張 寅，何建寧，劉 媛

（1.國(guó)家測(cè)繪地理信息局第一地理信息制圖院，陜西 西安 710054）

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題研究

張 寅1，何建寧1，劉 媛1

（1.國(guó)家測(cè)繪地理信息局第一地理信息制圖院，陜西 西安 710054）

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是從地理空間的角度對(duì)我國(guó)國(guó)情國(guó)力的一種綜合展示，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖可以直觀地反映我國(guó)自然與人文要素的演變規(guī)律，為科學(xué)管理決策提供可靠依據(jù)。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖根據(jù)表達(dá)的要素分為基礎(chǔ)性和專題性兩類，從地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題出發(fā)，就國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析挖掘、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖內(nèi)容設(shè)計(jì)、編制等方面進(jìn)行探索，總結(jié)出適合于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖表達(dá)的技術(shù)流程，為后期常態(tài)化地理國(guó)情監(jiān)測(cè)提供借鑒。

地理國(guó)情；統(tǒng)計(jì)分析；數(shù)據(jù)挖掘；監(jiān)測(cè)專題圖

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是綜合利用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，結(jié)合各時(shí)期測(cè)繪成果檔案，對(duì)地形、水系、濕地、冰川、沙漠、地表形態(tài)、地表覆蓋、道路、城鎮(zhèn)等要素進(jìn)行動(dòng)態(tài)和定量化、空間化的監(jiān)測(cè)，并統(tǒng)計(jì)分析其變化量、變化頻率、分布特征、地域差異、變化趨勢(shì)等，形成反映各類資源、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)要素的空間分布及其發(fā)展變化規(guī)律的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、地圖圖形和研究報(bào)告等，從地理空間的角度客觀、綜合展示國(guó)情國(guó)力[1]。

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖是直觀展示地理國(guó)情成果的方式之一，如何將地理國(guó)情數(shù)據(jù)及其分析挖掘的結(jié)果在專題圖中生動(dòng)而豐富地表現(xiàn)出來(lái)，是地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖制圖的關(guān)鍵。本文以陜西省周至縣為研究對(duì)象，從資料收集及數(shù)據(jù)分析挖掘、制圖表達(dá)的技術(shù)方法等方面進(jìn)行探索和總結(jié)，為后期常態(tài)化地理國(guó)情監(jiān)測(cè)提供借鑒。

1 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)圖件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題研究

1.1 地理國(guó)情數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析挖掘

統(tǒng)計(jì)分析是指通過(guò)方案設(shè)計(jì)、資料搜集和整理，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法及有關(guān)的知識(shí)，在定性與定量結(jié)合的基礎(chǔ)上進(jìn)行的研究活動(dòng)。本項(xiàng)目利用基本統(tǒng)計(jì)方法對(duì)地表覆蓋和地理國(guó)情要素的個(gè)數(shù)、密度、長(zhǎng)度、面積及其變化（率）、位置、高程、范圍等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和評(píng)價(jià)[2]，從而反映基本的地理國(guó)情現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)。利用綜合統(tǒng)計(jì)分析方法，選擇地表覆蓋空間格局、中心城區(qū)范圍變化、坡耕地、水路網(wǎng)密度等具有區(qū)域特點(diǎn)的方面分析其分布現(xiàn)狀、變化量、變化頻率、變化趨勢(shì)等，數(shù)據(jù)分析挖掘的結(jié)果必須客觀反映研究區(qū)自然與社會(huì)發(fā)展演變規(guī)律，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)方面的公眾提供有數(shù)據(jù)、有情況、有分析的資料，為制定計(jì)劃和規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

本項(xiàng)目對(duì)周至縣2005年、2010年、2013年、2015年4期地表覆蓋和重要地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分類、分區(qū)、分段統(tǒng)計(jì)[3]，并將結(jié)果利用統(tǒng)計(jì)圖表的形式進(jìn)行匯總，直觀地反映了周至縣發(fā)展變化情況及規(guī)律。

