國家經(jīng)濟(jì)地圖集基礎(chǔ)地理框架的建立

宋 鷹，劉子希，程 雄

(1. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079； 2. 武漢大學(xué)地理信息系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430079)

?

國家經(jīng)濟(jì)地圖集基礎(chǔ)地理框架的建立

宋 鷹1，2，劉子希1，程 雄1，2

(1. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079； 2. 武漢大學(xué)地理信息系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430079)

以新世紀(jì)版《中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)地圖集》的編研為背景，探討了新世紀(jì)地學(xué)研究和測繪地理信息技術(shù)條件下經(jīng)濟(jì)地圖集基礎(chǔ)地理框架建立的若干問題。針對地圖集的多尺度、多分辨率、多時態(tài)及內(nèi)容的多樣性等特點(diǎn)，通過對比與需求分析，重點(diǎn)探討了地圖集的地圖投影、比例尺與分幅、地圖定向及地理底圖的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，并最終確定了地圖集基礎(chǔ)地理框架方案。

經(jīng)濟(jì)地圖集；基礎(chǔ)地理框架；地圖投影；比例尺;地理底圖

新世紀(jì)版《中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)地圖集》(以下簡稱地圖集)是國家大地圖集系列的重要組成部分，如何運(yùn)用新世紀(jì)地學(xué)研究和測繪地理信息技術(shù)，展示我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的概貌，體現(xiàn)我國國民經(jīng)濟(jì)各部門的規(guī)模水平、比例結(jié)構(gòu)、發(fā)展速度、分布格局，以及質(zhì)量與效益，成為地圖集的編研重點(diǎn)。近10年間，隨著地圖學(xué)理論研究的不斷深入，地圖應(yīng)用與服務(wù)的廣度和深度也在不斷拓展，地圖和地圖集作品的數(shù)量和質(zhì)量在不斷擴(kuò)大和提高，面臨的變化主要體現(xiàn)在地圖內(nèi)容、形式和傳播的現(xiàn)代化[1-6]。

基礎(chǔ)地理框架作為地圖集的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，是地圖集的骨架和控制系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)的正確性與合理性將決定整個地圖集的科學(xué)性與質(zhì)量水平[6]。縱觀近年來的數(shù)字地圖制圖方面，各國地圖制圖界都在采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動制圖技術(shù)和方法，進(jìn)行地理信息的更新和地圖符號化出版工作。從地圖信息傳輸理論的角度出發(fā)，地圖學(xué)各個領(lǐng)域最終的研究目的是為了信息的有效傳輸[7]。圍繞著這一目的，本文將重點(diǎn)探討地圖集的地圖投影，比例尺、分幅與地圖定向，地理底圖設(shè)計(jì)與應(yīng)用等內(nèi)容。

1 基礎(chǔ)地理框架建立的原則與內(nèi)容

1.1 基礎(chǔ)地理框架建立的原則

新版國家經(jīng)濟(jì)地圖集的設(shè)計(jì)將秉持繼承與發(fā)展的理念，總結(jié)第二版國家經(jīng)濟(jì)地圖集和其他大型地圖集的優(yōu)勢，分析新世紀(jì)版國家經(jīng)濟(jì)地圖集的建設(shè)特點(diǎn)和實(shí)際需求，提出體現(xiàn)新世紀(jì)地學(xué)研究和測繪地理信息技術(shù)時代特點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案。針對國家經(jīng)濟(jì)地圖集多尺度、多分辨率、多時態(tài)的特點(diǎn)，需運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想來構(gòu)建基礎(chǔ)地理框架的體系結(jié)構(gòu)，建立的過程應(yīng)遵循以下原則：

1.1.1 科學(xué)性與系統(tǒng)性

地圖集是在統(tǒng)一的設(shè)計(jì)原則和編制體例下，具有協(xié)調(diào)的地圖內(nèi)容，統(tǒng)一的地圖投影、比例尺、分幅和地理底圖系統(tǒng)，和諧的裝幀形式，多幅地圖匯編成冊的地圖作品。其中，基礎(chǔ)地理框架是地圖集的骨架，疊加在其上的地圖內(nèi)容則是地圖集的“血與肉”。正確、精準(zhǔn)、適宜、先進(jìn)、體系化是基礎(chǔ)地理框架科學(xué)性與系統(tǒng)性的具體體現(xiàn)。

