原標(biāo)題：我全程見證了地圖生成(關(guān)注·我在科技一線⑤)

李興中攝

　　手機(jī)導(dǎo)航地圖、旅游地圖、行政區(qū)劃圖、地震斷裂帶分布圖……我們經(jīng)常接觸各類地圖。這些圖的雛形都是地形圖。

　　此前我一直認(rèn)為，地形圖是拍出來的。但事實(shí)上，獲取高分辨率航空航天影像，僅僅是地形圖繪制工作的開始。

　　一張張航空影像是如何變成可供應(yīng)用的地形圖的？地形圖又是如何變成我們平時(shí)使用的各類地圖的？日前，我跟隨測(cè)繪隊(duì)員走進(jìn)一線，近距離體驗(yàn)了一張地圖生成的全過程。

　　30多名內(nèi)業(yè)人員，一半人在“釘圖釘”、一半人在“搖輪子”

　　前不久，我來到位于成都市的四川省第二測(cè)繪地理信息工程院（以下簡(jiǎn)稱“二院”），成為測(cè)繪隊(duì)的一名臨時(shí)隊(duì)員，參與四川省廣元市新村規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目中地形圖的制作。

　　“一張完整的地形圖，需要內(nèi)外作業(yè)配合完成。”二院副院長(zhǎng)文學(xué)虎先向我科普流程：無人機(jī)獲得航空影像后，由外業(yè)人員在實(shí)地布設(shè)控制點(diǎn)；內(nèi)業(yè)在此基礎(chǔ)上通過專業(yè)軟件和測(cè)繪技術(shù)，在整個(gè)區(qū)域計(jì)算出更多的內(nèi)業(yè)控制點(diǎn)，利用全數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)，立體采集水系、道路、居民地、地形等高線等地圖要素，制作出底圖；隨后，外業(yè)人員拿著底圖在實(shí)地開展精準(zhǔn)調(diào)繪，對(duì)內(nèi)業(yè)采集的各項(xiàng)要素進(jìn)行現(xiàn)狀核查和修改，得到一幅初步的作業(yè)成果……

　　復(fù)雜的工序和抽象的術(shù)語，讓我聽得云里霧里。

　　“不要急，跟一遍自然就懂了。”文副院長(zhǎng)看出我的困惑。他先帶我走進(jìn)院地理信息處理中心，學(xué)習(xí)內(nèi)業(yè)對(duì)航空影像的處理。

　　兩間寬敞的玻璃房里，30多名內(nèi)業(yè)人員正專注地坐在電腦前。右側(cè)房間里的人們用鼠標(biāo)快速點(diǎn)擊著屏幕，左側(cè)房間里的人們戴著立體眼鏡，雙手搖著輪子，畫出一道道流暢的曲線。

　　“一半人在‘釘圖釘’，一半人在‘搖輪子’。”文副院長(zhǎng)打趣道。

　　“無人機(jī)獲取航空影像后，一張張分塊、散列的影像，就像一塊塊拼圖。要變成一幅完整的圖畫，首先就需要找到相鄰影像的同名點(diǎn)。”文副院長(zhǎng)解釋道，像釘圖釘一樣，被刺住的兩點(diǎn)是地面的同一位置，這樣千百張影像之間就有了聯(lián)系。接下來是校正影像，目的是使影像和大地之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲取該區(qū)域的精確地理坐標(biāo)。外業(yè)人員早在實(shí)地中布設(shè)了若干坐標(biāo)控制點(diǎn)，內(nèi)業(yè)人員在影像上也找到這些點(diǎn)，使兩點(diǎn)重合，影像就可以歸位。“就像用圖釘把畫釘在墻上，扎滿了圖釘，圖和墻自然會(huì)嚴(yán)絲合縫。”

　　一進(jìn)入“搖輪子”的房間，技術(shù)員張芳就給我戴上了厚厚的立體眼鏡。我定睛一看，屏幕上從隔壁傳過來的航空影像突然立體起來，像沙盤一樣高低起伏、層次立現(xiàn)。“只有恢復(fù)立體模型，才能采集等高線、水系、交通、管線、植被等要素。”

