郭仁忠院士指出，经典地图学理论包括3个方面：地图投影，将地球球面转化至二维平面，为了保留球面的某些性质而牺牲其他性质，产生不同的投影；制图综合，地理要素的取舍与简化，保证地图易读性，同时凸显地理要素最主要的特征；符号系统，应用视觉变量理论和其他理论，实现地图要素的可视化。传统测绘技术决定了常规地图的表达形式和内容，而现代测绘技术飞速发展，卫星遥感、导航定位、倾斜摄影测量等先进技术广泛应用，海量多源异构的时空大数据不断涌现，地图数据的丰富加速了地图产品的进一步繁荣。同时，以人工智能、云计算、实景三维为代表的新技术，提升了地图发展的技术手段，地图的信息表达能力得到质的飞跃，从二维到2.5维再到三维，还可以从二维简化到一维。传统地图受限于科学技术，大多仅能以平面静态方式进行空间对象表达。而技术的进步推动现代制图技术支撑更丰富多元的地图表达，实现地图内容的动态化、三维化、虚拟化、隐喻化，形成动态地图、三维地图、游戏地图、虚拟现实地图、增强现实地图、隐喻地图等众多地图形式，可以称之为“泛地图”。它是传统地图的延伸和拓展，是对地理、人文和信息三元空间的综合表达，是一种通过地图语言、形象思维、空间思维对三元空间对象进行特征分析，实现人与人、人与物、物与物之间信息获取、传递、认知等功能的广义地图表达。与经典地图学理论相比，泛地图具有信息价值更大、内容更为丰富、实时性更强等特点，有利于提高GIS时空信息组织、表达和分析能力。

郭仁忠院士进一步指出，过去，一张地图的比例尺仅有一个尺度，现在可以是多尺度，甚至可以变尺度。地图的表达空间也发生了变化，可以从宏观到微观，这是一个非常重要且巨大的变化。比如自然资源部正在大力推进实景三维中国建设，实景三维的本质就是一个地理空间的完整表达，它不像传统的把地理实体变成线划地图，而是在空间化、时序化、语义化、可视化及空间分析等方面都实现了新提升。此外，地图的表达对象不仅仅是一个空间，还可以进一步具象化。

“所以，现在的写实地图描述越来越精细，体验越来越真实，比如实景三维地图，有身临其境的感觉；写意地图描述越来越抽象，主题越来越突出，比如地铁线路图、专题要素分布图。”郭仁忠院士说，“泛化的地图表达不断突破经典地图学的理论边界，地图泛化的本质是技术能力的提升助长需求的发展。在数字化条件下，地图有了许多新的应用。例如，实景三维地图为城市规划设计提供了更加直观、全面的工具，通过对城市的实景三维模型进行分析，可以模拟城市规划方案的实际效果，帮助预见可能存在的问题，从而优化设计方案。在城市治理领域，通过构建城市的三维模型，管理部门可以更加全面地了解城市的基础设施、公共设施等情况，还可以对城市的运行状况进行实时监测和分析，帮助管理部门及时发现和处理问题，提高城市管理的效率和水平。在商业领域，数字孪生技术可以对商场三维空间的热点做分析，指导商家在招商引资过程中做量化的分析评估。”

新的技术进步催生了新的需求，对GIS提出了新的挑战。经典GIS三要素包括数据组织、空间分析、可视化，其中数据组织包括空间数据加属性数据，但现在这已经不再是GIS的全部数据类型。多模态的时空大数据，比如MESH（网格）数据、点云数据、视频数据、BIM（建筑信息模型）数据、轨迹数据等，颠覆了经典GIS的数据组织。因此，郭仁忠院士强调，要拓展地图学的理论框架，来包容各种新的方法和产品，形成泛地图学的理论框架来支撑技术创新，这是地图学的时代命题。他认为应从3个方面着手。

首先，要调整底层逻辑。现在的GIS数据丰富复杂，没有办法将每一类数据与某一个具体应用挂钩，这就需要实现从封闭的“纵向耦合”迈向开放的“横向耦合”。什么是“纵向耦合”的开发模式？比如在过去，规划局做自己的规划信息系统，土地局做自己的土地信息系统，交通局做自己的交通信息系统……每个系统从数据库的设计到功能的开发，都经历了从数据的清理、准备到入库、更新，再到最后的系统开发这个过程，这就是“纵向耦合”。什么是“横向耦合”？就是建设一个开放式数据平台，把数据先汇聚集成起来，然后各部门各行业到这个平台上自主调取所需的数据，去开发自己的个性化应用系统，包括智慧医疗、智慧建筑、智慧交通、城市规划、应急服务、智慧环保、公共安全、智慧水务、智慧教育等应用系统。就如同微信一样，它提供一个门户平台，可以下载、应用各种APP。

其次，要建立结构数据分析模型。传统的GIS空间分析方法就是用某一类数据和一套算法解决一系列类似的问题。而在开放式的数据平台上，要提供共性的支撑技术，比如空间统计学、拓扑学、图论、计算几何等，以不变应万变，以共性技术支撑个性化开发应用，如天际线分析、地下管线分析、内涝模拟……

再者，要构建泛地图可视化知识图谱。数字技术的进步打破了固化的地图可视化表达形式，出现了众多独特的“泛地图”。地图可视化表达的维度不再局限于传统的形状、尺寸、方向、色彩、亮度等视觉变量，动态静态、空间几何、空间组织、变形、投影等，都成为泛地图可视化表达的重要维度，不同维度间的相互联系、映射和嵌套，构成了多样化的泛地图谱系。要积极构建泛地图可视化知识图谱，为制作科学、美观、符合大众认知的泛地图产品提供理论支撑。

“人工智能技术发展还需要底层理论方法和技术的进步，没有底层理论方法，智能化大厦的根基是不牢的。作为地图学者和GIS工程师，我们要勇于应对数字时代的挑战，积极响应社会需求，发展地图学和GIS的新理论和新方法，让理论的灵魂跟上应用的脚步。我们正走在崎岖的山路上，总有一天会登上光辉的顶点。”郭仁忠院士总结道。