8.1.6　地图科学

地图作为地学研究的第二语言，在探求地学特征规律、揭示地理过程机理、挖掘空间分布模式方面承担两大功能:一是作为分析表达工具解答地理学中的科学问题；二是作为载体传播工具交流传输地学研究成果。以空间认知表达符号为主要特征的地图，与代表语言的文字符号和代表数量的数字符号一道，成为人们认知世界的三大文化工具，在漫长的研究历史中形成的经典地图学科，不仅具有完善的科学原理、技术和方法，而且具有文化艺术特征，同时涉足科学、技术、艺术三大范畴。过去十年，在数字技术、网络传输、多媒体可视化等新型技术驱动下，地图学科的内涵与外延得到极大的拓宽，地图制图的范畴已从传统的现实世界向虚拟世界、网络空间等泛空间拓展，可视化表达主体正从以地理环境为主向地理与人文环境并重发展，可视化表达内容正从地理环境的静态描述向动态过程化方向发展，可视化与地图制图的产品从面向人类服务朝着同时面向智能机器方向发展。

1.地图空间认知与建模

地理空间的现象、事物与过程如何被人感知是数字地图建模的首要问题，需要与认知科学、人工智能、地理景观分析等多学科交叉研究。本方向针对数字环境下地理空间认知与地图表达的基础理论开展了多方面的研究，包括空间信息认知与传输、地图语言学理论、多媒体与虚拟现实环境下的地图感受、地理空间本体论。基于虚拟现实系统、眼动仪等空间信息认知工具，结合空间统计、心象地图原理，研究了空间景观的视觉表达模型、室内空间的导航机制与空间景观模式的认知识别。过去十年，在该方向上建立了完善的“地图代数”理论体系，以代数观念阐述了空间表达的理论和方法，超越了传统的欧几里得空间，构建了全新的地图信息度量空间。地图代数理论在国内外产生重要影响，成果论文获得了ESRI＆ASPRSGIS年度最佳论文奖。

2.地图综合与多尺度表达

尺度问题是地图表达与应用的基础问题，地图综合完成对复杂空间的抽象概括，从而获得地理空间的本质特征和地学规律。它既是完成从大比例尺地图向小比例尺地图转换的技术方法，也是地图分析挖掘特征规律的重要工具。过去十年，本方向应对泛在网络技术、数字技术环境下空间、时间、语义尺度变换的新挑战，开展了在线式地图综合、泛在网络大数据尺度变换、专题地图综合等问题的研究，完成了一批高效、智能化的地图综合模型与算法，研制的地图综合软件获得了国家科技进步二等奖。同时，将理论研究与实践结合，在国家空间基础设施多比例尺数据库建立及跨比例尺级联式地图更新技术、多级瓦片地图的一致性尺度匹配与高效渐进式传输等技术上开展研究，研制的软件及技术方法在国家1∶5万地图更新工程、国家“二调”多级国土资源数据库建设及地理国情数据的地图综合中发挥重要作用。

3.地图文化与艺术(https://www.daowen.com)

地图文化是测绘地理信息软实力的集中体现，如何扩展地图的传播效应、增强地图表达的艺术美、提升基于地图的国情教育水平，是测绘学科过去十年关注的一个重要方面，开展了以地图文化、地图史、地图美学为内容的研究。针对媒体传输、地图服务中地图艺术特色的展示，探求新型可视化技术在地图艺术美表现中认知工效，研究地图文化在大众传媒及新兴自媒体技术中的贡献作用，探讨了地图在不同的层次教育体系中的版权意识、地理国情、爱国情操素质教育中的文化效应。参与完成了国家大型科技基础性工作专项项目“中国近代地图志”的编研，梳理了中国地图史的发展脉络。专门针对色弱、色盲人群开展了特殊地图符号化研究。

4.国家地图集系统工程

国家大地图集全面、综合、多层面、多视角地记录和反映一个国家的社会、经济、文化、自然的发展变化规律，是地学各领域科学研究成果的结晶。国家大地图集作为国家知识的《百科全书》，是集中反映国家科学技术与文化水平的一个重要标志，同时也是国际学术交流的重要内容和提高国际声誉的一种方式。过去十年，在国家科技基础性工作专项项目“国家大地图集编研”支持下，通过国家经济地图集、国家影像大地图集、国家水文地图集等多部大地图集的编制研究，运用系统工程思想构建了新时期我国国家大地图集工程的体系结构。建立了国家大地图集编制中多源、多类型、多尺度、多时态数据的集成方法。研究了新型IT技术背景下的国家大地图集产品模式，提出了将电子地图技术、多媒体可视化技术、三维动画技术集成，以图形、图像、图表、文字、视频等多种模式全方位展示的新型地图集应用技术。

5.电子地图与应用工程

过去十年，地图应用以电子地图形式提供LBS与位置导航、空间信息公众服务、电子政务等服务功能，电子地图应用领域不断拓宽。针对电子地图服务的地理信息可视化的理论与技术需求，建立了新型的三维动态地图表达模型与规范体系，实现了移动设备及其他特殊显示设备上电子地图的自适应可视化技术策略，有关成果获得多项国家测绘科技进步奖。为应对电子地图表达从“地理实空间”向“泛在网络虚空间”的扩展，开展了电子地图众源空间信息的挖掘研究，以揭示社会群体空间行为特征、预测空间信息过程趋势、发掘地理现象空域规律。基于网络系统平台研究了网络化电子地图的制作、发布、更新及与其他网络传输信息的集成，研发了泛在网络空间数据智能探测与主动集成，包括:开发基于网络爬虫的数据获取、研究基于自然语言处理和文本挖掘的泛在隐含空间信息发现方法、开发多模态泛在网络空间信息集成Web平台。电子地图应用工程覆盖了工业界、学术界和社会管理众多领域，产生了显著的聚集效益和社会效益。