1.1.2 現(xiàn)勢性

現(xiàn)勢性體現(xiàn)在兩個方面：一是基礎(chǔ)地理框架要采用我國最新的坐標(biāo)與高程系統(tǒng)；二是地理底圖內(nèi)容應(yīng)具有最好的現(xiàn)勢性，以承載最新專題數(shù)據(jù)的表達(dá)。

1.1.3 統(tǒng)一協(xié)調(diào)性

經(jīng)濟(jì)地圖集多尺度、多分辨率及內(nèi)容多樣性的特點(diǎn)，均需要有統(tǒng)一的原則來規(guī)范圖集的總體設(shè)計(jì)。統(tǒng)一協(xié)調(diào)性原則可保證圖集成為一個有機(jī)的整體。基礎(chǔ)地理框架的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性體現(xiàn)在：地理坐標(biāo)系統(tǒng)與高程系統(tǒng)的唯一性；同類地圖選擇投影的一致性；比例尺體系中，不同比例尺條件下地理底圖內(nèi)容及其表達(dá)的協(xié)調(diào)性等。

1.1.4 適用性

適用性原則體現(xiàn)在：投影的選擇是否充分考慮了地圖類型、制圖區(qū)域特點(diǎn)和投影本身的特征；比例尺體系是否滿足圖集整體內(nèi)容表達(dá)的需要；不同比例尺條件下地理底圖內(nèi)容的表示是否清晰、易讀，是否會影響專題要素的表達(dá)；地圖定向是否考慮了讀者的閱讀感受等。

1.1.5 繼承與創(chuàng)新性

一本大型地圖作品能反映一個國家該時期地圖設(shè)計(jì)與制作的水平。地圖集的設(shè)計(jì)與制作是繼承性與創(chuàng)新性的統(tǒng)一體。繼承是創(chuàng)新的前提與基礎(chǔ)；而創(chuàng)造性思維是推動設(shè)計(jì)不斷進(jìn)步的重要力量。一方面，新版經(jīng)濟(jì)地圖集要繼承以往國家地圖集設(shè)計(jì)中的精華部分；另一方面，要充分運(yùn)用新世紀(jì)先進(jìn)的測繪地理信息技術(shù)，為圖集的基礎(chǔ)地理框架的建立注入新鮮血液。

1.2 基礎(chǔ)地理框架的主要內(nèi)容

地圖集基礎(chǔ)地理框架的主要內(nèi)容包括圖集數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的坐標(biāo)系統(tǒng)與高程系統(tǒng)、地圖投影、地圖定向、比例尺與分幅、地理底圖等，如圖1所示。其中，比例尺與分幅、地理底圖重點(diǎn)探討中國區(qū)域地圖(圖集的主體)。

圖1 基礎(chǔ)地理框架的主要內(nèi)容

2 坐標(biāo)系統(tǒng)與高程系統(tǒng)

大地坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)的最基本和最重要的大地測量基準(zhǔn)。為滿足現(xiàn)代中國經(jīng)濟(jì)、社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需求，我國政府于2008年7月1日起正式啟用2000國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)(CGCS 2000)作為國家法定的坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系統(tǒng)具有高精度、涵蓋全部國土、三維、地心、動態(tài)、與國際接軌等特征[8]。研究顯示，在我國境內(nèi)進(jìn)行各種比例尺地圖制作時，由于新舊坐標(biāo)系更換所導(dǎo)致的兩點(diǎn)連線的長度和方位變動都在制圖精度的許可范圍以內(nèi)，可以忽略不計(jì)。

新世紀(jì)版國家經(jīng)濟(jì)地圖集將統(tǒng)一采用CGCS 2000與1985國家高程基準(zhǔn)構(gòu)建圖集的基礎(chǔ)地理框架。

