīng)用能將網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)安全有效地管理存儲(chǔ)起來(lái)。這樣，人們既不用擔(dān)心自己的網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)丟失或者被破壞，也能將一些私有信息進(jìn)行保密存儲(chǔ)，使網(wǎng)絡(luò)地圖真正成為人們?nèi)粘Ｉ畹暮脦褪帧?/p>

5 結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)正從Web1.0步入Web2.0時(shí)代，核心理念是以用戶(hù)為中心。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，基于Web2.0的網(wǎng)絡(luò)地圖將會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)地圖的發(fā)展方向。然而，在Web2.0網(wǎng)絡(luò)地圖推廣應(yīng)用的同時(shí)，仍然存在很多值得研究的領(lǐng)域和需要解決的問(wèn)題。將Web2.0的概念融入到傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地圖傳輸模型中，探尋更加適合新形勢(shì)下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和維護(hù)方式，將會(huì)提高地理信息的傳輸和利用效率，從而進(jìn)一步拓展網(wǎng)絡(luò)地圖的應(yīng)用面，使網(wǎng)絡(luò)地圖真正融入人們的日常生活中。

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