《常州市地圖集》的設(shè)計與編制

鮑秀武，毛浩杰，戴蓉蓉，黃金梅

（1.常州市測繪院，江蘇 常州 213003）

常州在開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化新征程的歷史節(jié)點上，組織編制《龍城經(jīng)緯·奮進時空——常州市地圖集》（以下簡稱《圖集》），共7大篇章、40幅地圖、48個信息圖表、157張圖片，并同步推出“圖說常州”微信小程序版本?！秷D集》是一部集實用性、科學(xué)性和藝術(shù)性為一體的綜合性城市地圖集，采用先進的多源數(shù)據(jù)處理方法和地圖制圖工藝，以“線上線下”相結(jié)合的方式，全景式呈現(xiàn)常州市經(jīng)濟、科技、民生、文化、生態(tài)等方面建設(shè)成就，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)、讓廣大市民記住美麗鄉(xiāng)愁、給城市形象擦亮嶄新名片[1-2]。

1 圖集的設(shè)計

1.1 圖集編制技術(shù)流程

一部綜合性城市地圖集是人類認知城市的工具，也是記錄城市發(fā)展的珍貴檔案[1]。其制作完成是一個復(fù)雜的過程，它將地圖設(shè)計、資料處理、地圖編輯、圖文整飾、裝幀印刷融為一體，需要各種軟件相互配合、取長補短、靈活應(yīng)用來實現(xiàn)[3-4]。

1.2 開本設(shè)計與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

圖集成品尺寸為A4 版面（210 mm×297 mm），展開頁成圖尺寸為420 mm×297 mm，地圖內(nèi)框展開頁尺寸為390 mm×260 mm。

《圖集》中的地理底圖分為中國地圖、長江三角洲區(qū)域地圖、常州市地圖、常州市城區(qū)地圖等。其中，中國地圖采用自然資源部發(fā)布的標準地圖，長江三角洲區(qū)域地圖由江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心提供，常州市地圖、常州市城區(qū)地圖等均采用最新的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)編制而成。常州市全域地圖比例尺為1∶40萬，常州市城區(qū)地圖比例尺為1∶55 萬，其他局部區(qū)域放大圖的比例尺不固定，地圖均為正北方向。長三角地區(qū)地圖采用雙標準緯線等角圓錐投影，常州市地圖采用高斯投影。

1.3 圖集樣式設(shè)計

《圖集》按照“權(quán)威準確、布勢均衡、體現(xiàn)特色、方便實用”的原則，采用地圖主圖、統(tǒng)計圖表、文字介紹以及典型圖片等多單元混合編排的方式進行圖面與版式設(shè)計，構(gòu)圖風(fēng)格整體統(tǒng)一、協(xié)調(diào)，地圖內(nèi)容與篇章主題相呼應(yīng)，多種類型的圖文元素混合編排，文字簡潔精練、配置靈活，統(tǒng)計圖表簡潔易讀，色彩層次分明[5]。圖集設(shè)置扉頁、版權(quán)頁、序、編委會與編輯部成員名單、編輯說明、目錄、中扉、篇章頁等。

1）篇章主題色。根據(jù)各個篇章主題特點，選取不同的顏色作為篇章主題色，貫穿整個篇章的主題色、符號色彩、圖表色彩保持一致、風(fēng)格呼應(yīng)。

開篇采用熱烈紅色，給讀者以熱情、鼓舞、歡迎之意；第二篇章采用理性的藍色，代表知識、智慧，符合科教創(chuàng)新主題；第三篇章采用湖藍色，代表深邃、智能、科技等，貼合智能制造主題；第四篇章采用草綠色，代表生態(tài)、綠色、生機，與生態(tài)主題息息相關(guān)；第五篇章采用橙黃色，代表活力、動感、青春之意，符合文化旅游主題；第六篇章采用紫色，代表浪漫、幸福，與民生主題契合；第七篇章采用綠色，代表希望、成長、未來，適合藍圖展望主題。

2）封面設(shè)計。封面主要體現(xiàn)常州元素，包括行政界線輪廓、圖集中英文名稱，以及標志性建筑輪廓。封底正中標注圖集中英文名稱，下方展示微信小程序二維碼。

3）篇章中扉。《圖集》根據(jù)七大篇章設(shè)計結(jié)構(gòu)一致的中扉，主要包括圖集名稱、篇章序號、篇章名稱及拼音、篇章總體介紹等，顏色采用篇章主題色。

