地圖是空間認(rèn)知的工具，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用戶需求多樣化和個(gè)性化趨勢(shì)日益凸顯，用戶對(duì)服務(wù)體驗(yàn)的要求也越來(lái)越高，亟需一種更加智能化的新型地圖。

這種地圖能夠?qū)崟r(shí)地獲取整合泛在信息，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，不僅能發(fā)現(xiàn)事物和對(duì)象的空間存在關(guān)系，還能發(fā)現(xiàn)事物對(duì)象間潛在的深層次關(guān)系，并在合適的時(shí)間、合適的地點(diǎn)，向用戶推送最合適的信息，即一種以人為本，充分利用當(dāng)今信息時(shí)代的新技術(shù)，并適應(yīng)用戶需求的新型地圖。Varnelis 和Meisterlin 提出了“智慧地圖”的理念（Xiang et al.，2003）；周成虎等（2011）提出了全息位置地圖的概念。

全息位置地圖概念的提出，正是為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，信息獲取形式多樣化、內(nèi)容豐富化、各種多維時(shí)空信息需要?jiǎng)討B(tài)關(guān)聯(lián)的要求。

1、全息位置地圖概念

周成虎等（2011）認(rèn)為全息位置地圖是以位置為基礎(chǔ)，全面反映位置本身及其與位置相關(guān)的各種特征、事件或事物的數(shù)字地圖，是地圖家族中適應(yīng)當(dāng)代位置服務(wù)業(yè)發(fā)展需求而發(fā)展起來(lái)的一種新型地圖產(chǎn)品。

與一般的位置地圖相比，全息位置地圖具有兩個(gè)基本特征：

（1）全息位置地圖是語(yǔ)義關(guān)系一致的四維時(shí)空位置信息的集合；

（2）全息位置地圖由系列數(shù)字位置地圖所構(gòu)成，能夠形成多種場(chǎng)景，并以多種方式呈現(xiàn)給用戶。

本節(jié)（文）進(jìn)一步拓展了全息位置地圖的概念，將其從一種新型的數(shù)字地圖提升為能夠提供個(gè)性化的位置及與位置相關(guān)的智能服務(wù)平臺(tái)，突出以人為本的服務(wù)宗旨。

全息位置地圖指在泛在網(wǎng)環(huán)境下，以位置為紐帶動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)事物或事件的多時(shí)態(tài)（multi-temporal）、多主題（multi-thematic）、多層次（multi-hierarchical）、多粒度（multi-granular）的信息，提供個(gè)性化的位置及與位置相關(guān)的智能服務(wù)平臺(tái)。其宗旨是以“人”為本，根據(jù)用戶的應(yīng)用需求，基于位置來(lái)集成和關(guān)聯(lián)適宜的地理范圍、內(nèi)容類型、細(xì)節(jié)程度、時(shí)間點(diǎn)或間隔的泛在信息，通過(guò)適應(yīng)于特定用戶的表達(dá)方式為用戶提供信息服務(wù)。（2010 錢小聰）

泛在網(wǎng)涵蓋了傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、行業(yè)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它們既是全息位置地圖的信息來(lái)源，又是其運(yùn)行環(huán)境。泛在信息是在泛在網(wǎng)環(huán)境下獲取的事物或事件本身及其相關(guān)信息（如位置、狀態(tài)、環(huán)境等），涵蓋地球表面的基礎(chǔ)地理信息、獨(dú)立地理實(shí)體（如建筑物）的結(jié)構(gòu)信息、地理實(shí)體間的關(guān)聯(lián)信息、各行業(yè)的信息、人的自身及其喜好信息等。泛在信息能夠直接或間接地與空間位置相關(guān)聯(lián)，形成描述特定事物或事件等的總體信息。

位置（location）是指現(xiàn)實(shí)世界和虛擬環(huán)境中特定目標(biāo)所占用的空間。在現(xiàn)實(shí)世界中，位置可以是用地理坐標(biāo)表達(dá)的直接位置，也可以是地名、地址、相對(duì)方位和距離關(guān)系等表達(dá)的相對(duì)位置，用以描述地理實(shí)體或要素的所在地、社會(huì)事件發(fā)生地、移動(dòng)目標(biāo)的路徑等；在虛擬環(huán)境下，用IP 地址、URL、社交網(wǎng)絡(luò)賬戶等形式描述用戶登錄或發(fā)布信息的位置等。

