陳曉慧，劉艷芳，方佳琳，程 雄

（1.武漢大學 資源與環(huán)境科學學院，湖北 武漢 430071）

地理國情統(tǒng)計圖的設計與編制

陳曉慧1，劉艷芳1，方佳琳1，程 雄1

（1.武漢大學 資源與環(huán)境科學學院，湖北 武漢 430071）

地理國情統(tǒng)計圖是對地理國情普查數(shù)據(jù)的可視化，可直觀、全面、綜合地反映全國的自然地理國情及其演變發(fā)展變化規(guī)律，為國家制定發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃提供了依據(jù)。簡要介紹了地理國情統(tǒng)計圖的設計原則和特點、內容體系以及色彩和版式設計；并總結了地理國情統(tǒng)計圖編制的一般流程，為其他圖集的設計和制作提供了參考。

地理國情；專題制圖；統(tǒng)計圖

地理國情普查是一項重大的國情國力調查，其目的是全面獲取各類地理國情信息，并進行綜合統(tǒng)計分析，揭示經濟社會發(fā)展和自然資源環(huán)境的空間分布及其內在關系，實現(xiàn)地理國情信息對政府、企業(yè)和公眾的服務[1]?；A地理數(shù)據(jù)作為客觀地理世界的事物、現(xiàn)象及其相互關系的數(shù)字化表現(xiàn)形式，是現(xiàn)代地圖學和地理信息系統(tǒng)共同關注的核心內容[2]。近年來，圍繞基礎地理數(shù)據(jù)的開發(fā)利用，特別是依據(jù)基礎地理數(shù)據(jù)快速編制地圖的技術研究，在測繪領域備受關注[3]?；A地理信息數(shù)據(jù)的圖形化應用已成為加強測繪公共服務、提高測繪保障能力的必要工作[4]。地理國情統(tǒng)計圖是以地理國情普查和監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎，根據(jù)政府各部門、各級政府和社會公眾的地理國情需求，通過對地理國情信息進行統(tǒng)計、分析、模擬與預測、挖掘等多種處理，再將結果空間化后編制而成的專題地圖，反映了相應地理要素的空間分布特征和規(guī)律。

1 設計原則和特點

地理國情統(tǒng)計圖是第一次全國地理國情普查和監(jiān)測成果，在科學統(tǒng)計、系統(tǒng)分析和研究的基礎上形成的重要成果；是全面、綜合、多層面、多視角地記錄和反映全國地理國情及其演變和發(fā)展變化規(guī)律的重要手段。其內容設計遵循的原則為：①制圖區(qū)域分為全國、?。ㄖ陛犑校?、地市和縣市4級行政區(qū)，以及其他地理單元；②地圖資料主要為地理國情普查和監(jiān)測成果及其統(tǒng)計、分析成果，以及正式發(fā)布的統(tǒng)計年鑒相關數(shù)據(jù)；③內容體系設計以制圖區(qū)域的地理國情普查和監(jiān)測成果及其統(tǒng)計、分析信息為表示內容，采用科學的結構體系，系統(tǒng)的表示方法編制分類統(tǒng)計圖、綜合統(tǒng)計圖和國情指數(shù)圖，與地理國情普查成果體系結構協(xié)調。

2 內容體系設計

地理國情統(tǒng)計圖包括分類統(tǒng)計圖、綜合統(tǒng)計圖和國情指數(shù)圖3部分，見圖1。

圖1 地理國情統(tǒng)計圖內容體系

分類統(tǒng)計圖以GDPJ 01-2013《地理國情普查內容與指標》制定的地理國情分類體系為依據(jù)，按照統(tǒng)計單元分類統(tǒng)計表達地表覆蓋、地形、地理單元等12類要素的面積、面積結構、面積比重、人均面積、長度、密度、質量、空間分布特征和變化等信息，包括面向農業(yè)生產的統(tǒng)計圖、面向城鎮(zhèn)建設的統(tǒng)計圖、面向農村建設的統(tǒng)計圖、面向交通基礎設施建設的統(tǒng)計圖以及其他分類統(tǒng)計圖件，共計57幅。

綜合統(tǒng)計圖以區(qū)域地理系統(tǒng)為研究對象，主要表達普查和監(jiān)測成果的綜合分析和統(tǒng)計信息，反映區(qū)域的土地覆蓋特征、城鎮(zhèn)發(fā)展特征、交通網(wǎng)建設和環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)等地理國情綜合系統(tǒng)的地域差異、現(xiàn)狀、潛力和發(fā)展動態(tài)，共計20幅。