3 地圖投影

3.1 投影需求分析

地圖集投影方法的選擇將直接影響地圖的精度和地圖的使用價值[9]。經(jīng)濟(jì)地圖集由人口、自然資源等13個圖組的300幅地圖構(gòu)成，由于其內(nèi)容、比例尺、制圖區(qū)域的多樣性，地圖集的投影設(shè)計(jì)應(yīng)納入系統(tǒng)設(shè)計(jì)的范疇。整個圖集的地圖投影體系，應(yīng)考慮地圖投影設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和原則，并結(jié)合經(jīng)濟(jì)地圖集的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使經(jīng)濟(jì)地圖集的地圖投影具備科學(xué)性和一致性[10]。

經(jīng)濟(jì)地圖集的投影體系設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合考慮其制圖區(qū)域、比例尺及圖幅內(nèi)容的特點(diǎn)。

3.1.1 制圖區(qū)域特點(diǎn)

整個圖集的制圖區(qū)域包括世界區(qū)域及中國區(qū)域，其中中國區(qū)域又包含中國全域、中國陸地為主的區(qū)域(南海諸島作附圖)，以及局部典型區(qū)域。不同制圖區(qū)域的位置、形狀、主方向和面積大小對投影的需求也各不相同，因此投影方案應(yīng)結(jié)合其制圖區(qū)域的具體特點(diǎn)而定。

3.1.2 比例尺特點(diǎn)

從世界圖到中國圖，再到典型區(qū)域圖，圖集制圖區(qū)域的大小相差懸殊。此外，為了內(nèi)容表達(dá)的需要，僅中國區(qū)域的圖幅比例尺跨度就可能在1∶900萬—1∶40萬之間，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)適宜的投影方案。

3.1.3 圖幅內(nèi)容特點(diǎn)

經(jīng)濟(jì)地圖集主要反映我國經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展概況，其中大多數(shù)所表達(dá)的為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)或與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)的指標(biāo)。在設(shè)計(jì)圖幅的投影方案時，也應(yīng)考慮圖幅表達(dá)指標(biāo)的特點(diǎn)，如經(jīng)濟(jì)指標(biāo)多要求圖上面積有較正確的對比關(guān)系，此時選用等面積投影就較為合適。

3.2 投影設(shè)計(jì)方案

3.2.1 中國區(qū)域地圖投影

3.2.1.1 中國全域地圖投影方案

中國全域圖是包含了全部南海水域的中國地圖，反映我國完整的領(lǐng)土面貌，基礎(chǔ)要素主要表示國界線、省(自治區(qū)、直轄市)行政區(qū)劃界線，以及香港、澳門特別行政區(qū)界線，首都、省會及重要城市等居民地，主要的水系要素等。由于制圖區(qū)域的范圍較大，因此所選取的投影方案應(yīng)保證大多數(shù)區(qū)域的面積變形和長度變形相對較小。

等積斜方位投影與偽方位投影為中國全域圖常用的兩種投影。通常等積斜方位投影的投影中心點(diǎn)為(30°N，105°E)，該投影的長度變形和角度變形隨著遠(yuǎn)離投影中心而逐漸增加，等變形線為一系列的同心圓。該投影中，中國廣大地區(qū)長度變形在±2%以內(nèi)，最大角度變形為2.5°；局部邊緣地區(qū)長度變形為±32.5%，最大度角變形為4°。偽方位投影的投影中心為(35°N，105°E)，該投影的性質(zhì)接近于相同投影中心的等距離任意投影。該投影的最大特點(diǎn)是各種變形分布較為均勻，角度等變形線形狀與中國區(qū)域輪廓接近。角度變形值為1°的等變形線與中國大陸邊緣的形狀趨于一致。中國廣大地區(qū)的面積變形在1%左右，局部邊緣地區(qū)面積變形在2%以內(nèi)[9]。兩種投影相比，偽方位投影的最大變形值控制得較好，變形分布也更為均勻。最終中國全域圖確定采用偽方位投影，其投影中心為(35°N，105°E)。

3.2.1.2 中國地圖(南海諸島作附圖)投影方案

中國地圖(南海諸島作附圖)為本圖集的主體，圖集中超過90%的圖幅以中國地圖(南海諸島作附圖)作為制圖區(qū)域。中國大陸區(qū)域的地理位置屬中緯度沿緯線方向伸展地區(qū)，采用正軸圓錐投影較為適宜。常用于中國地圖(南海諸島作附圖)的有雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等積圓錐投影和雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等角圓錐投影。從地圖內(nèi)容來看，圖集中許多經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求圖上面積有較正確的對比關(guān)系，基于這一考慮，確定中國地圖及南海諸島附圖均采用雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等積圓錐投影。