4）圖廓整飾。圖廓采用統(tǒng)一的風(fēng)格結(jié)構(gòu)，頂部展示篇章名稱和圖組名稱，底部放置頁碼，中間填充圖組內(nèi)容，顏色采用篇章主題色。

5）裝幀印刷?！秷D集》封面采用300 g 特種紙對貼，封面上的常州市標志性建筑輪廓使用燙銀，“地圖集”3 個字和其他線條使用燙金（玫瑰金），“常州市”3 個字使用UV 印刷。內(nèi)頁使用128 g 啞粉銅版紙雙面四色印刷。裝幀采用鎖線精裝，可完全展開。

1.4 結(jié)構(gòu)內(nèi)容設(shè)計

《圖集》緊緊圍繞“國際化智造名城、長三角中軸樞紐”的常州城市發(fā)展定位，突破傳統(tǒng)分幅編排方式，通過專題與時空的協(xié)同聯(lián)動，形成七大篇章：第一篇章為“襟江帶湖脈通八方”，多層次呈現(xiàn)了常州的交通區(qū)位和城市概貌；第二篇章為“科教興市創(chuàng)新為壤”，多角度展現(xiàn)了常州在培育創(chuàng)新主體、搭建創(chuàng)新載體、厚植創(chuàng)新生態(tài)、集聚創(chuàng)新人才等方面的重大舉措；第三篇章為“智造名城乘勢而上”，多維度反映了常州工業(yè)智造體系及園區(qū)、上市企業(yè)、規(guī)上企業(yè)和星級企業(yè)的發(fā)展情況；第四篇章為“水秀山青生態(tài)綠廊”，全方位體現(xiàn)了常州山水資源的分布情況和生態(tài)保護的重要成就；第五篇章為“近悅遠來四季流芳”，全方位體現(xiàn)了常州文化、旅游等方面的重要成就；第六篇章為“幸福有常宜居榜樣”，立體化打造了常州文明向善、品質(zhì)民生的城市名片；第七篇章為“中軸崛起藍圖綻放”，科學(xué)地擘畫了常州未來的發(fā)展藍圖。

2 微信小程序開發(fā)

地圖閱讀方式趨向“線上線下”融合，當(dāng)今的手機被稱作“第五媒體”，是人從地理空間和社會空間進入信息空間的“連接點”，線上線下一體、制圖讀圖融合將成為未來讀圖的趨勢[1]。相比于傳統(tǒng)獨立的APP和HTML專題網(wǎng)站，微信小程序具有體驗更優(yōu)秀、功能更強大、成本更低廉、推廣更容易、場景更廣泛等特點，且不需要進行單獨下載和安裝。國內(nèi)許多城市地圖集（例如《上海市地圖集》、《深圳市地圖集》等）均使用微信小程序作為圖集的線上補充。

《圖集》基于綠色環(huán)保理念以及閱讀便捷需求，同時開發(fā)了在線瀏覽版本——“圖說常州”微信小程序，與《圖集》同步發(fā)布上線，社會公眾可以在手機微信上隨時隨地閱覽、轉(zhuǎn)發(fā)地圖集小程序。

2.1 開發(fā)框架

“圖說常州”微信小程序開發(fā)，主要由客戶端和服務(wù)器端兩部分組成。

1）客戶端的開發(fā)，使用騰訊官方推出的專門用于開發(fā)公眾號、小程序系統(tǒng)的開發(fā)工具。整個小程序框架系統(tǒng)分為兩部分：邏輯層（App Service）和視圖層（View）。微信小程序提供了自己的視圖層描述語言WXML 和WXSS，以及基于JavaScript 的邏輯層框架，并在視圖層與邏輯層間提供了數(shù)據(jù)傳輸和事件系統(tǒng)，讓開發(fā)者能夠?qū)Ｗ⒂跀?shù)據(jù)與邏輯。其設(shè)計架構(gòu)和開發(fā)模式都類似于Web端網(wǎng)頁開發(fā)，可以便捷地開發(fā)輕量級程序[6]。

2）服務(wù)器端的開發(fā)，使用IntelliJ IDEA 2020作為開發(fā)平臺。聯(lián)合采用Vue.js+SSM作為開發(fā)框架，Vue.js是一套構(gòu)建用戶界面的漸進式框架，該框架只關(guān)注視圖層，采用自底向上增量開發(fā)的設(shè)計。SSM框架集由Spring、SpringMVC、MyBatis 3 個開源框架整合而成，常作為數(shù)據(jù)源較簡單的web項目的框架。