國情指數(shù)圖以區(qū)域綜合地理國情為對象，主要表達在普查和監(jiān)測成果基本統(tǒng)計、分類統(tǒng)計和綜合統(tǒng)計的基礎上，經過綜合分析測算出的地理國情指數(shù)，以反映區(qū)域自然地表國情、地理區(qū)位國情和生態(tài)覆被國情等綜合國情信息，共計6幅。

3 圖集設計與制圖流程

3.1 圖幅大小和版式設計

地理國情統(tǒng)計圖根據(jù)使用方式分為桌面用圖和掛圖兩種。

3.1.1 桌面用圖

桌面用圖又根據(jù)制圖區(qū)域的大小采用不同大小的紙張。全國圖采用4開紙張，?。ㄖ陛犑校?、地市及縣市圖采用8開紙張，其中轄區(qū)版圖面積小或普查信息少的地市、縣市宜采用16開紙張制圖。地理單元結合行政區(qū)統(tǒng)計圖、地理單元統(tǒng)計圖根據(jù)其制圖區(qū)域和信息量大小，參考相應行政級別統(tǒng)計圖的紙張大小。

桌面用圖圖幅版面由4個部分組成：圖名區(qū)、圖幅說明區(qū)、統(tǒng)計類型名稱區(qū)和圖幅主區(qū)。圖名區(qū)、圖幅說明區(qū)和統(tǒng)計類型名稱區(qū)表示專題圖的名稱、統(tǒng)計類型和制圖單位等信息；圖幅主區(qū)則用于表示主題內容、附圖、統(tǒng)計圖表、圖例、制圖指標說明文字等。

3.1.2 掛圖

各級別行政區(qū)或地理單元的掛圖圖幅大小根據(jù)行政區(qū)大小和版圖形狀，采用全張（A0）或雙全張（雙A0）拼幅，全國掛圖采用雙全張（雙A0）圖幅大小。

掛圖圖幅版面分為圖廓外區(qū)域、圖廓和圖廓內區(qū)域3部分。圖廓外區(qū)域主要標注地圖資料說明、制圖單位等信息；圖廓由內外圖廓線、坐標系統(tǒng)和圖廓裝飾構成，并帶有方里網(wǎng)或經緯度標注；圖廓內區(qū)域，包括圖面、位置圖、指北針、圖例、統(tǒng)計圖表等。

3.2 圖集的數(shù)學基礎

3.2.1 坐標系和地圖投影

圖集坐標系統(tǒng)采用2000國家大地坐標系，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準。全國地理國情統(tǒng)計圖的基本比例尺為1∶1 400萬，采用雙標準緯線正軸等面積割圓錐投影，中央經線選擇E105°，地圖采用北方定向。全國陸地部分全圖標準緯線為N25°，N47°；南海諸島作為插圖采用標準緯線為N7°，N19°。

?。ㄖ陛犑校?、地（市）地理國情統(tǒng)計圖的基本比例尺小于等于1∶100萬時，采用雙標準緯線正軸等面積割圓錐投影，地圖采用北方定向，中央經線選擇轄區(qū)中部的整度數(shù)經線，兩條標準緯線也為整度數(shù)緯線大致三等分轄區(qū)；比例尺大于1∶100萬時，采用高斯-克呂格投影，投影帶為6°帶，中央經線選擇最接近轄區(qū)中央的1．5°整倍數(shù)的經線。

縣（市）地理國情統(tǒng)計圖的基本比例尺一般大于1∶100萬，宜采用高斯-克呂格投影?；颈壤咴?∶2．5萬～1∶100萬時，投影帶選擇6°分帶；大于1∶2．5萬時選擇3°分帶。中央經線盡量與基本比例尺地形圖一致，當出現(xiàn)跨帶或距離中央經線太遠時，可選擇分帶經線作為中央經線。

地理單元或行政區(qū)結合地理單元的統(tǒng)計圖，根據(jù)制圖區(qū)域形狀、大小和信息量，參考相應的行政區(qū)統(tǒng)計圖選擇地圖投影。

3.2.2 比例尺

由于圖集的開本大小和比例尺存在相互制約的關系[5]，對于確定的制圖區(qū)域，開本大小在很大程度上決定了圖集的比例尺范圍。圖集比例尺的選擇首先要保證地圖內容可全部在紙張內部顯示；其次應盡量選取整數(shù)比例尺便于快速進行簡單的量算[6]；再次應盡量保證同尺度區(qū)域比例尺接近或相同、不同尺度區(qū)域地圖比例尺成簡單倍數(shù)關系，使圖幅之間具有可比性，可進行參照研究[7]；最后還應使圖面松緊適宜、圖紙的利用率高。

