如果你是一個(gè)應(yīng)用開發(fā)者，可能使用過高德、百度或者騰訊提供的地圖服務(wù)，調(diào)用過他們開放的接口，在自己的 APP 中實(shí)現(xiàn)一些地圖展示功能，來提高用戶體驗(yàn)。
 

 

如果你既不是GIS方面的從業(yè)者，也沒有做過什么開發(fā)，那你肯定在第一次打開某些 APP 時(shí)收到允許獲取位置權(quán)限的請(qǐng)求，在微信中向好友共享過你的位置，在美食團(tuán)購(gòu) APP 中搜索過附近的餐廳，在不同地圖 APP 中查看過導(dǎo)航路線，也可能在某條 APP 中收到過類似于你家小區(qū)隔壁的超市全場(chǎng)半價(jià)這樣的推送消息。

 

這些只不過是 GIS 在生活中微不足道的應(yīng)用，但卻給我們帶來了極大的便利。這些功能的實(shí)現(xiàn)都離不開位置信息，對(duì)！就是你打開 APP 時(shí)它們死乞白賴地向你申請(qǐng)獲取位置權(quán)限的那個(gè)位置，也就是在地球這個(gè)超大坐標(biāo)系下的坐標(biāo)（x, y）。那這些 APP 是怎么實(shí)現(xiàn)這些功能的呢，下面我嘗試從 GIS 數(shù)據(jù)的生命周期角度來分析一下：

 

 

數(shù)據(jù)是 GIS 的血液。當(dāng)你點(diǎn)擊 「允許」按鈕時(shí)，APP 就有了獲取你當(dāng)前位置的權(quán)限，它在運(yùn)行的時(shí)候可以隨時(shí)獲取你的位置。

 

當(dāng)然僅僅有你的坐標(biāo)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，周圍興趣位置（POI-Position of Interest）像道路、餐廳、停車場(chǎng)、景點(diǎn)、小區(qū)、學(xué)校等等這些生活中我們離不開的設(shè)施的坐標(biāo)也是必不可少的，當(dāng)然這些 POI 數(shù)據(jù)有專門的公司維護(hù)，比如廣泛使用的騰訊地圖、百度地圖、高德地圖都有自己的數(shù)據(jù)采集團(tuán)隊(duì)在全國(guó)各地采集、維護(hù)這些數(shù)據(jù)，來保障數(shù)據(jù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，它們也對(duì)外提供地圖服務(wù)，APP 開發(fā)商只要接入這些服務(wù)就可以使用這些數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)操作的接口。

 

當(dāng)你打開不同 APP 中的地圖時(shí)，請(qǐng)注意觀察右下角或左下角，可以發(fā)現(xiàn)地圖提供商的 Logo。至于為什么大眾點(diǎn)評(píng)使用的是騰訊地圖、支付寶使用的是高德地圖就不用多說了吧。

 

 

地理空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它們的存儲(chǔ)關(guān)系到 GIS 數(shù)據(jù)交換、顯示、查詢、分析的能力。GIS 的數(shù)據(jù)模型有矢量、柵格；矢量模型數(shù)據(jù)用點(diǎn)、線、面來描述地理實(shí)體，兩點(diǎn)成線，三線可成面，線和面在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)時(shí)其實(shí)記錄的還是點(diǎn)的坐標(biāo)。矢量模型常用的數(shù)據(jù)格式有Shapefile、KML、dwg、dxf 等；柵格數(shù)據(jù)用二維矩陣的位圖來表示空間地物，常見的格式有TIFF、JPEG、BMP、PCX、GIF等。矢量和柵格各有優(yōu)缺點(diǎn)：比如矢量圖與分辨率無關(guān)，就像你在手機(jī)地圖中無論把地圖放大到多大，都不影響顯示的質(zhì)量和效果，而柵格數(shù)據(jù)放大幾倍后，就會(huì)明顯地出現(xiàn)“馬賽克”的現(xiàn)象；但矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)勢(shì)性差，而柵格數(shù)據(jù)可以通過衛(wèi)星拍攝快速獲取，等等。GIS 應(yīng)該根據(jù)使用場(chǎng)景，來確定使用矢量模型還是柵格模型。

 

當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到一定規(guī)模后，文件存儲(chǔ)方式已經(jīng)不能滿足需求，按照傳統(tǒng)的解決方式，自然想到的是創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)??！地理數(shù)據(jù)包含非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化的屬性數(shù)據(jù)、空間關(guān)系數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無法提供存儲(chǔ)、管理、索引、查詢等常規(guī)的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，所以空間數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用而生，現(xiàn)在常見的空間數(shù)據(jù)庫(kù)有GeoDatabase，PostgreSQL，Oracle Spatial等。

 

 