對中國的大陸部分，投影的中央經(jīng)線常采用105°E，標(biāo)準(zhǔn)緯線分別采用φ1=+25°，φ2=+47°，在兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線上沒有任何變形。等面積投影保持了圖上面積大小的正確性。長度變形和角度變形的最大值位于中國領(lǐng)土最北緣(黑龍江省漠河以北，緯度53°33′N，經(jīng)度124°20′E)，該點(diǎn)經(jīng)線方向的變形值約為-3.716 1%，緯線方向的變形值約為+3.859 5%，角度變形值約為4.338 5°。該點(diǎn)的長度變形和角度變形均為投影變形的最大值。中國地圖(南海諸島作附圖)中，制圖區(qū)域邊緣的長度變形和角度變形值見表1，投影的變形程度滿足圖集的精度要求。

南海諸島插圖投影的中央經(jīng)線為115°E，標(biāo)準(zhǔn)緯線分別為φ1=+7°，φ2=+19°。

表1 雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等積圓錐投影參數(shù)值

3.2.1.3 典型區(qū)綜合經(jīng)濟(jì)圖投影方案

典型區(qū)綜合經(jīng)濟(jì)圖組作為新版經(jīng)濟(jì)圖集的一部分，擬分析表達(dá)國家級經(jīng)濟(jì)區(qū)的經(jīng)濟(jì)面貌及經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)。整個圖組除了兩幅索引圖需要用到全國圖幅外，其余圖幅均為區(qū)域性的經(jīng)濟(jì)帶或經(jīng)濟(jì)區(qū)。由于典型經(jīng)濟(jì)區(qū)數(shù)量多，各典型經(jīng)濟(jì)區(qū)在地圖上的地理位置、面積、大小及形狀各異，理論上可根據(jù)具體情況采用圓錐或圓柱投影，但考慮到圖集的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性要求，確定統(tǒng)一采用雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等積圓錐投影，并根據(jù)不同區(qū)域地理位置選取不同的中央經(jīng)線和標(biāo)準(zhǔn)緯線。

3.2.2 世界區(qū)域地圖投影

世界地圖基礎(chǔ)要素主要表示世界各國、重要大城市和港口的分布，為圖集的對外貿(mào)易、國際航空和遠(yuǎn)洋運(yùn)輸及工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量同世界各國比較有關(guān)的圖幅使用。

此次經(jīng)濟(jì)地圖集中，世界地圖采用任意多圓錐投影，中央經(jīng)線λ=150°，使我國位于圖幅中央。該投影為任意投影，更接近等面積性質(zhì)，其變形介于等面積與等角之間，陸地面積變形不超過60%。

4 圖集尺寸、地圖定向、比例尺與分幅

4.1 圖集開本與尺寸

圖集的開本和比例尺存在著相互制約的關(guān)系，一般情況下，開本由圖集的用途、內(nèi)容、制圖區(qū)域來確定[11]。

新版經(jīng)濟(jì)地圖集設(shè)計(jì)為4開本(370 mm×520 mm)，展開頁為對開(740 mm×520 mm)，版心尺寸為700 mm×470 mm，其展開頁尺寸如圖2所示。

4.2 地圖定向

在以往國家地圖集中，中國地圖主要有北方定向和西方定向兩種方式。出于對地圖比例尺與紙張利用關(guān)系的考慮，部分中國圖幅采用了西方定向方式。在新版經(jīng)濟(jì)地圖集設(shè)計(jì)中，本著以用戶為中心的地圖制圖與地圖信息服務(wù)的思想，并考慮到讀者的閱讀感受，圖集中的中國地圖確定統(tǒng)一采用北方定向。

圖2 新版地圖集展開頁尺寸

4.3 比例尺與分幅

4.3.1 中國區(qū)域

4.3.1.1 中國地圖(南海諸島作附圖)