2.2 功能模塊設(shè)計

“圖說常州”小程序功能模塊主要包括3個功能模塊：主頁面模塊、圖集目錄樹模塊、圖集展示模塊。

1）主頁面：小程序初始化頁面，包括圖片輪播效果、圖集篇章目錄、“關(guān)于我們”、審圖號等。其中，篇章介紹的鏈接對應(yīng)篇章的二級目錄，“關(guān)于我們”的鏈接對應(yīng)序、后記、資料來源、致謝等。

2）目錄樹：為圖集篇章的二級子目錄，包括每個篇章的圖片和文字介紹，當(dāng)前篇章下的圖集目錄列表。

3）圖集展示：顯示已選擇篇章下具體圖集的圖片詳情，可對圖片進行放大、縮小和旋轉(zhuǎn)操作，該頁面下可展示整個圖集目錄。

2.3 部署與展示

“圖說常州”小程序開發(fā)完成后，需部署到服務(wù)器上方可供社會公眾瀏覽查看?？紤]到安全、穩(wěn)定、快捷等特點，租用騰訊云服務(wù)器，型號為標準型S6，這是騰訊云推出的新一代標準型實例，具體配置見表1 所示。云服務(wù)器（CVM）運行在一個邏輯隔離的私有網(wǎng)絡(luò)中，通過網(wǎng)絡(luò)訪問控制列表和安全組，切實保證云上資源安全性，同時提供免費的主機安全防護和DDos防護能力，能夠為“圖說常州”小程序構(gòu)建安全防護體系。同時，為了保證海量用戶高并發(fā)訪問時系統(tǒng)的穩(wěn)定性，租用20 Mbps 獨立帶寬網(wǎng)絡(luò)，支持數(shù)萬人同時訪問不卡頓。

表1 騰訊云服務(wù)器配置

3 圖集的技術(shù)創(chuàng)新

3.1 專題數(shù)據(jù)分級分類技術(shù)

為確?！秷D集》內(nèi)容豐富飽滿、數(shù)據(jù)詳實準確，收集資料總量超500 份，總數(shù)據(jù)量達20 GB。對這些格式復(fù)雜、形式多樣的專題數(shù)據(jù)進行分級分類篩選處理，是一項十分重要的基礎(chǔ)工作，現(xiàn)勢、準確、權(quán)威的數(shù)據(jù)是編制專題地圖的前提條件。從制圖的角度考慮，除了附帶時空信息的專題數(shù)據(jù)外，數(shù)據(jù)源主要有：統(tǒng)計數(shù)據(jù)和數(shù)字資料、文字報告和圖片。由于所編地圖的內(nèi)容、方法和數(shù)據(jù)來源不同，需要對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行以下處理：數(shù)據(jù)的分類處理、數(shù)據(jù)的分級處理、數(shù)量指標的改變。專題數(shù)據(jù)的處理流程，如圖1所示。

圖1 專題數(shù)據(jù)處理流程

3.2 數(shù)據(jù)庫驅(qū)動制圖技術(shù)

《圖集》中最常用的地圖底圖是常州市域圖，主要有交通、河流、行政地等基礎(chǔ)要素，以此為底圖疊加各種專題要素，形成不同的專題地圖。為了提高制圖統(tǒng)一性和編制效率，項目采用了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動制圖技術(shù)?；贏rcGIS SDE建立圖層數(shù)據(jù)庫，ArcGIS制圖驅(qū)動可以對空間數(shù)據(jù)某一圖層，如行政區(qū)劃面、地圖分幅框等進行驅(qū)動，設(shè)置好成圖尺寸和驅(qū)動比例尺，可以將空間數(shù)據(jù)批量輸出為.pdf/.jpg 等柵格數(shù)據(jù)，一次性完成地圖分幅與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，避免重復(fù)工作。更為重要的是，如果在批量輸出之前，利用已有符號庫，對要素進行定義查詢、是否上圖等設(shè)置，并進行地圖配圖，則可節(jié)省大量地圖符號化工作。另外，在ArcGIS環(huán)境下直接進行圖斑更新與綜合，更加方便簡捷，再通過圖斑最小上圖面積進行篩選，使用制圖驅(qū)動批量輸出變量圖斑，為后續(xù)地圖的修改、更新、完善提供了快捷的工作方式?！秷D集》40 幅地圖中有22幅地圖使用了該項技術(shù)，極大地提高了制圖效率，保證了地圖統(tǒng)一性。