　　說話間，張芳左右手以不同頻率搖著桌角的輪子，頃刻便勾勒出一條完整閉合的550米等高線。

　　“你怎么能夠看出哪里是550米高呢？”我驚呆了。

　　她沒有立刻回答，而是在數(shù)據(jù)欄中輸入“550米”，鼠標(biāo)光標(biāo)變成了紅色的光點(diǎn)。之后，她把紅點(diǎn)移動(dòng)到半山腰，問我：“紅點(diǎn)是浮在影像上的嗎？”

　　我點(diǎn)點(diǎn)頭，見這紅點(diǎn)像飄在半空中，并沒有貼著地面。

　　她又把紅點(diǎn)移動(dòng)到山的另一側(cè)，問我：“你能感覺到紅點(diǎn)‘貼’著山邊了嗎？”

　　我用力睜大雙眼看了半天，實(shí)話實(shí)說：“沒有。”

　　但她卻能看出來。原來，只有感覺到紅點(diǎn)“貼著”而不是浮著、陷進(jìn)去的時(shí)候，才說明找到了設(shè)定的高程。

　　“為什么我感覺不出來？”我有點(diǎn)失落。

　　“這是基本功，我是經(jīng)過了5個(gè)月的培訓(xùn)，才培養(yǎng)出立體感的。”張芳說，找到所有紅點(diǎn)“貼著”地面的軌跡，就是等高線的軌跡。

　　我迫不及待地上手，試圖也勾勒出這道軌跡，卻發(fā)現(xiàn)左右手很難配合協(xié)調(diào)，一時(shí)手忙腳亂，急得滿頭大汗。

　　“從清晨做到深夜，他們要心到眼到，眼到手到，真是腦力活加體力活。”看著內(nèi)業(yè)人員熟練的動(dòng)作，我打從心眼里佩服他們。

西南山林里有毒蛇和野獸，在可可西里無人區(qū)，還常常遇到野狼和棕熊

　　“釘圖釘”加“搖輪子”，模糊的航空影像上，山體、植被、河流、房屋都有了清晰的邊界和輪廓，生成了一張底圖。

　　底圖上有白色道路、藍(lán)色河流和綠色植被，可白色道路是公路還是土路、綠色植被是松樹還是柏樹，還不清楚。

　　“這就是下一步外業(yè)需要解決的問題。內(nèi)業(yè)是給影像圖定位，外業(yè)則是給影像圖定性。”文副院長(zhǎng)說。

　　沒想到“外業(yè)”同樣不容易，上山的路就給了我一個(gè)“下馬威”。

　　距離成都近300公里的廣元市，山體陡峻，峽谷險(xiǎn)深。第一天的目的地是朝天區(qū)蒲家鄉(xiāng)羅圈巖村，坐落于大山深處。山路狹窄，僅容一輛車身進(jìn)出。透過車窗看，山腳下的村落越來越小，遠(yuǎn)處蜿蜒的嘉陵江宛如一條青碧的綢帶。由于昨夜下過暴雨，山路泥濘不堪，車輪一直打滑，向懸崖傾斜，嚇得我大氣都不敢出。

　　經(jīng)過數(shù)小時(shí)的跋涉，前方終于出現(xiàn)了一座村莊，這就是羅圈巖村。

　　測(cè)繪隊(duì)成員們統(tǒng)一穿著橙色熒光服，面容黝黑，操著一口濃郁的四川口音，對(duì)我非常熱情友善。今天測(cè)繪隊(duì)的任務(wù)是要繪制出羅圈巖村的地形圖，供政府參考安置貧困農(nóng)戶。

　　項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李德兵安排我跟技術(shù)員張君學(xué)調(diào)繪，即通過實(shí)地勘察，把底圖上所有要素的屬性調(diào)查清楚，比如房子結(jié)構(gòu)、道路分類、植物品種等；然后再學(xué)測(cè)量，把底圖上沒有的要素通過測(cè)量補(bǔ)充進(jìn)去。