地理數(shù)據(jù)按照它們?cè)撚袠幼哟鎯?chǔ)在計(jì)算機(jī)中，查詢分析就是利用 GIS 挖掘藏在這些數(shù)據(jù)中的有用信息。GIS 中常用的分析功能有領(lǐng)域分析、疊加分析、水文分析、網(wǎng)絡(luò)分析等等，在實(shí)際使用時(shí)，往往是多種分析方式配合使用，結(jié)合數(shù)據(jù)制圖將查詢分析的結(jié)果可視化表達(dá)，形成方便我們能夠識(shí)別、理解的結(jié)果。
 

 

上面這張「空氣質(zhì)量熱力圖」，是在 GIS 工具中，通過對(duì)各個(gè)空氣質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，用（x, y, value）表示，其中（x，y）表示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置，value 表示 AQI 值，進(jìn)行空間插值分析，生成某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的空氣質(zhì)量熱力圖，結(jié)合多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的熱力圖，就可以制作上面這種動(dòng)態(tài)圖。

 

當(dāng)我們使用 APP 查找附近500m內(nèi)的餐廳時(shí)，用了 GIS 的空間查詢功能，用到了緩沖區(qū)分析、空間包含關(guān)系；當(dāng)我們使用 APP 查看回家的路線時(shí)，用到了 GIS 的最短路徑分析功能；

當(dāng)手機(jī) APP 不斷記錄你的位置，對(duì) APP 來說你的「用戶畫像」會(huì)越來越清晰，比如發(fā)現(xiàn)你在工作日經(jīng)常在同一個(gè)范圍內(nèi)活動(dòng)，大概率這個(gè)位置是你的單位所在，到了晚上你又經(jīng)常停留在另一個(gè)地方，大概率這個(gè)地方是你的家，這樣就可以估算出你的家到單位的距離，而判斷你的出行方式，短距離可能就是騎個(gè)單車，長(zhǎng)距離可能就是打車、自駕。

 

如果這是個(gè)出行 APP， 分析出從你家到單位只有兩三公里，你使用共享單車的概率應(yīng)該比打車的概率要大，APP 就可以不定期贈(zèng)送你一些單車券而不是快車券，并用短信溫馨的提醒你，在下次需要騎單車時(shí)，如果你不是跟錢過不去，肯定會(huì)優(yōu)先選擇有券的出行 APP，這樣一通操作，不經(jīng)意間就提高了你對(duì)這個(gè) APP 的使用粘度。當(dāng)然這只是個(gè)最簡(jiǎn)單 GIS 數(shù)據(jù)挖掘模型，實(shí)際情況肯定要比這個(gè)復(fù)雜得多，位置信息可能只是定向廣告推薦系統(tǒng)眾多影響因子中的一個(gè)維度而已。

2.比例尺

 

比例尺決定了地圖的顯示精度，比例尺越大顯示的地圖內(nèi)容越豐富，1:2.5萬比例尺顯示的內(nèi)容顯然比1:10萬豐富很多：

 

 

地物分層決定了數(shù)據(jù)的組織集合方式，通常將一類地物歸置同一圖層，這里的劃分方式取決于應(yīng)用場(chǎng)景。如果你做的是一個(gè)關(guān)于美食餐廳的 GIS ，你應(yīng)該將區(qū)域內(nèi)火鍋店、西餐廳等不同種類的餐廳分圖層處理，這樣才能提供更加精細(xì)的查詢分析和顯示功能，如果你做的就是一個(gè)普通的城市 GIS，此時(shí)餐廳可能不是系統(tǒng)的重點(diǎn)，可以將所有餐廳歸至一個(gè)圖層來管理。

 

 

符號(hào)系統(tǒng)包括地物符號(hào)化和配色，比如我們?cè)诘貓D中看見一個(gè)像大巴一樣的圖標(biāo)，就知道這里是公交站；看見一條黑白相間的線條，就知道這是鐵路；看見大片的藍(lán)色區(qū)域，就知道這塊是水域，這些都是行業(yè)內(nèi)約定俗成的標(biāo)準(zhǔn)，除非有特殊的定制需求，否則變化不會(huì)太大；下圖就是采用不同符號(hào)系統(tǒng)的顯示效果。

 

經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢分析功能開發(fā)、制圖表達(dá)，一個(gè)有血有肉的 GIS 就這么誕生了。GIS 是簡(jiǎn)單的，在這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，它在我們的生活中到處被使用，給我們帶來極大的便利；GIS 也是復(fù)雜的，對(duì)于 GIS 開發(fā)者來說，GIS 本身伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，從傳統(tǒng)的桌面 GIS，到WebGIS，三維GIS，再到智慧城市，空間大數(shù)據(jù)挖掘，在變得強(qiáng)大的同時(shí)，也更加復(fù)雜。

本文作者：碼上GIS