【關(guān)鍵詞】《乾隆京城全圖》；電子地圖；考古

【摘要】《乾隆京城全圖》是北京史地考證的重要依據(jù)和了解18世紀(jì)中葉北京城面貌的最具權(quán)威的形象資料，但其尺幅巨大，查閱十分不便。2006年起，北京市文物研究所利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)制成電子版的《乾隆京城全圖》，以方便人們隨身攜帶，快速查閱。本文主要介紹了這一電子地圖項目的設(shè)計目的、設(shè)計思路及應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)。

《乾隆京城全圖》繪成于乾隆十五年（1750年），是我國現(xiàn)存古代城市地圖中尺幅最大、內(nèi)容最詳盡、繪制最精細(xì)的一幅，繪有內(nèi)城9門、外城7門、98條街道、779條胡同、2000多個景觀地名。原圖1935年發(fā)現(xiàn)于清內(nèi)務(wù)府造辦處輿圖房，現(xiàn)存北京故宮博物院文獻(xiàn)館。其為折裝冊頁式本，分上下17排，每排由左、中、右3冊組合，共51冊。其左、右兩冊長1丈3尺，中冊1丈6尺2寸，各冊皆寬2尺3寸，拼合后折合公尺13.504米×14.144米，比例為1∶650。1940年，故宮博物院與當(dāng)時占領(lǐng)北平的日本興亞院華北聯(lián)絡(luò)部政務(wù)局調(diào)查所分別對該圖進(jìn)行了縮印出版，前者散頁裝為一函，命名為《清內(nèi)務(wù)府藏京城全圖》；后者以17冊冊頁裝訂，總成一函，命名為《乾隆京城全圖》。作為北京史地考證的重要依據(jù)和了解18世紀(jì)中葉北京城市面貌的最具權(quán)威的形象資料，此圖一經(jīng)出版，即為學(xué)術(shù)界所重視，并被廣泛地應(yīng)用于歷史、考古、地理、建筑等學(xué)術(shù)領(lǐng)域。但是原圖尺幅巨大，即使故宮博物院所出的散頁裝《清內(nèi)務(wù)府藏京城全圖》，也由208張A3大小的小圖構(gòu)成，無論攜帶還是查閱都非常不方便。為了解決這一難題，從2006年開始，北京市文物研究所計劃利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)制成電子版的《乾隆京城全圖》，以方便人們隨身攜帶，快速查閱。筆者有幸擔(dān)當(dāng)此項工作，下面將工作中的一些情況介紹如下。

一、項目設(shè)計目的

簡單地說，電子地圖就是利用成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，實現(xiàn)一種新的地圖服務(wù)方式。它的最大優(yōu)點在于方便、快速的檢索功能，可使地圖的利用率大大提高。這種電子地圖的形式已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大城市乃至全國地圖上，但是對于古代地圖還很少見，因而具有一定的實用性和創(chuàng)新性。以文物考古工作為例，在北京區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)一處遺址后，通過查閱《乾隆京城全圖》電子地圖，就可以很快得知該建筑是否屬于清乾隆年間的建筑構(gòu)造。完成這一切都無需回到資料室，在野外考古工地上就可以進(jìn)行，既大大節(jié)省了時間，又提高了工作效率。其創(chuàng)新之處在于將北京古都?xì)v史學(xué)的研究成果與現(xiàn)代計算機(jī)軟件技術(shù)相結(jié)合，用新技術(shù)、新思路更好地為北京史研究及考古工作服務(wù)。

制作該電子地圖所采用的基準(zhǔn)圖為1995年出版的《加摹乾隆京城全圖》，是對原圖做過放大加摹后的出版物，由208幅小圖組成。在制作電子地圖時，對于原圖中因字跡太小不便加摹的地名文字，按照圖冊中的地名表和地名索引進(jìn)行修改，同時加入相應(yīng)的景點介紹，使其功能得到更進(jìn)一步的增強(qiáng)。

電子地圖的設(shè)計制作流程如圖一所示。

二、基本功能

根據(jù)設(shè)計要求，主要開發(fā)實現(xiàn)的功能如下：

1、 地圖的基本操作：實現(xiàn)地圖的全圖顯示、居中顯示、縮小、放大、平移滾動等功能。從技術(shù)上講，滾動是局部顯示的地圖在任意方向上的切換。在這種情況下，為了保證注記在屏幕范圍內(nèi)的完整顯示，必須重新計算注記的位置。另一方面，地圖縮放不能像照片一樣簡單的放大和縮小比例尺，而是應(yīng)根據(jù)屏幕的最大信息負(fù)載量和屏幕地圖的視覺效果，重新決定當(dāng)前屏幕的顯示要素和符號化方式。