泛在信息通過(guò)位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)，根據(jù)特定應(yīng)用與需求，選擇特定的時(shí)態(tài)、主題、層次和粒度來(lái)描述相關(guān)事物或事件的特征。“時(shí)態(tài)”反映了事物或事件隨著時(shí)間變化的情形，“主題”是指從不同角度描述事物或事件，“層次”是基于事物或事件自身的層次或級(jí)別的劃分來(lái)描述其相應(yīng)層次的特征，“粒度”是指依據(jù)用戶需求確定的描述事物或事件信息的詳細(xì)程度。

全息位置地圖的“全息”包含兩層含義，一是泛在信息，指以位置為紐帶，獲取與關(guān)聯(lián)位置相關(guān)的各種泛在信息；二是指通過(guò)位置全方位表達(dá)的各種場(chǎng)景信息，所表達(dá)的結(jié)果可以是不同觀察者的視圖，如人類、動(dòng)物視圖或機(jī)器視圖，主要表達(dá)方式包括影像圖、三維模型、全景圖、激光點(diǎn)云、紅外影像以及其他傳感設(shè)備獲取的多種信息表達(dá)形式或它們的融合形式。

2、全息位置地圖組成

全息位置地圖實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)地從互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、通信網(wǎng)等構(gòu)成的泛在網(wǎng)中獲取泛在信息，這些獲取的信息通過(guò)語(yǔ)義位置在地圖上匯聚關(guān)聯(lián)。全息位置地圖的表現(xiàn)形式多樣，包含二維矢量、三維場(chǎng)景、全景圖、影像地圖等多種形式，并且實(shí)現(xiàn)室內(nèi)室外、地上地下一體化。圖1顯示了全息位置地圖的概念示意圖。

圖1 全息位置地圖概念示意圖

全息位置地圖強(qiáng)調(diào)以位置為核心將泛在信息在多維地圖上進(jìn)行匯聚、關(guān)聯(lián)、分析、傳遞和表達(dá)。泛在信息是全息位置地圖最重要的數(shù)據(jù)源，為全息位置地圖提供數(shù)據(jù)支撐；語(yǔ)義位置作為泛在信息的核心元素，為全息位置地圖提供有效的關(guān)聯(lián)手段；多維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景應(yīng)滿足泛在信息及空間信息在時(shí)間尺度上的變化需求，為全息位置地圖提供可靠的表達(dá)方式。因此，語(yǔ)義位置作為泛在信息和多維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的關(guān)聯(lián)方式，構(gòu)成了全息位置地圖的三大核心組成部分，如圖2 所示。

圖2 全息位置地圖核心組成

3、全息位置地圖特征

通過(guò)對(duì)全息位置地圖概念的理解，并與現(xiàn)有電子地圖比較分析（表1），歸納了全息位置地圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性、語(yǔ)義位置關(guān)聯(lián)、室內(nèi)外一體化、自適應(yīng)性和多維時(shí)空表達(dá)的五大特征。

表1 全息位置地圖與傳統(tǒng)電子地圖的比較

全息位置地圖不是傳統(tǒng)電子地圖在理論、方法上的簡(jiǎn)單擴(kuò)展，而是將其與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)的進(jìn)一步創(chuàng)新，它提供了新的超越傳統(tǒng)電子地圖的描述人類認(rèn)知環(huán)境和信息的能力，也同時(shí)可以智能化地表達(dá)人們對(duì)客觀地理空間規(guī)律的認(rèn)知。

4、全息位置地圖技術(shù)內(nèi)容

作為一種新型的地圖服務(wù)平臺(tái)，全息位置地圖的研究尚處于起步階段，其關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容如圖3 所示。

圖3 全息位置地圖關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容

其中，語(yǔ)義位置關(guān)聯(lián)以語(yǔ)義位置模型（黃亮，2014）為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)感知泛在信息中存在的位置信息，并基于度量、方位、拓?fù)浜驼Z(yǔ)義等簡(jiǎn)單的位置關(guān)聯(lián)和通過(guò)時(shí)空分布、聚類模型和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等方法形成深層次的位置關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全方位的語(yǔ)義位置關(guān)聯(lián)。多維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的技術(shù)框架則分別從場(chǎng)景模型、建模、表達(dá)與可視化幾個(gè)方面構(gòu)建。

圖4 泛在信息與三維場(chǎng)景實(shí)體的融合