中國地圖(南海諸島作附圖)是整個經(jīng)濟(jì)地圖集的主體，在圖集中所占圖幅數(shù)最多。作為國民經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表達(dá)的載體，其比例尺與圖幅分幅的選擇至關(guān)重要。在圖集的編研過程中提出了3套比例尺與分幅的預(yù)設(shè)方案，見表2。

表2 3套比例尺與分幅方案

(1) 方案1： 1∶900萬(展開頁)、1∶1400萬(單頁)、1∶2000萬(1/2單頁)。方案1與第二版經(jīng)濟(jì)地圖集保持一致。其中，1∶1400萬比例尺圖幅采用了西方定向，該定向方式存在著明顯的閱讀障礙。方案1的比例尺與分幅情況如圖3所示。

圖3 方案1的比例尺與分幅方案示意圖

(2) 方案2： 1∶1000萬(展開頁)、1∶1500萬(單頁)、1∶2000萬(1/2單頁)。方案2是以方案1為基礎(chǔ)，在底圖比例尺和分幅上的進(jìn)一步探索。在方案2中，所有比例尺的圖幅均采用了北方定向，無明顯的閱讀障礙，讀圖者的感受效果得到了提升，同時整個地圖集的地圖定向保持了一致性。存在的問題為：在1∶1000萬比例尺圖面上，主圖之外的圖面空間略大，主圖偏小，整體感覺不夠大氣；在1∶1500萬比例尺圖面上，圖幅采用了北方定向，但圖幅與圖面邊緣間距較小，圖面配置不夠合理，如圖4所示。

圖4 方案2的比例尺與分幅方案示意圖

(3) 方案3： 1∶900萬(展開頁)、1∶1200萬(展開頁)、1∶1600萬(單頁)、1∶2000萬(1/2單頁)。方案3中的中國圖形均采用了北方定向。其中，1∶900萬和1∶2000萬比例尺延續(xù)了第二版經(jīng)濟(jì)地圖集的比例尺與分幅特點(diǎn)。1∶900萬圖幅在圖面上僅有一幅中國地圖，由于是圖集中比例尺最大的中國地圖，因而適用于單個或多個指標(biāo)的詳細(xì)表達(dá)，且指標(biāo)在全國范圍內(nèi)分布十分廣泛，如自然資源、農(nóng)業(yè)資源等指標(biāo)。另外還可用于統(tǒng)計(jì)與表達(dá)單元分辨率較高的指標(biāo)，如縣級經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的表示。1∶2000萬圖幅在展開頁上可同時出現(xiàn)4幅中國地圖，適用于同一主題下的3～4個同等級的指標(biāo)表達(dá)，如城市宜居競爭力、城市宜商競爭力、城市生態(tài)競爭力和城市和諧競爭力的表示。與方案1和方案2不同的是，方案3中提出了1∶1200萬和1∶1600萬兩個新比例尺方案。在1∶1200萬比例尺圖幅中，將1∶1200萬主圖配置于展開頁右側(cè)上方，使得圖集中縫線穿過新疆與西藏區(qū)域，并注意無重要居民地被中縫線所分割；此外，在展開頁左側(cè)下方配置了一幅1∶2000萬圖幅，整個展開頁上除了1∶1200萬和1∶2000萬圖幅外，其余空檔位置可根據(jù)指標(biāo)表達(dá)的需要配置文字、圖表等內(nèi)容，或配置1～2幅1∶4000萬中國圖幅。1∶1200萬比例尺圖幅適用于主要指標(biāo)和次要指標(biāo)需要同時表達(dá)的情況，應(yīng)用1∶1200萬比例尺方案時，重要指標(biāo)配置在1∶1200萬圖幅上，相對次要的指標(biāo)配置在1∶2000萬圖幅中。1∶1600萬比例尺圖幅是以1∶1500萬比例尺圖幅為基礎(chǔ)作出適當(dāng)調(diào)整，既采用了北方定向，又保證了圖面配置的合理性。1∶1600萬比例尺圖幅適用于兩組相互關(guān)聯(lián)指標(biāo)的表達(dá)，如城市建設(shè)用地面積與城市居住用地面積兩組指標(biāo)。方案3的比例尺與分幅方案如圖5所示。