3.3 色彩符號設計

色彩在視覺圖形傳輸中，不僅能增加地圖的信息載負量，而且能提高地圖作品的藝術感染力。圖集的色彩設計除了遵循常用的規(guī)律外，更應把色彩作為重要的表現(xiàn)手段，圍繞地圖內容來選擇主色調，增加色彩的對比度，運用色彩對視覺的沖擊力，使色彩設計不僅能貼切地反映地圖內容，而且能增加圖形的清晰度[8]。設計地理國情統(tǒng)計圖時，一方面要根據(jù)地圖表達內容的不同，選擇不同的配色方案，突出專題內容；另一方面要采用冷暖色系搭配的方法增加地圖的清晰度，使地圖整體更加和諧。例如，表達自然要素時，統(tǒng)計圖底色多用綠色、藍色等接近自然的冷色系，分區(qū)統(tǒng)計圖則主要用暖色系，冷暖結合既突出了分區(qū)統(tǒng)計圖表達的主要內容，又使圖面色彩配置更加平衡美觀。

專題符號是專題地圖及信息的載體[9]，它通過形態(tài)、尺寸和顏色的變化來表現(xiàn)制圖對象的位置、類別、級別等，對地圖信息的表達有著不可忽視的作用。在地理國情統(tǒng)計圖的設計中，采用了平面柱狀圖、玫瑰圖、金字塔圖、折線圖、餅狀圖、扇形圖、三維餅狀圖、扇形圖及其相互組合圖。在符號設計上大膽創(chuàng)新，用色不拘泥于傳統(tǒng)地圖的暗淡著色，使地圖設計在和諧美觀的基礎上更加清新活潑。以齊齊哈爾市為例，展示了地理國情統(tǒng)計圖的設計版式、色彩及符號表達（圖2～5）。

圖2 耕地開墾強度（餅狀圖）

圖3 生態(tài)環(huán)境質量圖（扇形圖）

圖4 生態(tài)覆被指數(shù)圖

圖5 道路對耕地變化影響（掛圖）

3.4 制圖步驟與流程

地理國情統(tǒng)計圖的編制步驟見圖6。①數(shù)據(jù)收集即收集制圖所需所有數(shù)據(jù)，包括地理國情普查獲取的地理數(shù)據(jù)集及制圖所需統(tǒng)計資料。②數(shù)據(jù)預處理是對制圖數(shù)據(jù)的基本處理，包括將地理數(shù)據(jù)集轉換成統(tǒng)一的投影系統(tǒng)和格式、屬性字段映射等。③數(shù)據(jù)深加工與信息挖掘是由收集的數(shù)據(jù)得到所需的制圖指標數(shù)據(jù)的過程，包括計算獲取地理要素或實體矢量數(shù)據(jù)的基本信息和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，以及各類綜合指數(shù)的計算等，并將制圖信息按照地理位置集成，編輯產生專題制圖信息的基礎空間數(shù)據(jù)。④底圖要素處理，包括底圖要素的選取、編輯、綜合、簡化以及要素內和要素間關系的處理。⑤專題數(shù)據(jù)處理，包括專題圖制圖指標的選擇、獲取以及選擇相適應的專題圖表示方法制作專題圖。⑥專題地圖文檔的保存和地圖的輸出。

圖6 專題圖編制流程圖

4 結 語

本文介紹了地理國情統(tǒng)計圖的設計原則、內容體系和編制流程。以地理國情普查數(shù)據(jù)為基礎，從分類統(tǒng)計、綜合統(tǒng)計和國情指數(shù)3方面設計了圖集的內容體系，以多級行政區(qū)或其他地理單元為制圖范圍，內容涉及自然地理、人文地理的多個方面，是全面、綜合、多層面、多視角地記錄和反映全國地理國情及其演變和發(fā)展變化規(guī)律的重要手段，為制定和實施國家發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、優(yōu)化國土空間開發(fā)格局和各類資源配置提供了重要依據(jù)，同時有助于推進生態(tài)環(huán)境保護、建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，提高地理國情信息對政府、企業(yè)和公眾的服務能力。

