平常我們使用導航有兩種情景：一種是使用PC或者智慧設備上的地圖軟體來導航；另一種是使用更專業的車載導航或者手持GPS。不管怎樣，這兩種導航方式都需要事先繪製好一張地圖。那麼問題來了：導航的地圖究竟是怎麼來的？

　　 兩個概念

　　從地圖的採集到最終應用在導航軟體，整個過程將涉及到地圖學、地理學、遙感技術以及電腦科學等跨學科知識。我們儘量用淺顯的語言解釋整個製圖過程。不過在此之前，我們必須先了解兩個概念。

　　GIS：Geographic Information System，即地理資訊系統。通俗的説是將實際的地形、建築等地理資訊轉換成數字模式，可以將這些數字化了的資訊進行存儲、分析、管理、計算等操作。

　　POI：Point of Interest，即興趣點。一個POI可以是一棟房子、一個商鋪、一個郵筒、一個公交站等。傳統的地理資訊採集方法需要地圖測繪人員採用精密的測繪儀器去獲取一個興趣點的經緯度，然後再標記下來。

　　GIS和POI是構成導航內地圖不可或缺的兩個資訊，這些資訊在地圖上以不同圖層顯示出來。經過對圖層的疊加，顯示進行表達的過程。對地圖應用目標不同，疊加圖層也不同。比如你想查看衛星圖，選擇“衛星圖層”就可以直接顯示出來。

　　 數據來源

　　早在春秋戰國時期，地圖就被當做一項極為重要戰略物資。《管子·地圖篇》説，凡主兵打仗，必須先看圖，知地形，才不致失利。所以在戰爭前一定要先派出很多間諜去繪製敵方地圖，然後以絕密文件形式傳送回來。這種人肉繪製地圖的方法不僅耗時費力，對繪圖者技術水準要求很高。只要出現一丁點差錯，可能導致全軍覆沒。

　　於是，先人創造了許多製圖的方法，最出名的有劉徽的《海島算經》，裴秀的《製圖六體》等著作。現代製圖更多的是依靠衛星、航拍或者地圖採集車。當然，在某些特殊的地方還是需要靠人背著設備去採集資訊。

　　數據分類

　　地圖數據分為這幾大類：

　　1. 底圖數據：

　　底圖就是地圖中最基本的圖形數據和一些相關附加資訊。底圖數據來源有三個：

　　官方地圖：地圖廠商從政府測繪局購買其發佈的權威地圖。這種地圖比我們日常街上買的地圖更加精確豐富。

　　實地外採：實地外採就是測繪人員利用專業儀器，在實地環境中測繪得到數據。這種實地外採精度高，置信度高，但是缺點是成本高，週期長。所以這種實地外採越來越少的被地圖廠家採用。

　　航片衛片：通過自己拍攝或者購買高精度航空照片或者衛星照片，作為底圖數據。這種地圖數據被絕大多數地圖廠商採用。目前航拍或者衛星地圖精度已經可以達到0.05米甚至更精確，這個精度已經足夠所有地圖生産商使用。

　　2. POI數據：

　　上面已經解釋了POI數據的概念，我們這裡只討論POI數據來源。

　　通過數據採集車採集：採集後數據通過手工標注。這種方式適合大規模採集標注，效率高成本低，尤其適合沿街的店面和場所的採集和標注，是目前數據採集供應商的主要採集手段之一。

　　通過專職或者兼職人員利用手機等智慧設備進行採集：它是對上一種採集方式的補充，比較適合變動頻繁的商戶位置。

　　地址反向編譯：這種方式通過門牌地址號碼，運用演算法進行定位標注。這種方法的好處是成本非常低，但是精度和準確度都不高。

　　從網際網路或者企業獲取：這些POI直接從專業網站抓取或者購買（比如大眾點評，攜程）。一些企業也可以利用這些地圖開放的API服務為自己網際網路産品服務。

　　POI數據不需要很多資質限制，所以提供POI數據的服務生比底層數據供應商多很多。比如圖吧就是主要的POI數據供應商，很多時候大家互相購買，補充自己的地圖。

　　3. 其他數據：

　　其他常見數據圖層包括交通狀況圖層、衛星圖層、三維圖層、街景圖。交通狀況圖主要依賴於安裝在計程車上的GPS採集實時數據，或者通過鐳射測速儀、攝像頭、雷達測速等專業設備採集交通路況資訊。三維圖層主要依靠鐳射掃描和手工建模。街景則依賴實地拍攝。

