昨天跟个Google的旧同学吃饭,大家聊天,讲起来地图的发展趋势,他问我觉得这几年地图的趋势在哪里。我说Mobile Map吧,人差点又要说出地图转手机算是什么新东西的话(上次跟同一个人吃饭,被人问,我很想知道你们做地图的都干什么呢,地图画了那么久,所有的东西都画完了啊,我当时那叫一个悲愤交加啊,反击道,那你们google search干什么呢,search engine不是早就做出来了嘛)。
我吃完饭回来犹觉不足,把上次转的那篇说地图的文章转发给他,又加上一句:
When digital map is taking over the field, I'm afraid no one is taking cartographic skills seriously anymore. I personally think cartography is partially art, while digital map is just a tool. But in the end, engineering and technique changed/enhanced our tools hence improve our life, while art does nothing on that aspect.
一时冲动发了出去,立即意识到要被人拉黑了。
不过依然有千言万语,如鲠在喉,决定继续来写我这篇闲话(在这儿总不会被人拉黑吧)
#3,巧妇难为无米之炊?巧妇难为多米之炊?——关于数据多寡及地图技巧表现
说道地图这十年的变化,大概跟地图技巧本身没有太大关系,变化在于载体,从纸板地图,一度转成刻录在CD上的电子地图,稍后又有了server based的在线地图,这一两年,智能手机大量被使用以后,mobile地图眼下差不多是最热的地图行业之一。
当然,还有个显著变化,是地图数据的大量增加。
现在人们说起早期的地图大都充满赞叹,不在于那些地图制作多么精巧或者美轮美奂,而是在古早时候,数据本身十分难得。没有卫星,交通又不便的时代,隔了座山就是另一个世界,描述自己生活的这个世界除了一具肉身几乎别无他法。徐霞客之伟大不仅仅在于他周游各地描述风土人情,而是他本人确实有绝佳方向感,能够以图的形式数据化的记述自己走过的地方,那便是地图。
题外话一句,前几天在微博上看一个朋友说身边兼有超级路痴和人肉GPS,一个拿着地图大白天绕来绕去找不到路停车问路还出口就错;另一个在深夜来到异地,租了车看了一遍地图一次就把人带到。两个人都让她跪。方向感这个东西,我觉得一定也是build in在基因里的。不是很多女孩子声称自己怎么都找不到路,我倒是觉得我天生方向感相当不错(捂脸,真是吹牛),以前在国内去过一次的地方,不管是白天晚上,下次再去一定能自己再找到;后来到DC开车,Georgetown和Rosslyn那么古怪的地形(Jun可能有不同看法),我基本上去一遍就能自己回来。有时候跟贵人出去,他问些去过一次的餐馆,我蒙头指方向,超过80%的时间都能指对。倒是有了Nav System以后,这个功能退化得很厉害。总结一下说,工具其实弥补了大家天赋上的差别,同样的,对于某些生有天赋的人来说,好的工具也就让他们失去了自己在这方面的优势。
绕回来说,那个古早的时代,没有工具,天赋就很重要。徐霞客这样的人(以及欧洲那些早期地图的制作者),我猜测他的方向感一定是非常非常的强的,倒不是迷路不迷路的问题,而是能够记述自己走过的路,而且可以准确量化(含长度和走向)这一点十分让人钦佩。
地图说到底就是把三维的信息量化成图,到二维的纸上。(还是说我那Google同学,我说到投影的时候,他非常好奇的说,为什么要投影,地图本身就是二维的啊,然后恍然大悟道,哦,是因为要画山吗?我真是要给他跪——汗,我还真是较真)
早期的地图,最大的问题是数据来源,一套准确完善的数据几乎要靠天赐,所谓巧妇难为无米之炊,这数据,就是米。有了一套好数据,地图成品才能有保障。
而到了现代,技术日新月异,我们有了卫星,有了GPS,有了各种丈量手段,用海量来形容数据毫不为过。于是问题又成了,在ingredient满坑满谷的时候,如何取舍,如何让彼此配合共存。
通俗的说,没有原料不好做菜;可是原料很多很多的时候,同样也不好做菜。
这就说回了我前段时间转的那篇,关于去年的得奖地图。
如果数据只是一套点一套线一套面,各自为政,作图当然不至于有大问题;可是有很多套点,很多套线,很多套面,要怎么表现他们可以让彼此都能被看见,又不至于乱得一塌糊涂让观众一看就放弃,就涉及到技巧。