1.2 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖設(shè)計(jì)及編制

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖可根據(jù)表達(dá)的要素內(nèi)容分為基礎(chǔ)性和專題性兩類?；A(chǔ)性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)圖側(cè)重于反映整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)地表覆蓋和地理國(guó)情要素最后一期的發(fā)展現(xiàn)狀和幾期數(shù)據(jù)之間的變化情況及發(fā)展趨勢(shì)，其類型和內(nèi)容較為單一，可分為年度專題圖和變化專題圖。專題性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)圖側(cè)重于反映影響監(jiān)測(cè)區(qū)發(fā)展變化的地物現(xiàn)狀、變化、進(jìn)程和效果等，其類型和內(nèi)容豐富多樣，可根據(jù)收集的專業(yè)資料和監(jiān)測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)分析挖掘結(jié)果擴(kuò)展專題圖內(nèi)容。

本項(xiàng)目屬于基礎(chǔ)性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)，是以地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)作為底圖數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)分析挖掘形成的圖表結(jié)果，輔以遙感影像數(shù)據(jù)、照片等，通過(guò)數(shù)據(jù)整理、圖面符號(hào)設(shè)計(jì)、制圖編輯、整飾制作、附圖附表等操作形成地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖[4]。為了豐富專題圖的表達(dá)內(nèi)容、加強(qiáng)專題圖的規(guī)范統(tǒng)一，在圖件的設(shè)計(jì)上將傳統(tǒng)地形圖制圖的統(tǒng)一性、規(guī)范性和專題圖制圖的美觀性與可讀性結(jié)合在一起，使得地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖既具有個(gè)性風(fēng)格又繼承地圖的傳統(tǒng)。

本項(xiàng)目參考《GB/T 20257．3 國(guó)家基本比例尺地圖圖式第3 部分：1∶25 000 1∶50 000 1∶100 000 地形圖圖式》和《地理國(guó)情普查圖技術(shù)規(guī)定（征求意見(jiàn)稿）》，在ArcGIS和Font Creator軟件中設(shè)計(jì)和制作地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖的符號(hào)和注記[5-6]。然后在ArcGIS中進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析和符號(hào)化，最終在Illustrator軟件中完成地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖編制，形成的專題圖成果兼具實(shí)用性和美觀性，可以直觀地反映區(qū)域現(xiàn)狀及變化規(guī)律，為實(shí)行宏觀調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

2 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖制作

2.1 數(shù)據(jù)采集

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是統(tǒng)計(jì)分析和專題圖制作的重要數(shù)據(jù)源。本項(xiàng)目利用2005年（一期）、2010年（二期）歷史存檔航空、航天影像資料、基礎(chǔ)地理信息成果資料及相關(guān)部門(mén)專題資料，2013年（三期）、2015年（四期）地理國(guó)情普查成果，開(kāi)展4期地表覆蓋和重要地理國(guó)情要素及其變化的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)。流程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)采集流程

2.2 統(tǒng)計(jì)分析

本項(xiàng)目采用第一次全國(guó)地理國(guó)情普查基本統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)陜西省周至縣2005年、2010年、2013年和2015年4期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中點(diǎn)、線、面等幾何特征類型和地理實(shí)體對(duì)象按照地表覆蓋和地理國(guó)情要素分類指標(biāo)體系對(duì)個(gè)數(shù)、長(zhǎng)度、面積及占比進(jìn)行匯總和分析[2]，用于定量描述4個(gè)監(jiān)測(cè)期和3個(gè)變化監(jiān)測(cè)時(shí)段的地表覆蓋和地理國(guó)情要素現(xiàn)狀特征及其變化情況。以地表覆蓋一級(jí)類面積及其變化率為例進(jìn)行分析，結(jié)果如表1所示。

表1 2005～2015地表覆蓋一級(jí)類面積變化及其變化率統(tǒng)計(jì)表

為了豐富專題圖的表達(dá)內(nèi)容，僅對(duì)地表覆蓋和地理國(guó)情要素進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要根據(jù)縣域特點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)文字和經(jīng)濟(jì)人文資料進(jìn)行綜合分析。本項(xiàng)目選取地表覆蓋空間格局、主城區(qū)房屋建筑區(qū)空間分布、坡耕地分布、水網(wǎng)路網(wǎng)密度等典型要素，對(duì)不同監(jiān)測(cè)期和不同監(jiān)測(cè)時(shí)段的演變規(guī)律進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析。為周至縣圖斑數(shù)增多且形狀趨于復(fù)雜、主城區(qū)主要擴(kuò)展方向?yàn)槲髂戏较?、因西部大開(kāi)發(fā)實(shí)施及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整導(dǎo)致坡耕地減少等實(shí)質(zhì)性結(jié)論提供數(shù)據(jù)支持。以主城區(qū)房屋建筑空間分布變化面積及變化率、坡耕地的面積變化及變化率為例進(jìn)行分析，結(jié)果如表2、3所示。