3.3 時空大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)

隨著城市的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，城市的時空數(shù)據(jù)急劇增加。時空數(shù)據(jù)形式多樣，價值巨大，具有空間性、多維性、海量性、復(fù)雜性和不確定性等特點，對城市時空大數(shù)據(jù)進行挖掘分析能為城市治理、政府決策等提供有效的幫助[7]?！秷D集》根據(jù)專題要素的分布情況繪制熱力圖，直觀地顯示空間要素的集聚程度；基于軌道交通刷卡數(shù)據(jù)來展示城市軌道交通客流量的時間序列變化情況；基于手機信令數(shù)據(jù)來分析挖掘常州高速環(huán)內(nèi)不同時間段的人口分布情況。

3.4 夜間燈光遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)

夜間燈光影像是通過衛(wèi)星傳感器在夜間采集地球表面的火光、燈光等輻射信號，從而生成的影像數(shù)據(jù)。珞珈一號01星是全球首顆專業(yè)夜光遙感衛(wèi)星，其拍攝的夜光遙感分辨率為130 m，可面向注冊機構(gòu)用于教學(xué)、科研、生產(chǎn)免費下載使用。使用夜間燈光數(shù)據(jù)分析城市的發(fā)展，研究社會經(jīng)濟環(huán)境，具有重要意義與應(yīng)用價值[8-9]?！秷D集》處理和應(yīng)用珞珈1 號01 星的夜間遙感影像數(shù)據(jù)來直觀反映城市的經(jīng)濟發(fā)展分布情況。具體處理方法為：從武漢大學(xué)指定網(wǎng)站上下載經(jīng)過GEC 系統(tǒng)幾何糾正的江蘇省域夜間燈光遙感影像，加載到ArcGIS中，根據(jù)珞珈一號輻射亮度轉(zhuǎn)換公式（1）[10]，打開柵格計算器，將公式轉(zhuǎn)換為柵格計算函數(shù)，對其進行亮度轉(zhuǎn)換。

L=DN3/2·10-10（1）式中，L為絕對輻射校正后輻射亮度值，單位為W/(m2·sr·μm)；DN為圖像灰度值。轉(zhuǎn)換為ArcGIS柵格計算器可執(zhí)行的函數(shù)為： Power(“Luo-Jia1-01_LR202011162981_202011151014_HDR_0000_gec.tif”,1.5)*Power(10,-10)。

亮度轉(zhuǎn)換完成后，根據(jù)常州市行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，在ArcGIS 中裁剪出常州市夜間燈光影像，展示在《圖集》“光影·常州”圖組中，如圖2所示。

圖2 常州夜間燈光遙感影像

4 結(jié) 語

《圖集》為常州市首次編制的大型綜合性地圖集，在江蘇省地級市中亦屬首創(chuàng)。它是一部全方位、多角度展現(xiàn)常州區(qū)域地理、歷史文化、自然資源和社會發(fā)展的地圖作品，旨在打造展示、宣傳和塑造常州城市形象的新名片?！秷D集》的發(fā)布正值常州兩會召開，發(fā)布后隨即向市人大、市政協(xié)代表提供近千本，為代表們參政議政提供了參考和依據(jù)?！皥D說常州”微信小程序在發(fā)布后一周瀏覽量超50 000 人次?！秷D集》以“線上線下”相結(jié)合的方式發(fā)布，提高了公眾參與度，取得了較好的社會效益。

《圖集》在編制過程中采用了先進的制圖工藝和技術(shù)，保證了底圖的統(tǒng)一性，減輕了數(shù)據(jù)處理工作量，提高了制圖效率，豐富了地圖成果。需要說明的是，數(shù)據(jù)庫驅(qū)動制圖和時空大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，均是根據(jù)空間數(shù)據(jù)的特點、基于ArcGIS進行的半自動處理和二次開發(fā)，而面向所有專題數(shù)據(jù)，研制統(tǒng)一的智能制圖系統(tǒng)，實現(xiàn)圖集“圖庫一體”、“線上線下”同步更新，將是本文下一步研究的方向。