Web2.0下网络地图的发展及存在问题探讨

冯 骏，刘文兵，夏 翔

（1.信息工程大学 测绘学院，河南 郑州 450052；2.75719部队，湖北 武汉 430074；3.凌云建筑装饰工程有限公司，湖北 武汉 430074）

在信息技术日新月异的今天，计算机和网络技术成为地图学理论研究和深入发展的重要支撑，是现代地图学向前发展的主要动力。近年来，Web2.0、云计算、物联网等新兴名词出现在人们视野里。在Web2.0这种完全开放的地图生产传播环境下，公众不只是地图信息的被动消费者，更是地图信息的主动提供者［1］。将网络作为出版媒介能够更好地传播制图人员的想法，这为地图的便捷制作和地图信息的深入传播提供了一个良好平台。因此，有必要在Web2.0的条件下，研究如何提升和改进网络地图的信息传输和数据管理问题，从而促使现代地图学进一步向前发展。

1 网络地图的基本概念及发展现状

1.1 网络地图的基本概念

网络地图是在网络环境中制作、使用和传播的数字地图及其可视化产品，其数据形式包括空间数据和非空间数据，以分布并行方式进行存储，并且可以通过对网络数据库的访问，按照用户的需要提供不同的可视化产品及地理信息服务［2］。简言之，网络地图就是通过互联网为用户提供地理信息查询与分析的地图。网络地图与一般常规电子地图有一定区别，主要在于它的交互制图功能，能给用户提供个性化服务。如美国国家地图集网站为用户提供了在浏览器上实时制作地图的功能。基于Web的网络地图因其具有快速存取显示、三维动画功能、要素分层分级显示以及利用虚拟现实技术将地图立体化、动态化等功能，目前越来越受到国内外政府机构、企事业单位、各类网站等各个行业的广泛关注。

1.2 国内基于Web的网络地图发展现状

目前，在我国应用较普遍的是二维地图和三维地图。自2004年Google公司提供免费网络地图以来，整个网络地图的发展速度进一步加快，我国也相继出现了很多提供网络地图服务的网站公司，如北京灵图软件技术有限公司，杭州阿拉丁信息科技有限公司。由于网络的开放性，网络地图的用途在逐步扩大，包括和人们出行相关的车载导航图、网络购物指南地图、房产网站的楼盘图、旅游网络地图等，都属于网络地图。虽然我国网络地图的应用面正在不断拓展，但用户与网络地图的交互性并没有很好的体现出来，大多数的地图网站仍停留在Web1.0的概念上。目前，我国比较有代表性的网络地图有图盟Mapabc、Gsuo、E都市新概念三维仿真地图（见图1）、灵图UU（见图2）等。

1.3 国外基于Web的网络地图发展现状

目前，国外各大网站公司如微软、雅虎、谷歌等，均在网络上发布了公共的API服务，网络上出现了很多基于Web2.0的地图网站，如Google Maps、GeoWiki、OpenStreet、MapStraction等。这些地图网站提供的地理信息服务与Web1.0条件下的服务相比，更加人性化、多样化、互动化和个性化。国外网络地图最典型的代表就是美国谷歌公司的Google Maps和Google Earth。谷歌公司提倡网络地图应由用户自主创造，为此开发了用户标注地图UGM和个人移动定位LBS两项重要功能。这两项功能使用户能标注个性化地标，及时上传照片并标注位置，同时附上属性信息。这成为地理信息的广泛来源的一部分。图3使用Google Earth数据作为描述环境变化的底图，用户可以浏览全球信息，进行各个国家和地区的环境分析对比。图4是澳大利亚某社区活动团体利用Google Maps组织社区活动，进行活动的组织规划。

2 Web2.0与网络地图

2.1 Web 2.0的基本概念

Web 2.0是相对Web 1.0的新一代互联网应用的统称，它表明互联网正从静态网页集合向提供软件服务载体的方向发展。Web 1.0的主要特点在于用户通过浏览器获取信息，Web 2.0更注重用户的交互作用。用户不仅是互联网信息的阅读者，同时也是互联网信息的创建者。如果说Web1.0是以数据为核心，那么Web2.0是以人为核心，旨在为用户提供更好的服务。Web2.0的核心原则就是将互联网作为用户平台，提供更加人性化的信息服务。目前，国内外比较著名的Web2.0网站主要有Wikipedia、Flicker、BlogBus、Gmail豆瓣、百度知道，这些网站内容多集中在播客、博客、RSS和Wiki等方面。

2.2 Web2.0与网络地图的关系

Web2.0的蓬勃发展促使地图制图由行业封闭向社会开放，由专家制图向公众参与，由地图定期发布向随时随地发布转变。为了有效补充已有的数据获取手段，一种集Web2.0、集体智慧等元素，相对于传统测绘和遥感而言的第三种获取地理信息新方法被提出。Goodchild教授将这种方法称为自发地理信息［3］。在地图多层面多角度呈现的特性上，利用Web2.0平台把公众的集体智慧通过群策群力的方式转化为社会需求的地图信息，使虚拟的赛博空间和现实的地理环境紧密多维地联系在一起，从而提高地图的现势性和实时性。

