地圖是空間認知的工具，隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，用戶需求多樣化和個性化趨勢日益凸顯，用戶對服務(wù)體驗的要求也越來越高，亟需一種更加智能化的新型地圖。
這種地圖能夠?qū)崟r地獲取整合泛在信息，通過大數(shù)據(jù)分析，不僅能發(fā)現(xiàn)事物和對象的空間存在關(guān)系，還能發(fā)現(xiàn)事物對象間潛在的深層次關(guān)系，并在合適的時間、合適的地點，向用戶推送最合適的信息，即一種以人為本，充分利用當今信息時代的新技術(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)信息時代，信息獲取形式多樣化、內(nèi)容豐富化、各種多維時空信息需要動態(tài)關(guān)聯(lián)的要求。
1、全息位置地圖概念
周成虎等（2011）認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)當代位置服務(wù)業(yè)發(fā)展需求而發(fā)展起來的一種新型地圖產(chǎn)品。
與一般的位置地圖相比，全息位置地圖具有兩個基本特征：
（1）全息位置地圖是語義關(guān)系一致的四維時空位置信息的集合；
（2）全息位置地圖由系列數(shù)字位置地圖所構(gòu)成，能夠形成多種場景，并以多種方式呈現(xiàn)給用戶。
本節(jié)（文）進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性化的位置及與位置相關(guān)的智能服務(wù)平臺，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，以位置為紐帶動態(tài)關(guān)聯(lián)事物或事件的多時態(tài)（multi-temporal）、多主題（multi-thematic）、多層次（multi-hierarchical）、多粒度（multi-granular）的信息，提供個性化的位置及與位置相關(guān)的智能服務(wù)平臺。其宗旨是以“人”為本，根據(jù)用戶的應(yīng)用需求，基于位置來集成和關(guān)聯(lián)適宜的地理范圍、內(nèi)容類型、細節(jié)程度、時間點或間隔的泛在信息，通過適應(yīng)于特定用戶的表達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源，又是其運行環(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、獨立地理實體（如建筑物）的結(jié)構(gòu)信息、地理實體間的關(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)實世界和虛擬環(huán)境中特定目標所占用的空間。在現(xiàn)實世界中，位置可以是用地理坐標表達的直接位置，也可以是地名、地址、相對方位和距離關(guān)系等表達的相對位置，用以描述地理實體或要素的所在地、社會事件發(fā)生地、移動目標的路徑等；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。
泛在信息通過位置進行關(guān)聯(lián)，根據(jù)特定應(yīng)用與需求，選擇特定的時態(tài)、主題、層次和粒度來描述相關(guān)事物或事件的特征。“時態(tài)”反映了事物或事件隨著時間變化的情形，“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別的劃分來描述其相應(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；二是指通過位置全方位表達的各種場景信息，所表達的結(jié)果可以是不同觀察者的視圖，如人類、動物視圖或機器視圖，主要表達方式包括影像圖、三維模型、全景圖、激光點云、紅外影像以及其他傳感設(shè)備獲取的多種信息表達形式或它們的融合形式。
2、全息位置地圖組成
全息位置地圖實時或近實時地從互聯(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語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、三維場景、全景圖、影像地圖等多種形式，并且實現(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
全息位置地圖強調(diào)以位置為核心將泛在信息在多維地圖上進行匯聚、關(guān)聯(lián)、分析、傳遞和表達。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；多維動態(tài)場景應(yīng)滿足泛在信息及空間信息在時間尺度上的變化需求，為全息位置地圖提供可靠的表達方式。因此，語義位置作為泛在信息和多維動態(tài)場景的關(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
通過對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時動態(tài)性、語義位置關(guān)聯(lián)、室內(nèi)外一體化、自適應(yīng)性和多維時空表達的五大特征。
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、方法上的簡單擴展，而是將其與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合起來的進一步創(chuàng)新，它提供了新的超越傳統(tǒng)電子地圖的描述人類認知環(huán)境和信息的能力，也同時可以智能化地表達人們對客觀地理空間規(guī)律的認知。
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，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，語義位置關(guān)聯(lián)以語義位置模型（黃亮，2014）為基礎(chǔ)，動態(tài)感知泛在信息中存在的位置信息，并基于度量、方位、拓撲和語義等簡單的位置關(guān)聯(lián)和通過時空分布、聚類模型和趨勢預測等方法形成深層次的位置關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全方位的語義位置關(guān)聯(lián)。多維動態(tài)場景的技術(shù)框架則分別從場景模型、建模、表達與可視化幾個方面構(gòu)建。
圖4 泛在信息與三維場景實體的融合