2、電子地圖的快速漫游與位置索引：在交互條件下，允許用戶實現(xiàn)屏幕顯示地圖在任意方向上連續(xù)地平滑移動，確保用戶看到的是一個無縫的地圖。例如，《乾隆京城全圖》是由208幅小圖數(shù)字化而成，而在使用時是存取于一個連續(xù)空間中，沒有分幅問題，這樣就方便了用戶，提高了閱讀速度。另外，漫游的同時出現(xiàn)位置索引窗口（通常稱為“鷹眼”），一般電子地圖系統(tǒng)在主窗口的附近有一個指示圖，指示圖用顯著顏色的方框顯示目前主窗口在全圖的位置，并可以拖動方框或以其他方式在全圖中迅速定位。

3、屬性分類查詢、檢索功能：按屬性分類信息條件，索引查詢要素的地圖空間分布。在已知空間信息的情況下，激活圖形要素所在圖層，用鼠標(biāo)點擊屬性查詢功能按鈕，可在彈出的對話框中實現(xiàn)屬性或地名的模糊檢索，選中后，圖面將以該地物為中心在屏幕上顯示。

電子地圖的核心功能就是檢索查找，要方便、迅速地實現(xiàn)這一功能，對地圖所反映的內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的分類顯得尤為重要?；诖?，我們?yōu)殡娮影妗肚【┏侨珗D》設(shè)計了兩種分類檢索方式。一是按建筑類型分類檢索。北京從金代開始成為國都和全國的政治統(tǒng)治中心，又歷經(jīng)元、明、清三朝，因此地上文物極為豐富，品類齊全，所以在該圖中可以按地上建筑的不同分類，如壇廟、寺觀、宮苑、古塔、園林、王府、會館、橋梁、民居、石刻等。二是按區(qū)域分類檢索。清朝的北京城分為內(nèi)城和外城，現(xiàn)在則劃分為西城、東城、宣武、崇文等四個城區(qū)，在地圖上可以按照不同的城區(qū)進(jìn)行分類檢索。

4、地圖下載及打印輸出：為了方便用戶，還提供地圖的下載及打印輸出服務(wù)。

三、制作步驟

1、掃描圖紙。對208幅原始基準(zhǔn)圖進(jìn)行掃描。

2、使用Photoshop軟件對圖紙進(jìn)行修整合并，輸出TIF文件。

3、使用MapInfo軟件調(diào)入TIF文件，并根據(jù)相關(guān)的經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行配準(zhǔn)顯示。

4、添加數(shù)據(jù)層及相應(yīng)的屬性字段，如信息點名稱、介紹性文字等等。取得這些信息需要事先做大量的案頭準(zhǔn)備工作，由于原圖年久失修，圖上大部分地名已模糊不清，難以辨識，因此需要與《加摹乾隆京城全圖》所附地名表比對，同時對一些實在難以辨識的地名或道路，可以在《日下舊聞考》、《大清一統(tǒng)志》及《順天府志》等文獻(xiàn)資料中查找相關(guān)信息，以確保這些地名資料的準(zhǔn)確無誤。

5、地圖輸出，并創(chuàng)建GST文件與MAPX控件相結(jié)合，為主程序?qū)崿F(xiàn)相關(guān)功能提供底層數(shù)據(jù)。

四、項目進(jìn)度計劃

按照項目的逐步進(jìn)展以及各階段不同的任務(wù)，暫定項目的進(jìn)度計劃如下：

2006年12月～2007年6月，完成原圖掃描工作，并對掃描圖像進(jìn)行整修、拼圖處理；

2007年7月～2008年7月，在大圖的基礎(chǔ)上運(yùn)用MapInfo軟件進(jìn)行電子地圖的制作；

2008年8月～2009年3月，查找史料，搜集圖中景點的相關(guān)信息資料；

2009年4月～2009年12月，通過軟件編程將內(nèi)容簡介與電子地圖相結(jié)合。

到目前為止，我們已完成了將圖紙地圖轉(zhuǎn)化為電子地圖的全部工作，并已按照圖紙上原有的地名和街道名在電子地圖的相關(guān)位置進(jìn)行了標(biāo)注，現(xiàn)在的主要工作是進(jìn)行校對和修改。下一步我們將搜集重要景點、街區(qū)的簡介，將其插入到相關(guān)位置，并且對這些內(nèi)容實現(xiàn)分類檢索，逐步完成電子地圖預(yù)期的各項功能。

五、技術(shù)應(yīng)用問題

制作電子地圖的終極目的是更加方便快捷的查詢，因此在設(shè)計上我們盡量為用戶著想，力求最大限度地方便用戶完成查詢、檢索等任務(wù)，并提供全面、豐富的信息。