表2 2005～2015主城區(qū)八方向面積變化及年變化率統(tǒng)計(jì)表

表3 2005～2015不同坡度帶內(nèi)耕地面積及占比年變化率統(tǒng)計(jì)表

2.3 圖件制作

對(duì)2005～2015年4期地表覆蓋和地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)及其變化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行符號(hào)化，再將統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果利用餅狀圖、柱狀圖、雷達(dá)圖等多種統(tǒng)計(jì)圖形進(jìn)行可視化表示[7]，再輔以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、遙感影像成果等編制形成地理國(guó)情監(jiān)測(cè)年度專題圖和變化監(jiān)測(cè)專題圖。技術(shù)流程為：①資料分析和整理。②在總體要求下進(jìn)行圖幅設(shè)計(jì)，包括內(nèi)容的選取、統(tǒng)計(jì)分析方法、確定專題內(nèi)容的表示方法、統(tǒng)計(jì)圖表的設(shè)計(jì)、圖幅整飾設(shè)計(jì)等。③編制形成地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖。制作流程如圖2所示。

圖2 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)圖件設(shè)計(jì)流程

根據(jù)本文地理國(guó)情普查專題圖的制作流程，編制的周至縣地理國(guó)情監(jiān)測(cè)年度專題圖和變化監(jiān)測(cè)專題圖中部分專題圖和相關(guān)整飾要素如圖3、4所示。

3 結(jié) 語(yǔ)

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖是將海量的地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析后，以可視化的方式直觀地表達(dá)出來(lái)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政府決策提供服務(wù)的產(chǎn)品。本文選取陜西省周至縣作為地理國(guó)情監(jiān)測(cè)專題圖制作實(shí)驗(yàn)區(qū)，探討利用地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和挖掘形成圖表、附圖，再結(jié)合傳統(tǒng)地形圖規(guī)范，以統(tǒng)一符號(hào)化底圖的方式制作地理國(guó)情監(jiān)測(cè)年度專題圖和地理國(guó)情監(jiān)測(cè)變化專題圖，可以在未來(lái)的國(guó)情監(jiān)測(cè)圖件制作中推廣應(yīng)用。但如何將海量地理國(guó)情監(jiān)測(cè)信息更加精煉地綜合表達(dá)到一張圖，以及如何通過(guò)其他可視化方法表達(dá)還需要進(jìn)一步研究。

圖3 地理國(guó)情要素監(jiān)測(cè)圖

圖4 2005～2015年地表覆蓋變化監(jiān)測(cè)圖

[1] GDPJ 01-2013,地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)[S]．

[2] GDPJ 02-2013,地理國(guó)情普查基本統(tǒng)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S]．

[3] 劉耀林,何建華．地理國(guó)情多層次統(tǒng)計(jì)分析指標(biāo)體系設(shè)計(jì)[J]．地理空間信息,2014,12(3)：1-4

[4] 曹鑾,石江南,潘星．地理國(guó)情監(jiān)測(cè)圖件產(chǎn)品制作探討[J]．測(cè)繪,2015,38(3)：137-140

[5] GB/T 20257．3,國(guó)家基本比例尺地圖圖式第3 部分：1∶25000 1∶50000 1∶100000 地形圖圖式[S]．

[6] 國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)地理國(guó)情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室,《地理國(guó)情普查圖技術(shù)規(guī)定（征求意見(jiàn)稿）》[S]．

[7] 何建寧,王輝,王莉莉,等．地理國(guó)情監(jiān)測(cè)圖集的設(shè)計(jì)研究[J]．測(cè)繪技術(shù)裝備,2013,15(4)：35-38

P285

B文章編號(hào)：1672-4623（2017）06-0041-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.06.012

2016-05-13。

張寅，碩士研究生，工程師，主要研究方向?yàn)榈乩頂?shù)據(jù)可視化。