圖5 方案3的比例尺與分幅方案示意圖

經(jīng)過對比分析，新版經(jīng)濟(jì)圖集確定采用方案3的比例尺與分幅方案，其主要特點(diǎn)如下：

(1) 方案3中的中國圖形，均采用了北方定向，無明顯的閱讀障礙。

(2) 其比例尺與分幅情況，既有對第二版經(jīng)濟(jì)圖集的傳承，也有對第二版經(jīng)濟(jì)圖集的調(diào)整與改善。

(3) 從1∶900萬～1∶2000萬，該方案可滿足不同尺度的社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的表達(dá)需求。

(4) 方案3中各比例尺圖面上地圖位置合理，且圖面上均留有較大面積的空白區(qū)域，這為指標(biāo)的圖例、圖表、文字、圖片等多樣化表達(dá)提供了充足的空間。

4.3.1.2 中國全域圖(包含南海諸島)

中國全域圖(包含南海諸島)所占圖幅較少，可采用1∶1200萬比例尺(展開頁)圖幅，北方定向，如圖6所示。

圖6 中國全域圖示意圖

4.3.1.3 典型區(qū)綜合經(jīng)濟(jì)圖組

典型區(qū)綜合經(jīng)濟(jì)圖組由于各制圖區(qū)域地理位置、形狀、大小均不同，其比例尺和圖幅分幅情況視各制圖區(qū)域具體情況而定。

4.3.2 世界區(qū)域

世界地圖根據(jù)圖集的開本情況可設(shè)計(jì)3種比例

尺，即1∶5500萬(展開頁)、1∶7400(單頁)和1∶22 000萬(1/3單頁)。

5 地理底圖設(shè)計(jì)與應(yīng)用

5.1 地理底圖設(shè)計(jì)原則

地理底圖是地圖集的重要組成部分，它們承載專題信息的表達(dá)，并根據(jù)比例尺、內(nèi)容及符號設(shè)計(jì)的要求形成統(tǒng)一的系統(tǒng)。地理底圖內(nèi)容的選取和表達(dá)，主要受地圖集的主題、比例尺和統(tǒng)計(jì)單元分辨率(國家、省、地級市、縣)的影響。其基礎(chǔ)要素的表達(dá)，既要能闡明專題內(nèi)容的承載背景，有助于讀圖，又要清晰易讀，不至于干擾主題內(nèi)容。

地理底圖在設(shè)計(jì)與編繪時，應(yīng)遵守一定的原則：①底圖系統(tǒng)應(yīng)由同一種基礎(chǔ)地圖經(jīng)過比例尺縮放派生而來，不同比例尺的底圖要保證相應(yīng)內(nèi)容的一致性和延續(xù)性。②隨著比例尺的縮小，底圖內(nèi)容應(yīng)依次刪減，符號、注記和線劃的尺度也要逐步化簡：地圖比例尺較大時，底圖內(nèi)容較詳細(xì)；地圖比例尺較小時，底圖內(nèi)容要簡略些。

5.2 地理底圖派生體系

圖集的制作采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動制圖技術(shù)和方法，進(jìn)行地理底圖編制、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的分析，以及部分地圖符號化的出版工作。以中國地圖(南海諸島作附圖)為例，圖集的地理底圖以最新1∶100萬中國數(shù)字地圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)過要素選取、投影變換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、比例尺變換及數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性更新，獲得圖集編制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1∶900萬中國地圖。地理底圖內(nèi)容體系派生路線如圖7所示。

圖7 地理底圖內(nèi)容體系派生路線

地理底圖體系的設(shè)計(jì)是以圖集主題、專題指標(biāo)及圖集規(guī)格等條件為基礎(chǔ)的，在功能上要滿足不同主題下專題指標(biāo)的共性需求，但在內(nèi)容上又要體現(xiàn)與比例尺相呼應(yīng)的層次感和協(xié)調(diào)性。地圖集設(shè)計(jì)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性原則決定了地理底圖的種類和數(shù)量是有限的，不能太多。除1∶2000萬底圖外，其余3個比例尺底圖可分為帶縣界的詳細(xì)版和不帶縣界的簡略版，應(yīng)根據(jù)指標(biāo)內(nèi)容的多少及表示方法的復(fù)雜程度靈活選擇底圖類型。

