《常州市地圖集》的設計與編制

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社會主義現代化新征程的歷史節點上，組織編制《龍城經緯·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。《圖集》是一部集實用性、科學性和藝術性為一體的綜合性城市地圖集，采用先進的多源數據處理方法和地圖制圖工藝，以“線上線下”相結合的方式，全景式呈現常州市經濟、科技、民生、文化、生態等方面建設成就，為政府決策提供科學依據、讓廣大市民記住美麗鄉愁、給城市形象擦亮嶄新名片[1-2]。

1 圖集的設計

1.1 圖集編制技術流程

一部綜合性城市地圖集是人類認知城市的工具，也是記錄城市發展的珍貴檔案[1]。其制作完成是一個復雜的過程，它將地圖設計、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、靈活應用來實現[3-4]。

1.2 開本設計與數學基礎

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、長江三角洲區域地圖、常州市地圖、常州市城區地圖等。其中，中國地圖采用自然資源部發布的標準地圖，長江三角洲區域地圖由江蘇省基礎地理信息中心提供，常州市地圖、常州市城區地圖等均采用最新的基礎地理信息數據編制而成。常州市全域地圖比例尺為1∶40萬，常州市城區地圖比例尺為1∶55 萬，其他局部區域放大圖的比例尺不固定，地圖均為正北方向。長三角地區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 圖集樣式設計

《圖集》按照“權威準確、布勢均衡、體現特色、方便實用”的原則，采用地圖主圖、統計圖表、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計，構圖風格整體統一、協調，地圖內容與篇章主題相呼應，多種類型的圖文元素混合編排，文字簡潔精練、配置靈活，統計圖表簡潔易讀，色彩層次分明[5]。圖集設置扉頁、版權頁、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、風格呼應。

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、綠色、生機，與生態主題息息相關；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）封面設計。封面主要體現常州元素，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》根據七大篇章設計結構一致的中扉，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。圖廓采用統一的風格結構，頂部展示篇章名稱和圖組名稱，底部放置頁碼，中間填充圖組內容，顏色采用篇章主題色。

5）裝幀印刷。《圖集》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 結構內容設計

《圖集》緊緊圍繞“國際化智造名城、長三角中軸樞紐”的常州城市發展定位，突破傳統分幅編排方式，通過專題與時空的協同聯動，形成七大篇章：第一篇章為“襟江帶湖脈通八方”，多層次呈現了常州的交通區位和城市概貌；第二篇章為“科教興市創新為壤”，多角度展現了常州在培育創新主體、搭建創新載體、厚植創新生態、集聚創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智造體系及園區、上市企業、規上企業和星級企業的發展情況；第四篇章為“水秀山青生態綠廊”，全方位體現了常州山水資源的分布情況和生態保護的重要成就；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、品質民生的城市名片；第七篇章為“中軸崛起藍圖綻放”，科學地擘畫了常州未來的發展藍圖。

2 微信小程序開發

地圖閱讀方式趨向“線上線下”融合，當今的手機被稱作“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]。相比于傳統獨立的APP和HTML專題網站，微信小程序具有體驗更優秀、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》基于綠色環保理念以及閱讀便捷需求，同時開發了在線瀏覽版本——“圖說常州”微信小程序，與《圖集》同步發布上線，社會公眾可以在手機微信上隨時隨地閱覽、轉發地圖集小程序。

2.1 開發框架

“圖說常州”微信小程序開發，主要由客戶端和服務器端兩部分組成。

1）客戶端的開發，使用騰訊官方推出的專門用于開發公眾號、小程序系統的開發工具。整個小程序框架系統分為兩部分：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據傳輸和事件系統，讓開發者能夠專注于數據與邏輯。其設計架構和開發模式都類似于Web端網頁開發，可以便捷地開發輕量級程序[6]。

2）服務器端的開發，使用IntelliJ IDEA 2020作為開發平臺。聯合采用Vue.js+SSM作為開發框架，Vue.js是一套構建用戶界面的漸進式框架，該框架只關注視圖層，采用自底向上增量開發的設計。SSM框架集由Spring、SpringMVC、MyBatis 3 個開源框架整合而成，常作為數據源較簡單的web項目的框架。

