地圖是人類用特定的符號對所認知的客觀世界進行描繪的圖像，是人類的第三語言。我們身處在一個立體的、三維的世界中，看到和接觸到的都是立體的事物。從地圖與物理世界的關系來說，地圖一開始就是要將三維的世界描繪到二維的平面上。
首先，地球是圓的。早在公元前五世紀，古希臘數學傢畢達哥拉斯已經發現地球是圓的。於是問題就來瞭，既然地球是圓的，怎麼將一個球體繪制在一個平面上呢?地球表面為不可展的曲面，它不可能無重疊、無裂縫、無變形地展開為平面，這就需要借助地圖投影的方法來完成曲面轉平面的過程。
明代萬歷刻本《廣輿圖》上記載的地圖符號
早在公元前，希臘科學傢已經用地圖投影這個方法繪制地圖瞭，最早使用投影法繪制地圖的是公元前3世紀的古希臘地理學傢埃拉托斯特尼，他是當時希臘世界最重要的學術中心——亞歷山大博物館的第三任館長。他發明瞭地球的經緯度系統，在繪制以地中海為中心的世界地圖時，使用瞭經緯線相互垂直的等距離圓柱投影法。到瞭大航海時代，荷蘭制圖學傢墨卡托於1569年發明瞭墨卡托投影。該投影可以使航海者用直線(即等角航線)導航，並且第一次將世界完整地表現在地圖上，對世界航海、貿易、探險等有重要作用，至今仍為最常用的海圖投影。墨卡托投影的局限是使地圖上的大陸輪廓變形較大。後來有各種新的地圖投影，但地圖投影導致世界輪廓變形或失真似乎是一個不可被克服的問題。無論如何，地圖投影使地圖與現實世界之間的鏡像關系得以建立。
墨卡托世界地圖
其次，地圖從三位到二維還表現在對地物的表示上。地表的道路、河流、聚落、建築、橋梁等地物都是立體的，我們不可能將地物一一原樣標註在地圖上，這就出現瞭地圖符號。地圖符號承擔著地圖對自然和人文信息進行抽象概括和記錄的功能。地圖符號的最大特點是形象直觀、一目瞭然，通過形狀、尺寸、方向、亮度和密度的變化和組合，表現瞭豐富的地物的，起到瞭與自然語言同樣的信息編碼和解譯傳播的作用。
19世紀復原的埃拉托斯特尼所繪制的當時希臘世界所知的汽車音響電容推薦世界地圖，圖上已有經緯網
在地圖的發展歷史上，人類通過各種方法，將三維的世界表現在二維的地圖上，使世界直觀地展示在人們眼前。隨著科學的發展，特別是數字和互聯網時代的來臨，地圖逐漸擺脫傳統紙質地圖的束縛，地圖的呈現形式越來越多樣。在原來二維地圖外，越來越多的三維地圖(3D地圖)出現。
E都市三圍地圖
三維電子地圖就是以三維電子地圖數據庫為基礎，按照一定比例對現實世界的三維的描述，其形象性、功能性遠強於二維地圖。與二維地圖相比，三維地圖對現實世界的抽象所占比重減少瞭，更多的是對現實世界的較直觀的描述，模擬的效果更加逼真。今天耳熟能詳的谷歌或百度街景地圖、虛擬三維地圖低音喇叭電容、實景三維地圖、室內地圖等給我們帶來瞭身臨其境的感覺，其體驗與二維地圖的抽象感十分不同。三維地圖的強勢發展，讓我們看到，在技術的支撐下，地圖在今天漸漸開始瞭從二維到三維的轉向。
街景地圖
地圖作為現實世界的模型，從其出現就具備瞭對現實世界的模擬功能。縱音響後級系統觀地圖的發展歷程，地圖在處理與現實世界的關系時，出現瞭從三維到二維與從二維到三維的不同階段，這些變化的背後都有技術的支撐和作用。
文/吳鵬飛
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