在纸板地图时代,读者跟地图并没有互动,读者不可能像现在这样,把某个图层关掉或者打开,自己决定透明度或者颜色等等等等,于是地图这个成品必须在地图家手上完结,技巧尤其重要。
如果地图有个主题,数据就需要取舍:哪些留哪些丢,哪些应该是重点,哪些应该是背景,这些都是成图之前就要计划的事情。
这些决定了,便可根据重点不同决定图例(颜色,style,粗细),这很多都涉及一些比较普适的心理学:红色给人的感觉大都是热,alert,明黄色也一般是alert,这两个颜色是最常用来表示成图重点的,属于一眼就能看到不会被其他颜色压倒的色系;绿色蓝色给人的感觉是安静,米色大多是背景色。所以警报图大都用红色和黄色标明危险区域,绿色蓝色来覆盖安全区,灰色或者土黄色做地图。
当然,如果背景色是黑色,白色便是最好的抓人眼球的颜色(例如著名的国家地理的那幅The world at night)。
另外地图既然作为现实世界的二维表现,当然在表现物理数据的时候会尽量接近现实世界实物的颜色:蓝色表示海洋,土色表示沙漠,绿色表示森林,这些比较直观的relation可以让读者把地图跟现实世界联系在一起;还有一些稍微抽象点的表现,例如在高度图上,比较常用的渐变色有, 从低海拔到高海拔,由浅蓝色开始,进入浅绿,深绿,土黄,褐黄,然后白色;表现的是从海平面(低海拔),草地(平原),森林(渐高),树木线终结(timberline,意指一定海拔之下树木不再生长),雪山尖(高海拔), etc. etc,也有用色谱表现高度差别的,大概也有地形高度不同光谱会有差别的缘故(例如紫外线特别强的地方,例如高山上,大都是紫蓝色花居多)。
一副好的地图,看起来简单,往往集结了地图家非常多的心血和思考,其实是非常值得细细阅读的。
另外就是点线面的style,这个之前在讲那个Imus地图的时候说过一次,怎么选择style可以让多层信息都可见,这个一直是纸板地图的大难题,半透明的图层只能用一次,在那之上如果还有别的信息,就得靠不同style,例如一层polygon可以用不同深浅的灰做成阴影体现三维地形,上面再一层透明颜色图层表示植被情况,再上面一层用空心各种花色网点表示其他信息,这些都是现在很常见,从前却经过各种苦思试验的手法。一定还有人记得从前的contour map,用一个个标记高度的闭合高度圈来表示elevation的,这样的图已经不太常见了,只有在需要精确高度值的field work的时候依然还在用。
现在的图形软件把一起都变得容易,一个contour数据输进去,软件自动根据光影效果做hillshade,然后一层层覆盖上去,一个一个换色带换style看效果,不过是几分钟的事情,当然已经是前人种树后人乘凉。
顺便说说从纸板地图到digital map的大变革:前面说到,地图这些年的变化,是载体的变化。这个载体的变化是物理方面的,最直接的结果是,地图在展现在读者面前的时候不再是成品。每个人可以根据自己的需要取消不必要的图层,放大或者缩小到自己需要的区域;不同的人看到的,甚至同一个人在不同时间看到的,都是不一样的地图。——Google Map这一类的地图主要的灵活性是允许读者关掉或者开放某些图层,可以自由zoom in/out或者pan;有些更小区域的地图甚至还允许读者自己选择图层的legend,灵活性更加的大。
因为这个灵活性,做地图的人需要考虑的难点大概是完全不一样的。
但是无论如何,数据以及如何解析数据,依然是这项成品背后的最重要的一个部分。
举个例子来说明一下。
先声明下,虽然这篇闲话里老拿Google Map举例,但我真的真的不是对google map有神马意见,他们真的是革新性的创造伟大的在线地图,我只是拿他们举个例子而已,罪过罪过。
下面比较的是Yahoo Maps(实际上是Nokia Map)和Google Maps在类似zoom上面的Road Network(路网?)——Google Maps的三个zoom是出现Road Network以后第一第二和第三个zoom,Nokia Maps则是出现Road Network以后的第一和第二个zoom。
这两个图比较,style不论,我的vote给Nokia Map。
乍一看,区别似乎只 是路网密度的不同,但我的理解是作图的两个人(或者说组图的两个组)对数据和zoom整个有理解上的差别。
为什么这么说呢,我的个人理解(当然大家会有不同意见,我只是说说我的个人理解):digital map(online, mobile, etc. etc.)的zoom in/zoom out实际上模仿的是同一个地图的不同scale,或者是从缩略图到详细图,或者是同一个人在看同一副地图由远到近的过程。