　　“有些航空影像拍攝得早，新修房屋的數(shù)據(jù)，就要通過實(shí)地測(cè)量加到底圖上。”李德兵解釋道。

　　跟著張君師傅，我開始了山路攀爬，一手捧著底圖，一邊觀察視線范圍內(nèi)的所有物體。經(jīng)過種著水稻的水田，張師傅就手捧著底圖在對(duì)應(yīng)區(qū)域?qū)懮?ldquo;水田”兩個(gè)字；路過兩層竹木結(jié)構(gòu)的民宅，張師傅立刻寫上“竹2”……在他的指導(dǎo)下，我辨認(rèn)出了更多的地理要素。

　　為了詢問地名，張師傅走進(jìn)一戶農(nóng)家，看門的大狗兇猛地叫個(gè)不停。“搞測(cè)繪，就不要怕狗咬。”張師傅笑著說。

　　我這才明白：為什么這句話在測(cè)繪隊(duì)中廣為流傳。

　　兩個(gè)小時(shí)過去了，在毒辣陽光的炙烤下，渾身汗透的我臉頰刺痛、頭暈?zāi)垦�，雙腿像灌了鉛。張師傅卻神情鎮(zhèn)定，顧不得擦汗，繼續(xù)認(rèn)真地比對(duì)底圖。

　　接近晌午，回到集合地，測(cè)繪隊(duì)員們掏出干糧匆匆啃了幾口，就又投入到未完成的工作中。

　　他們把全站儀架在了一座房屋前，并把竹竿狀的棱鏡插在房屋底座一角。“全站儀坐標(biāo)是已知的，測(cè)量出全站儀到棱鏡的距離及角度，根據(jù)公式就能推算出房屋的高度。”技術(shù)員楊磊向我演示了獲取房屋坐標(biāo)的方式。

　　“要測(cè)山的坐標(biāo)，難道還要把儀器架到山上嗎？”我問道。

　　“那當(dāng)然”，高級(jí)工程師李興中說，如果是測(cè)繪需要，即使是山民都沒上去過的山，他們也要抓著草根和樹枝爬上去。“扛著儀器爬野山是非常危險(xiǎn)的事，曾有隊(duì)員失聯(lián)過，全隊(duì)舉著火把在深山里找了一夜。”

　　夕陽西下，完成了既定任務(wù)后，測(cè)繪隊(duì)員們扛起儀器下山了。

　　夜晚是測(cè)繪隊(duì)最歡樂的時(shí)刻。結(jié)束了繁重枯燥的工作，隊(duì)員們聚在一起，吃著火鍋聊天。隨著氣氛越來越熱烈，白天不善言辭的人都打開了話匣子。

　　“外業(yè)辛苦嗎？”我問道。

　　“苦是當(dāng)然苦。”李德兵說，“西南山林里有毒蛇和野獸，處處險(xiǎn)象環(huán)生。在可可西里無人區(qū)，還常常遇到野狼和棕熊。發(fā)生地震時(shí)，人人從災(zāi)區(qū)往外跑，我們卻要往里沖。因?yàn)橹挥姓莆盏卣饚�來的地形變化，才能更好地救�?zāi)。”

　　“身體苦沒啥子，主要還是心里苦。”技術(shù)員李智接過話茬，氣氛有點(diǎn)凝重。外業(yè)人員一年中11個(gè)月都在測(cè)區(qū)，根本沒有辦法照顧家庭。

　　“可是，沒得辦法嘛，你要把外業(yè)當(dāng)旅游和鍛煉，就很快樂。”李智笑著說。

　　“對(duì)頭對(duì)頭！”這群天性樂觀、心胸寬廣的四川漢子們紛紛附和，歡聲笑語瞬間充滿了整個(gè)房間。

　把復(fù)雜的地形圖變成常見的行政區(qū)劃圖、旅游圖等，還有很繁瑣的后期工作

　　第二天一早，我來到測(cè)繪隊(duì)員居住的地方，跟進(jìn)后續(xù)工作。測(cè)繪人員要把昨天調(diào)繪和測(cè)量的勞動(dòng)成果，一點(diǎn)不落地添加到內(nèi)業(yè)提供的底圖上。