5.3 地理底圖應(yīng)用原則

統(tǒng)一協(xié)調(diào)性原則是圖集地理底圖設(shè)計(jì)的基本原則，也是地圖集設(shè)計(jì)理論的精髓。但在地理底圖的設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程中，由于地理底圖的種類和數(shù)量是有限的，常常不能滿足圖集眾多指標(biāo)表達(dá)的需求。設(shè)計(jì)者面臨的最常見的問題是地理底圖要素表達(dá)的適應(yīng)性問題，主要體現(xiàn)在兩個方面：一是地理底圖內(nèi)容的數(shù)量問題，即有限的地理底圖種類是否能滿足圖集經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的多樣性表達(dá)需求；二是理底圖要素表達(dá)的視覺效果問題，地理底圖的第一功能是滿足專題信息的定位表達(dá)需求，專題信息的符號、色彩設(shè)計(jì)完成后，常常會發(fā)現(xiàn)地理底圖符號的視覺效果處于“淹沒”或“半淹沒”狀態(tài)。為解決地理底圖要素表達(dá)的適應(yīng)性問題，本文提出兩個地理底圖應(yīng)用原則，即有限綜合原則與和諧設(shè)計(jì)原則。

5.3.1 有限綜合原則

為了滿足圖集眾多指標(biāo)表達(dá)的需求，地理底圖應(yīng)用時需靈活掌握有限綜合原則，該原則涉及地理底圖內(nèi)容的二次綜合問題，即出版用地理底圖內(nèi)容的篩選問題。有限綜合原則描述為：

(1) 根據(jù)指標(biāo)表示方法的復(fù)雜程度可對地理底圖要素進(jìn)行二次選取，如關(guān)閉低等級要素的圖層，使主題內(nèi)容的表達(dá)更為清晰。

(2) 根據(jù)需要可關(guān)閉部分底圖要素的注記，如低等級的居民地注記、部分水系注記等。

有限綜合原則控制地理底圖內(nèi)容的多與少，最終目的是既要滿足專題信息的定位需求，又不影響主題內(nèi)容的清晰表達(dá)。

5.3.2 和諧設(shè)計(jì)原則

和諧設(shè)計(jì)原則涉及地理底圖內(nèi)容與專題信息表達(dá)色彩的和諧性問題。地理底圖要素的符號色彩通常清淡、素雅，位于視覺的第二層面。當(dāng)專題信息疊加上來后，底圖符號及注記有可能被“淹沒”而無法清晰地辨識，此時需要對部分較為重要的底圖內(nèi)容在色彩上進(jìn)行提升處理。這部分內(nèi)容可能與專題信息密切相關(guān)，或是專題信息的一部分。和諧設(shè)計(jì)原則包含以下兩個方面：

(1) 對部分較為重要的底圖內(nèi)容進(jìn)行色彩的提升處理，如境界顏色的提升與改變，使得專題信息的分布范圍更加突出等。

(2) 對部分底圖注記進(jìn)行色彩的提升與輪廓處理，如省會注記、省級區(qū)域注記顏色的提升，以及注記輪廓的強(qiáng)調(diào)等。

6 結(jié) 語

本文針對經(jīng)濟(jì)地圖集的多尺度、多分辨率、多時態(tài)及內(nèi)容的多樣性等特點(diǎn)，重點(diǎn)探討了地圖集基礎(chǔ)地理框架建立的若干問題，并確定了最終方案，研究結(jié)果是對地圖集統(tǒng)一協(xié)調(diào)原則的繼承與發(fā)展。

(1) 通過對比與需求分析，確定了中國全域適合采用偽方位投影，其投影中心為(35°N，105°E)；中國地圖(南海諸島作附圖)及典型經(jīng)濟(jì)區(qū)適合采用雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等積圓錐投影；世界地圖采用任意多圓錐投影，中央經(jīng)線λ=150°。