在進(jìn)行用戶界面設(shè)計時，為了引導(dǎo)用戶在相關(guān)數(shù)據(jù)間跳轉(zhuǎn)，使用戶不致于在系統(tǒng)的應(yīng)用中“迷失方向”，我們采用了“導(dǎo)航”機(jī)制，以保證用戶在豐富的功能和信息中輕松地完成任務(wù)。具體采用了以下技術(shù)：

1、與超文本技術(shù)結(jié)合。在圖集中收集了多幅圖片和大量的文字信息，系統(tǒng)采用了超文本技術(shù)，圖片信息的表現(xiàn)和鏈接也采用了HTML格式。

2、系統(tǒng)中采用了不少現(xiàn)實生活中的隱喻，使地圖用戶共享一個直觀的界面框架。諸如手電筒（查詢）、放大鏡（放大圖形）、地球（全圖刷新）、地圖夾（存放地圖）、喇叭（聲音開關(guān)）等。

3、地理對象的可視化操作。對于電子地圖應(yīng)用來說，使處理的地理數(shù)據(jù)易于操作并直觀顯示是十分重要的。在該系統(tǒng)應(yīng)用中，點擊地物名稱檢索按鈕，彈出的對話框?qū)⒘谐黾せ顖D層的所有地物名稱，用戶可方便地了解所要查詢地物要素的圖形信息和屬性信息情況。

4、最后是分類檢索功能的實現(xiàn)。針對電子地圖的分類檢索，在程序設(shè)計方面，其實是根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分類來實現(xiàn)的，也就是說數(shù)據(jù)必須已經(jīng)具備了這方面的條件，程序才可能進(jìn)行分類檢索。地圖圖層是電子地圖制作中的一個專業(yè)術(shù)語，可以理解為把不同的數(shù)據(jù)畫在不同的、透明的薄膜上，然后按照一定的次序疊加在一起，從而形成一張完整的地圖。圖層是電子地圖系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)存貯單元。在數(shù)據(jù)制作時，將要檢索的信息放到一個圖層中，在該圖層中有若干個字段，反過來講，也就是在該圖層中的每一個信息，都和該圖層一樣擁有相同的字段，程序檢索時根據(jù)用戶需求，檢索不同的字段，以實現(xiàn)檢索分類功能。

該地圖經(jīng)過轉(zhuǎn)換成MapInfo文檔格式后，是分層顯示的，每一層對應(yīng)一個表，即TAB文件，各種屬性信息經(jīng)過輸入儲存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫文件中。在組織數(shù)據(jù)時我們考慮到，除了個別用戶根據(jù)自己的需要打開相應(yīng)的表進(jìn)行相關(guān)操作外，大部分用戶是希望進(jìn)入系統(tǒng)時就可以查詢整個城市的信息，這就需要預(yù)先將所有的地圖圖層集中在一起，連同每一層的設(shè)置一并存儲到一個工作空間中提供給用戶。語法如下：Dataset.Add Type， SourceData，（Name），（Geofield），（SeconderyGeofield），（Bindlayer），（Fields），（Dynamic）。其中，Type參數(shù)用來說明添加數(shù)據(jù)集的類型；SourceData參數(shù)用來引用數(shù)據(jù)；Geofield參數(shù)是數(shù)據(jù)源中包含地理信息的列名稱或索引。如果要將數(shù)據(jù)表示為地圖上的圖形對象，數(shù)據(jù)源中Geofield所表示字段必須唯一，它在空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)中起了關(guān)鍵作用，這就是數(shù)據(jù)綁定，它是實現(xiàn)屬性信息查詢的重要環(huán)節(jié)。在本系統(tǒng)中，即把包含城市各種屬性信息的Access數(shù)據(jù)庫綁定在地圖上。數(shù)據(jù)綁定通過Dataset.Add方法實現(xiàn)，使用它來確定綁定數(shù)據(jù)的類型、綁定到地圖的哪一層以及地圖之間關(guān)聯(lián)的字段。應(yīng)用以上的技術(shù)及設(shè)置相關(guān)操作，就可以對存在的各種地上的清代建筑進(jìn)行分類檢索。

《乾隆京城全圖》是一種文化積淀，是歷史的一個窗口，承載著多方面的信息。這張全圖不僅反映了古都北京悠久的歷史，也展現(xiàn)了它獨特的城市魅力和風(fēng)貌。電子地圖是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，電子地圖的表現(xiàn)形式和表達(dá)內(nèi)容也將不斷變化?！肚【┏侨珗D》電子地圖系統(tǒng)是融合北京古都?xì)v史學(xué)的研究成果與現(xiàn)代計算機(jī)軟件技術(shù)于一體的電子地圖查詢和瀏覽的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，我們真誠地希望這一結(jié)合能夠為北京歷史文物的研究發(fā)揮更大的作用。

〔責(zé)任編輯：成彩虹〕