　　推開門，一股潮氣撲面而來，狹小老舊的旅館房間里擠滿了床，最大的空間留給了擺放計(jì)算機(jī)的兩張桌子，張師傅和楊磊等隊(duì)員正在用桌上的電腦繪圖。

　　張師傅把底圖攤開，低頭看了一眼圖上的一座房屋影像，上面還有他昨天寫下的“磚”字，代表著這是座磚房。他從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里拖動(dòng)出一個(gè)長(zhǎng)方形，覆蓋到底圖的房屋影像上。

　　“這個(gè)工序要格外仔細(xì)。”張師傅指著屏幕說，“比如，長(zhǎng)方形代表實(shí)際房屋面積，它卻不能完全覆蓋住圖上的房子影像。因?yàn)橛跋衽牡氖欠块�，房檐遮住了房角，但根�?jù)房角計(jì)算的房屋面積才是真實(shí)的。”

　　我聽完恍然大悟：原來繪圖要求這么精確，連屋檐遮擋引起的計(jì)算誤差也不放過。

　　我留意到，師傅們的手都非常快，但又很耐心，總是一寸一寸地在底圖上排查每一個(gè)角落。為了能夠盡早交工，他們白天外業(yè)回來后，還常常加班到凌晨，完成這道工序。

　　最后，李德兵對(duì)全部修改過的底圖進(jìn)行把關(guān)檢查，得到作業(yè)成品。至此，一張地形圖就完成了。

　　但我的疑問又來了：公眾看到的地圖可不是這樣子——從一張復(fù)雜專業(yè)的地形圖到公眾能夠看懂的行政區(qū)劃圖、旅游圖等，還要經(jīng)歷怎樣的過程？

　　我又回到成都的二院總部尋找答案。

　　文副院長(zhǎng)帶我來到地圖制圖中心，一張張為人們熟悉的地圖整齊地鋪在桌子上。

　　“從地形圖到地圖，基本上可以分為三個(gè)步驟，去要素、加要素和重新美工。”李維慶副總工程師一邊介紹，一邊在電腦上打開了一張擁有全部基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的圖。這張圖很像我看到的地形圖，就是密密麻麻全是數(shù)字和標(biāo)記，根本看不清楚。

　　“老百姓并不需要所有的地理信息要素”，他告訴我，根據(jù)用戶需求，內(nèi)業(yè)人員把相關(guān)要素留在圖中。“比如想制作一幅行政區(qū)劃圖，就利用系統(tǒng)把等高線和植被等要素去掉，留下主要的道路、河流、村莊等。”

　　“為什么還要加要素？”我問。

　　李維慶回答說，如果想制作一幅地震斷裂帶分布圖，就要把地震部門的斷裂帶數(shù)據(jù)，和這里的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)疊加在一起。依此類推，可以制作出生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)圖、泥石流分布圖等。

　　最后一步，是要對(duì)地圖進(jìn)行處理，把每個(gè)要素用老百姓能夠看懂的方式表達(dá)出來。“比如鐵路，就是按照人們能看懂的黑白界進(jìn)行處理。”李維慶說，在色彩上，也要考慮重新配色以便達(dá)到整體美觀。

　　我捧著手中的地圖，回想3天的體驗(yàn)，心中很是感慨。從內(nèi)業(yè)開始，經(jīng)歷外業(yè)，又回到內(nèi)業(yè)，我弄清了地形圖、地圖的生成過程，更真切地了解了測(cè)繪人：膽大心細(xì)是這群人的特點(diǎn)，苦中作樂是這群人的心胸。

　　感謝他們一筆筆的勾勒和一步步的丈量！正因?yàn)闇y(cè)繪人艱苦細(xì)致的工作，我們才能走得更遠(yuǎn)。