2.2 功能模塊設計

“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、“關于我們”、審圖號等。其中，篇章介紹的鏈接對應篇章的二級目錄，“關于我們”的鏈接對應序、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”小程序開發完成后，需部署到服務器上方可供社會公眾瀏覽查看。考慮到安全、穩定、快捷等特點，租用騰訊云服務器，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。云服務器（CVM）運行在一個邏輯隔離的私有網絡中，通過網絡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”小程序構建安全防護體系。同時，為了保證海量用戶高并發訪問時系統的穩定性，租用20 Mbps 獨立帶寬網絡，支持數萬人同時訪問不卡頓。

表1 騰訊云服務器配置

3 圖集的技術創新

3.1 專題數據分級分類技術

為確保《圖集》內容豐富飽滿、數據詳實準確，收集資料總量超500 份，總數據量達20 GB。對這些格式復雜、形式多樣的專題數據進行分級分類篩選處理，是一項十分重要的基礎工作，現勢、準確、權威的數據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據外，數據源主要有：統計數據和數字資料、文字報告和圖片。由于所編地圖的內容、方法和數據來源不同，需要對統計數據進行以下處理：數據的分類處理、數據的分級處理、數量指標的改變。專題數據的處理流程，如圖1所示。

圖1 專題數據處理流程

3.2 數據庫驅動制圖技術

《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。為了提高制圖統一性和編制效率，項目采用了數據庫驅動制圖技術。基于ArcGIS SDE建立圖層數據庫，ArcGIS制圖驅動可以對空間數據某一圖層，如行政區劃面、地圖分幅框等進行驅動，設置好成圖尺寸和驅動比例尺，可以將空間數據批量輸出為.pdf/.jpg 等柵格數據，一次性完成地圖分幅與數據格式轉換，避免重復工作。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、是否上圖等設置，并進行地圖配圖，則可節省大量地圖符號化工作。另外，在ArcGIS環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，使用制圖驅動批量輸出變量圖斑，為后續地圖的修改、更新、完善提供了快捷的工作方式。《圖集》40 幅地圖中有22幅地圖使用了該項技術，極大地提高了制圖效率，保證了地圖統一性。

3.3 時空大數據挖掘分析技術

隨著城市的發展和物聯網技術的普及，城市的時空數據急劇增加。時空數據形式多樣，價值巨大，具有空間性、多維性、海量性、復雜性和不確定性等特點，對城市時空大數據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]。《圖集》根據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據來展示城市軌道交通客流量的時間序列變化情況；基于手機信令數據來分析挖掘常州高速環內不同時間段的人口分布情況。

3.4 夜間燈光遙感數據處理技術

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

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。轉換為ArcGIS柵格計算器可執行的函數為： Power(“Luo-Jia1-01_LR202011162981_202011151014_HDR_0000_gec.tif”,1.5)*Power(10,-10)。

亮度轉換完成后，根據常州市行政區劃數據，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 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。它是一部全方位、多角度展現常州區域地理、歷史文化、自然資源和社會發展的地圖作品，旨在打造展示、宣傳和塑造常州城市形象的新名片。《圖集》的發布正值常州兩會召開，發布后隨即向市人大、市政協代表提供近千本，為代表們參政議政提供了參考和依據。“圖說常州”微信小程序在發布后一周瀏覽量超50 000 人次。《圖集》以“線上線下”相結合的方式發布，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，保證了底圖的統一性，減輕了數據處理工作量，提高了制圖效率，豐富了地圖成果。需要說明的是，數據庫驅動制圖和時空大數據挖掘技術，均是根據空間數據的特點、基于ArcGIS進行的半自動處理和二次開發，而面向所有專題數據，研制統一的智能制圖系統，實現圖集“圖庫一體”、“線上線下”同步更新，將是本文下一步研究的方向。