(2) 本著以用戶為中心的地圖制圖與地圖信息服務(wù)的思想，地圖集的中國地圖統(tǒng)一采用北方定向，以方便閱讀。

(3) 通過3個方案的對比分析，中國地圖(南海諸島作附圖)最終確定采用方案3的比例尺與分幅設(shè)計(jì)，即1∶900萬(展開頁)、1∶1200萬(展開頁)、1∶1600萬(單頁)和1∶2000萬(1/2單頁)。

(4) 根據(jù)地圖集設(shè)計(jì)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性原則，確定了4個比例尺系列的詳細(xì)版和簡略版兩種內(nèi)容的地理底圖，并在此基礎(chǔ)上提出了計(jì)算機(jī)制圖條件下地理底圖的應(yīng)用原則，即有限綜合原則與和諧設(shè)計(jì)原則。

[1] 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會，中國測繪地理信息學(xué)會.2014—2015測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展報告[M]. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社，2016.

[2] 王家耀，王光霞.《蘇州市影像地圖集》的設(shè)計(jì)與研制[J]. 測繪通報,2007(2)：65-69.

[3] 劉美春，張力，肖劍平.城市綜合性地圖集編制中數(shù)據(jù)處理技巧研究[J]. 測繪通報,2016(1):128-131.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0032.

[4] 李志林，張文星，張紅.數(shù)字化時代地圖概念的探討[J]. 測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報,2013,30(4):375-379.

[5] 李偉，陳毓芬，錢凌濤，等.語言學(xué)的個性化地圖符號設(shè)計(jì)[J].測繪學(xué)報，2015，44(3):323-329.

[6] 孟立秋.地圖學(xué)和地圖何去何從[J]. 測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報,2013,30(4):334-342.

[7] 胡勝華，何宗宜.《深圳市地圖集》地理基礎(chǔ)底圖的設(shè)計(jì)與編制[J]. 測繪信息與工程,2002(3):9-11.

[8] 王家耀，孫力楠，成毅.創(chuàng)新思維改變地圖學(xué)[J].地理空間信息，2011,9(2):1-5，80.

[9] 陳俊勇.中國現(xiàn)代大地基準(zhǔn)——中國大地坐標(biāo)系統(tǒng)2000(CGCS 2000)及其框架[J].測繪學(xué)報，2008，37(3):269-271.

[10] 李書田，蘇山舞，方炳炎.中國國家普通地圖集地圖投影的選擇與設(shè)計(jì)[J]. 測繪科技動態(tài),1987(2):4-14.

[11] 中國科學(xué)院，國家地圖集編纂委員會.中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)地圖集[M].北京:中國地圖出版社，1993：13-16.

[12] 何宗宜.《深圳市地圖集》的設(shè)計(jì)研究[J]. 測繪科學(xué),2001,27(1):25-29.

Establishment of Fundamental Geographic Framework of National Economic Atlas

SONG Ying1,2，LIU Zixi1，CHENG Xiong1,2

(1. School of Resource and Environmental Sciences, Wuhan University, Wuhan 430079, China； 2. Key Laboratory of Geographic Information System, Ministry of Education，Wuhan University, Wuhan 430079, China)

In the background of the compilation and research ontheNationalEconomicAtlasofPeople’sRepublicofChina(NewCenturyEdition), this paper delved into several problems in establishing the fundamental geographic framework of the economic atlas under the technological condition of surveying and mapping, and geo-information research of the new era. Focusing on the characteristics of multi-scale, multi-resolution, multi-temporal and diversity of the atlas,the paper discussed the map projection, map scale and subdivision, map orientation, and the design of geographical base maps through comparison and demand analysis, with which the fundamental geographic framework of the atlas was determined.

economic atlas; fundamental geographic framework; map projection; scale; geographical base maps

宋鷹,劉子希，程雄.國家經(jīng)濟(jì)地圖集基礎(chǔ)地理框架的建立[J].測繪通報，2017(6)：61-67.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0191.

2016-09-06；

2017-04-12

“十二五”國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)(2013FY112800)

宋 鷹(1963—)，女，博士，副教授，主要從事數(shù)字地圖制圖理論、地圖集設(shè)計(jì)、地理信息智能化處理與表達(dá)方面的研究。E-mail：ysong818@126.com

P28

A

0494-0911(2017)06-0061-07