　　數據處理

　　在我們獲得這些數據後，需要對這些數據需要進行模型化處理。目前有兩種建模方式：向量模型和柵格模型。

　　我們目前在網際網路公開服務中，或者絕大多數手機App裏看到的，都是基於柵格（瓦片）模型的地圖服務。其實對於某一塊地方的描述，都是通過10多層甚至20多層不同解析度的圖片所組成，當用戶進行縮放時，根據縮放的級數，選擇不同解析度的瓦片圖拼接成一幅完整的地圖（由於一般公開服務，瓦片圖都是從伺服器上下載的，當網速慢的時候，用戶其實能夠親眼看到這種不同解析度圖片的切換和拼接的過程）

　　對於向量模型的電子地圖來説，所有的數據以向量的方式存放管理，任何地圖元素和數據都可以根據需要自由分類組成，或者劃分成不同的圖層。各種圖層之間關係可以很複雜，例如可以將所有的道路數據做成一個圖層，也可以將主幹道做成一個圖層，支路做成另外一個圖層。圖層中數據歸類和組合比較自由。

　　而對於柵格模型（瓦片圖）來看，圖層的概念就很重要的，由於圖層是生成製作出來，每個圖層內包含的元素相對是固化的，因此要引入一個底圖的概念。也就是説，這是一個包含了最基本，最常用的地圖數據元素的圖層，例如：道路，河流，橋梁，綠地，甚至有些底圖會包含建築物或者其他地物的輪廓。在底圖的基礎上，可以疊加各種我們需要的圖層，以滿足應用的需要，例如：道路堵車狀況的圖層，衛星圖，POI圖層等等。

　　底圖通常是通過選取必要地圖向量數據項，然後通過地圖美工的工作，設定顏色，字體，顯示方式，顯示規則等等，然後渲染得到的（通常會渲染出一整套不同解析度的瓦片地圖）。

　　當然，即便在瓦片圖的服務中，在瓦片底圖之上，依然能夠覆蓋一些簡單的向量圖層，例如道路走向（導航和線路規劃必用），POI點圖層（找個飯館加油站之類的）。只不過瓦片引擎無法對所有地圖數據構建在同一個空間數據引擎之中，比較難以進行複雜的地圖分析和地圖處理。

　　那麼既然瓦片圖引擎有那麼多的限制和缺陷，為什麼不都直接使用向量引擎呢？因為瓦片圖引擎有著重大的優勢：

　　1. 能夠負載起大規模併發用戶，向量引擎要耗費大量的伺服器運算資源（因為有完整的空間數據引擎），哪怕只是幾十上百的併發用戶，都需要極其誇張的伺服器運算能力了。向量引擎是無法滿足公眾網際網路服務的要求的。

　　2. 由於地圖美工介入的渲染工作，瓦片圖可以做得非常好看漂亮和易讀，比較適合普通用戶的瀏覽。

　　□編後

　　對地圖數據進行加工後，整個地圖製作就基本成型了。地圖廠商需要將做好的地圖進行實地測試，保證地圖的完整性和可靠性。最後這些原始地圖數據在相關部門做保密技術處理和審查。通過審查後，電子地圖就可以公開的在網上發佈或者銷售。至此，整個地圖製作過程基本結束。一般來説，地圖廠家還會進行地圖數據的更新，更新的頻率每家各不相同。只有地圖數據更新，才能保證用戶在使用地圖時候不會出錯。

　　以上便是對整個地圖製作過程做了一個簡單的描述，希望大家能獲得一些地圖製作相關的知識。

　　（本文轉自Geekcar用戶韓楊，及知乎用戶天光的知乎問答內容）