那么,从大比例尺到小比例尺的过程,是一个从粗略图到细节图的过程,可以这么说,看一副图,从远到近,信息可以越来越多越来越细,但具体feature的nature不应该改变。
作为Road Network,connectivity是一个很重要的属性,我可以接受zoom out以后一些不重要的路被忽略掉(例如local road可以关闭显示),或者路的具体细节被略化(例如九曲十八弯的路被smooth),但我个人不能接受Network忽然从断开变成相连或者反过来。
路网在任何地方任何一个Zoom,只要实际生活中相连,地图上都应该保证一个enclosed network,Nokia在这一点上保证了,Google则没有。
从上面的例子上说,在大比例尺上看Google Map,会有个impression是Wichita Falls和Lubbock之间(红圈之内)是不相通的,只有zoom in以后才能看出来这两个地方其实是可以走通的。
我个人的猜测,Google Maps在做大比例尺地图的时候,仅仅考虑了Freeway(概念上叫做controlled access road),认为显示freeway就表示了最重要的路;而Nokia用以决定显示与否的,则是地图数据界比较通用的一个概念,Functional Road Class (the Importance of the roads, mostly freeway, but not necessary),这个概念有一个比较重要的属性,是同一级重要性以及之上,组成一个connected,enclosed road network。
这两套图的根本区别,在于display rule和数据理解上的偏差。
当然每个人都有不同意见,同样有人可以argue说,在zoom in和zoom out的过程中,湖泊,森林可以因为面积大小而出现/消失;非freeway的消失出现也可以按这个原则来。
而我的理解则是,那完全要看你怎么解释和展示数据。freeway和路的宽度并不一定有关系,说到底,在大比例尺显示freeway,就是认为它们比较重要;而我的理解是,路如人体血脉,关键作用在于连接点与点,作为概略图,至少应该显示点与点之间联系的主要路网,可以通过选择不同legend来表达freeway与非freeway,但整个关闭非freeway造成断裂路网,至少在我看来,这是制图上不可原谅的错误。
回想一下,在没有online map的时代,我们买整本的美国交通地图,第一张图就是全美的主要路网,这个路网,是不会也不应该有断裂出现的,这大概是地图家作图和非地图家作图,本质上的区别。
结束语
其实写了这么多闲话,都是我的个人想法,并不一定都正确,不过是供大家消遣。
用两件事来结语,
第一是我十数年前大学上地图课,地图老师说:一个地图,一定要标明标题,比例尺,方向,投影,和source,没有这些信息,地图上的信息就没有办法还原到真实世界,那就只能算是示意图,不是地图。我在美国上Graduate School做Geography101当TA的时候,跟我的学生讲这个道理,并且根据这个原则给他们做的图打分,因为太多人缺东少西,给我扣掉很多分,而别的TA都放过了,于是学生们集体抗议,把我换掉了。从此以后我都没能再做101的TA。
第二是大约十年前我刚刚入行,第二份工作遇上的supervisor出自Clark大学的地理系。这个姑娘,是对我之后从业有非常重要影响的人,应该说,我对地图的严肃态度,很多从她身上而来。她稍后离开我们公司去马里兰大学读PhD,再后来在VA一个County Office继续做online地图。我2010年回去DC稍后曾经被她面试过,又有跟她继续工作的机会。最后因为家庭原因放弃了回CA,我个人觉得非常遗憾。
她初到我原来的公司,整个公司只她一个geography出身,她凭一己之力教育了我们整个公司的Engineers,到她走的时候,我们公司其他组的人,都不再犯拿Lat/long直接算距离的错误,对UTM和State Plane也都有些基本概念,给我们这些后来做图的人奠定了非常好的基础,我在跟别的civil engineer讲噪音影响的时候,讲到投影都很能被理解。
又是一起前人种树后人乘凉。
说回最初,我工作时候第一次做图投影选得很不好,她花了半个多小时来解释她的理解。我半勉强的接受了,她离开的时候对我说,You don't have to agree with me, you can stick to your own choice. But I believe you will understand later in your career, and come to agree with me.
(完)