随着地图制图模式的不断变化，由其引起的地图信息传输方式的变化已经引起人们的关注［4］。在基于网络地图的信息传输机制背景下，地图消费者能交互地定制个性化的Web地图产品。Web2.0对网络地图所造成的影响主要体现在3个方面［5］：①信息传输模式的改变；②地理信息表示形式和服务方式的改变；③地理信息管理和使用方式的改变。

2.3 Web2.0网络地图的特点优势

基于Web2.0的网络地图的特点优势主要有：

1）广泛的用户参与：在线用户者既是信息的使用者，也是信息的发布者。人们能根据自身需求提供和获取地图数据信息；

2）高效的信息共享：Web2.0技术通过引用、类聚等技术，大大加强了信息的流通速度，提高了信息的共享程度；

3）真实的信息来源：地图数据信息是由用户提供，他们提供的信息大多来源于所处的地理环境，可靠度较高；

4）丰富的可视化表达：可视化的表达方法多种多样，例如图形、三维表示法、多媒体表示法，能按照用户的要求将空间信息发送到移动设备上；

5）大规模的数据存储模式：网络地图数据的存储方式是分布并行式，支持大规模的数据存储和访问。

3 网络地图信息传输模式及存在问题

3.1 传统网络地图信息传输模式

地图信息传输理论建立后，制图专家先后提出了多种地图传输模型。其中，传统地图信息传输模型的典型代表是柯拉斯尼的信息传输模型，如图5所示［6］。

图5 柯拉斯尼的信息传输模型

从该模型可看出，传统的地图信息传输方式基本是通过地图来实现。制图者通过自身经验和对地理环境的认识，通过符号化语言进行制图。用图者通过符号化语言，阅读地图后，形成对空间地理环境的认识。两者之间缺乏交流，地图制作者和用图者有本质的区别。之后，网络技术的高速发展改变了这一现状，出现了一种新的地图信息传输模型，即网络地图的信息传输模型如图6所示［2］。

图6 网络地图的信息传输模型

图6中，U1和U2表示制图者和用图者理解的空间环境，而U1′指制图者将用户反馈回的信息与自己理解的空间信息融合后形成的空间环境，U2′指用户将自己对空间环境的理解与制图者通过网络地图传递回的空间信息融合后形成的空间环境。从该模型可看出，在网络制图环境下，用户很可能成为制图者［2］。

3.2 关于未来网络地图信息传输模式的设想

在基于网络的地图信息传输过程中，传输理论的研究主要偏向于用户如何获取自己所需的信息，用户和提供者之间信息交流的内容不由提供者来决定，而取决于用户本身［7］。地图制作者的角色已经从单纯的地图制作向地图数据源和地图产品的中介转变。用户无论想要数据还是可视化地图，都由用户决定。网络地图信息传输模式的过程如图7所示［7］。

图7 网络地图信息传输模式

在Web2.0的条件下，越来越多的人强调以人为本而非以数据为本。地图的根本用途就是为用图者提供认知世界的服务。网络改变了地图信息传输模式，这使得专门从事地图制作工作的人越来越少，而地图的专门用户和根据自身需求制作地图的地图用户越来越多。从某种意义上说，这使人们的劳动得到最大化利用。越来越多的用户在网络上获取和提供空间地理环境信息，网络和计算机终端帮助人们提供所需的地图。随着网络的不断进步和深入发展，在未来Web n.0的某天，专门从事制图的人或许能被计算机代替，网络地图的用户能直接提供空间环境信息，同时获取所需的地图产品。

3.3 Web2.0条件下网络地图信息传输过程中存在的问题

网络地图的比例尺在1∶100万到1∶2万之间，个别城市图有的精确到1∶5 000，主要以道路和居民地的表达为主。在Web2.0条件下，数据来源包含在线用户所提供的信息。因此，数据的提供者和使用者可能均是用户自身。在这种条件下，网络地图的信息传输模式应当对Web2.0的概念进行融合，形成新形势下的信息传输模型。通过对Web2.0概念和国内外网络地图发展现状的分析可知，在信息传输过程中，部分数据是由用户自身采集和提供，因此存在数据的表达精度不一致、数据缺乏规范的管理标准、重要地物目标数据的安全得不到保证等问题。

4 Web2.0下网络地图信息传输模式中的数据管理问题

通过比较国内外网络地图发展现状，可发现我国的网络地图发展虽然进入了高速发展时期，但相比发达国家，却还有一定差距。Web2.0逐步替代Web1.0成为各个行业的网络应用首选方式。基于Web2.0的网络地图传递的信息更加真实、准确、及时，表达方式也更加人性化、多元化。由此可见，研究基于Web2.0的网络地图信息传输模式有助于我国的网络地图发展更快进入Web2.0阶段。