[1] 李德仁,邵振峰,丁霖．地理國情信息的多級網(wǎng)格化表達[J]．地理空間信息,2014,12(1):1-5

[2] 侯兆泰．關于基礎地理數(shù)據(jù)幾個問題的探討[J]．現(xiàn)代測繪,2007,30(2):33-35

[3] 許玉英,劉文．淺談基礎地理數(shù)據(jù)編制地圖的技術[J]．現(xiàn)代測繪,2011,34(3):52-54

[4] 楊夢梅,王輝．利用基礎地理信息數(shù)據(jù)編制公開版地圖的關鍵技術探討[J]．測繪技術裝備,2008,10(2):5-7

[5] 何宗宜．《深圳市地圖集》的設計研究[J]．測繪科學,2001,26(1): 25-29

[6] 劉垂光．關于地圖的量具:圖解比例尺之大眾實用化問題[J]．地球信息科學學報,2012,14(2):279

[7] 陶嵐,漆煒,龐小平．南北極地圖集的設計與特點[J]．地理空間信息,2010,8(3):131-133,137

[8] 俞連笙．地圖整飾[Z]．北京:測繪出版社,1995

[9] 馬晨燕,劉耀林,鄒輝東．基于視知覺的多維地圖符號美感建構[J]．測繪通報,2005(1):24-27

圖7 其他元素示意圖

3 結 語

本文總結了現(xiàn)有電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理、GIS、地圖可視化等現(xiàn)代技術，探索建立了適應電網(wǎng)用戶需求的信息系統(tǒng)；并對系統(tǒng)進行了實證研究和應用實驗。通過對GIS產品系列進行二次開發(fā)，建立了一個適用于電網(wǎng)數(shù)據(jù)建模的概念模型，設計了系統(tǒng)開發(fā)的體系結構及功能模塊，實現(xiàn)了對電網(wǎng)接線圖的數(shù)字化分類、存儲和管理，可滿足電網(wǎng)接線圖數(shù)據(jù)管理、專題研究等方面的數(shù)據(jù)需求，實現(xiàn)了電網(wǎng)接線圖數(shù)據(jù)錄入、修改、查詢、刪除、在線預覽等功能。實驗結果表明，所研發(fā)的系統(tǒng)在電網(wǎng)地理接線圖的建設中具有十分重要的應用價值，已具備強大的電網(wǎng)數(shù)據(jù)組織、管理和可視化預覽等功能，并為將來其他方面的應用開發(fā)預留了接口；可在制圖綜合與智能成圖、版本控制與多用戶編輯以及實現(xiàn)與現(xiàn)有GIS平臺對接方面展開進一步的研究。

參考文獻

[1] 劉經南,劉暉．連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng):城市空間數(shù)據(jù)的基礎設施[J]．武漢大學學報(信息科學版),2003,28(3):259-264

[2] 翁穎鈞,朱仲英．地理信息系統(tǒng)技術在電力系統(tǒng)自動化中的應用[J]．電力系統(tǒng)自動化,2003,27(18):74-78

[3] 李祉燚,孫怡曉,付雷進．基于邏輯推理的配電網(wǎng)地理接線圖生成算法[J]．中國制造業(yè)信息化,2011(3):58-61

[4] 章堅民,葉琳,孫維真,等．基于地理相對位置的省級輸電網(wǎng)均勻接線圖自動生成[J]．電力系統(tǒng)自動化,2010,34(24):55-59

[5] 萬芳茹,許劍冰．基于模型數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)地理位置接線圖編輯工具[J]．電力系統(tǒng)自動化,2004,28(6):82-84

[6] 李文帆,劉志剛,伍文城,等．基于Qt的電力系統(tǒng)地理接線圖繪制軟件設計[J]．電力系統(tǒng)自動化,2013,37(7):72-76,107

[7] 王韋,顏炯,劉秀坤．面向電網(wǎng)規(guī)劃的GIS集成應用平臺[J]．地理空間信息,2012,10(5):93-95

[8] 關昆,劉小飛,王建國．GIS平臺在寧夏電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)采編管理中的應用[J]．地理空間信息,2012,10(6):86-88

第一作者簡介：劉志松，高級工程師，注冊電氣工程師，研究方向為電網(wǎng)規(guī)劃設計。

P285

B

1672-4623（2017）01-0025-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.01.008

陳曉慧，碩士研究生，研究方向為土地利用、氣候變化及其環(huán)境效應。

2015-06-19。

項目來源：十二五科技支撐資助項目（2012BAH28B02）。