网络地图同其他数字地图产品一样，数据是网络地图的信息来源，是构成网络地图的灵魂。解决网络地图信息传输模式的关键之处在于如何有效管理网络地图的海量数据，包括数据的存储、管理、安全、规范、来源等以及如何使数据得以更有效地进行传输。

4.1 推广LBS在Web2.0中的应用

LBS（Location Based Service）是指基于位置的服务，随着3G时代来临和手机等移动设备的升级换代，位置服务逐渐被广大的用户所接受。人们能够通过手机中的GPS模块方便地进行方位标注和信息发送。Web2.0为用户主动提供信息提供了良好平台。将LBS与Web2.0网络地图结合起来，能够使网络地图数据的来源更加及时、准确和详细，使人们走在哪里都能够将所需保存的信息及时发送给数据终端［8］。目前，LBS在谷歌的地图服务中有着广泛应用，并且每年都会出现新的LBS服务，如Google Latitude、Google Buzz、Foursquare，以此来适应人们的需求变化。

4.2 建立统一的OGC数据管理标准

目前，互联网上有很多网络地图服务网站，这些服务几乎都是私有系统，服务之间的互操作非常困难。为解决这一问题，实现互操作接口机制的开放性和标准性，需引进OGC的标准规范。作为全球最主要的地理信息互操作规范的制订者和提倡者，OGC开发了一系列的基于公共接口、编码和模式的网络地图方法。如基于Web地图服务的互操作规范WMS、基于Web要素服务的互操作规范WFS、基于Web层服务的互操作规范WCS等［9］。网络地图服务（Web Map Service）可以动态地利用地理信息中的空间数据绘制地图。根据OGC规范，地图服务是专门提供共享地图数据的服务，负责根据客户请求，提供地图图像、指定坐标点的要素信息以及地图服务的功能说明信息。因此，应当利用OGC的标准规范统一管理Web2.0下的网络地图数据，对其进行分类分级。

4.3 利用云计算的思想进行数据存储和管理

云计算是一种新型的计算模式，把IT资源、数据、应用作为服务通过互联网提供给用户。简而言之，云计算就是信息资源的合理共享。云计算具有高可靠性、通用性、超大规模、按需服务、可扩展性等特点。Web2.0把互联网看作一台巨型计算机，然后在上面开发应用，每个应用都是一个组件，有特定接口，可以输入输出数据。某种意义上来说，Web2.0本身就是云计算的一种应用。Web2.0条件下的网络地图数据是海量的，并且一部分属于不公开数据。在云计算的网络应用模式中，数据保存在“云”的另一端，由大型的数据存储服务器来保存数据，有专业的管理团队来管理数据。云计算有3种模式［10］，即公用云、专用云和混合云。公用云对所有人开放，专用云仅对具有权限的人开放，而混合云由公用云和专用云共同组成。利用混合云的模式可以将数据分为公开数据和保密数据。另外，使用云计算的服务费用与购买、管理和存储数据的费用相比，低廉许多。因此，混合云的应用能将网络地图数据安全有效地管理存储起来。这样，人们既不用担心自己的网络地图数据丢失或者被破坏，也能将一些私有信息进行保密存储，使网络地图真正成为人们日常生活的好帮手。

5 结束语

互联网正从Web1.0步入Web2.0时代，核心理念是以用户为中心。在互联网技术飞速发展的今天，基于Web2.0的网络地图将会成为网络地图的发展方向。然而，在Web2.0网络地图推广应用的同时，仍然存在很多值得研究的领域和需要解决的问题。将Web2.0的概念融入到传统的网络地图传输模型中，探寻更加适合新形势下的数据存储、管理和维护方式，将会提高地理信息的传输和利用效率，从而进一步拓展网络地图的应用面，使网络地图真正融入人们的日常生活中。

［2］刘芳，游雄，於建峰，等.网络地图的信息传输模型研究［J］.测绘通报，2009（10）：15－17.

［3］李德仁，邵振峰.论新地理信息时代［J］.中国科学（F辑），2009，39（6）：579－587.

［4］危拥军，江南.地图的信息传输功能及扩展［J］.测绘技术装备，2000，2（4）：21－23.

［5］刘芳，王光霞，辛欣，等.基于Web2.0的网络地图设计研究［J］.测绘科学，2010，35（Z）：115－117.

［6］田德森.现代地图学理论［M］.北京：测绘出版社，1991：103.

［7］陈应东，陈毓芬，卢晨琰.网络地图服务传输机制的研究［J］.测绘科学技术学报，2006，23（3）：211－214.

［8］赵俊刚，范世东.移动增值业务LBS的设计与应用［J］.交通与计算机，2003（4）：78－81.

［9］张登荣，俞乐，邓超，等.基于OGC WPS的Web环境遥感图像处理技术研究［J］.浙江大学学报，2008，42（7）：1184－1188.

［10］徐风，王伟平.基于综合形式（PAAS＋IAAS）的云计算平台的研究与构建［J］.科技咨询，2010（32）：19－21.