基于GIS制圖的地圖美學初探

楊勇　江瀏光艷　+藍婷

摘要：隨著計算機技術的發(fā)展和應用，制圖技術發(fā)展迅速,地圖產品的產量也大幅增長，各種專業(yè)制圖軟件的應用促使制圖周期縮短，簡化了大量的、重復性的體力勞動，在一定程度上實現(xiàn)了制圖自動化。但是，具有良好的觀賞性和閱讀性的精品地圖還是少之又少，大多數(shù)的地圖都是千篇一律。本文從符號的選取、色彩的搭配以及注記的合理安排方面，對基于GIS的地圖美學研究進行了思考，試圖將GIS與地圖美學結合，探尋地圖制圖藝術性。

關鍵詞：地圖美學；GIS；數(shù)據(jù)處理；地圖設計

1引言

目前，地圖越來越多的參與到公眾的日常生活中。伴隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，物質生活水平的提高不可避免的反應在公眾的精神層面上。因此，地圖枯燥的表現(xiàn)形式、呆板的用色風格和單一的符號種類已經(jīng)完全不能滿足人們對于地圖的要求。取而代之的是追求一種視覺上的美的享受，這就要求地圖生產者要具有較高的美學素養(yǎng)，進一步提高地圖的閱讀性和觀賞性，創(chuàng)造地圖的藝術感染力。

隨著GIS技術的發(fā)展，為地圖與美學的結合提供了更多的可能性，國內外的部分學者在地圖美學方面進行了研究，如：曹冰、付紅貝、潘志超（2011年），地圖設計中的美學研究；毛玉柱，宋國民，李海洋，王寶軍（2010年），信息時代的地圖美學研究；俞連笙（1990年），地圖科學與美學的融合；李安波，林冰仙，閭國年，洪璐（2010年），地圖美學及其可視性質量評測綜述等。對美學之于地圖制作的重要性進行了闡述，概括了地圖美學發(fā)展的趨勢，論證了地圖與美學結合的可能性。本文擬在上述學者論述的基礎上，以案例分析的形式，討論在使用GIS進行制圖中應當遵循的美學原則。

2地圖美學

美學是研究美、美感和審美關系的學科。地圖美學是美學理論在地圖學領域應用的產物，是地圖學與美學之間的邊緣學科。

對于地圖來講，進行信息傳輸是它的一項基本功能。即通過合理使用地圖語言，將信息準確地傳遞給用圖者。而對地圖美學的研究，則能指導我們更好的運用地圖語言表達地圖所要傳輸?shù)男畔?。也能為地圖的閱讀者提供一種良好的用戶體驗。

3GIS與地圖美學的聯(lián)系

現(xiàn)代地圖學與GIS具有非常密切的關系。GIS的發(fā)展很好地適應了大數(shù)據(jù)時代的來臨，不僅可以用來管理海量的、多源的、多結構的數(shù)據(jù)，還為制圖者提供了一個強大的工具，這個工具可以很好的幫助制圖者進行數(shù)據(jù)的存儲、評價以及分析，從而使得地圖美學和GIS的結合具備了可能性，能為公眾設計出具有良好的觀賞性和閱讀性的地圖。

3.1地理數(shù)據(jù)的處理美

數(shù)據(jù)的處理是地圖制作中關鍵的第一步。亞馬遜前任首席科學家Andreas Weigend 說過：“數(shù)據(jù)是新的石油”。雖然，這句話指的是當前頗為火熱的一詞“大數(shù)據(jù)”（big data），但是也能從中體會的到數(shù)據(jù)的重要性，任何地圖的制作假如沒有數(shù)據(jù)，便可謂“巧婦難為無米之炊”。在數(shù)據(jù)處理過程中，有必要從美學的意義上對數(shù)據(jù)進行必要的篩選。其中，需要把握兩個原則：①保證主要數(shù)據(jù)的完整性，即制圖者要表達的核心信息的數(shù)據(jù)不能被刪減。②滿足①原則基礎上，為了制圖的視覺效果，可以對部分數(shù)據(jù)進行一定程度上的取舍。即對數(shù)據(jù)進行一定程度上的處理，例如簡化、平滑、銳化等等。這些數(shù)據(jù)的處理，可以優(yōu)化制圖圖面效果（圖１）。

3.2地圖設計的藝術美

3.2.1地圖符號

地圖符號作為一種專用的圖解符號，常選用或抽象、或具體、或藝術的幾何符號，通過空間定位的形式來表示各種物體與現(xiàn)象的性質及相互聯(lián)系，是一幅地圖存在的基礎，在地圖信息傳輸過程中占據(jù)著重要的地位。

洛杉磯海濱圖（圖2）在符號的選取上就別具匠心，符號的選取良好的呼應了地圖的主題，給人以清新趣味的感受?？梢哉f這是一幅趣味十足的地圖。圖中主要描繪的是洛杉磯海濱的地理現(xiàn)狀。白色波浪形的符號表示海水，成片的藍色表示太平洋，大海里面還有表示船只和海豚等的符號，形象生動。城市的描繪也是生趣盎然，加州大學洛杉磯分校（UCLA）、奇諾山國家公園（Chino Hills State Park）、好萊塢（Hollywood）、劇院宗教場所等著名建筑都采用同樣風格的“趣味仿真”的符號表示。

圖3是一幅普通的城區(qū)圖，符號的選取特意向人們的生活習慣靠攏，加油站、停車場、公共衛(wèi)生間、銀行等興趣點均以實際logo表達，無需任何文字說明，即可了解到所需所有信息，充分說明了地圖符號的重要地位。

3.2.2地圖色彩

色彩是美學理論中最主要的因素之一。色彩作為地圖的一個重要視覺變量，有兩大作用:①色彩能使地圖的各要素層次分明，清晰易讀，同時，豐富地圖的表達效果，增強地圖的藝術感染力。②色彩具有巨大的心理價值，成功的色彩搭配能引起讀者的情感共鳴，吸引讀者的閱讀興趣，從而達到傳播地理信息的作用。

圖4在表達“美國大寒”的主題的時候運用冷色調白色和藍色突出了天氣之寒，而恰如其分的紅色和“寒”形成了鮮明的對比巧妙的給人以熱的感覺。這幅圖借助配色，既良好的表達了“美國大寒”的主題，也讓人耳目一新。

圖5在表達云南省保山市隆陽區(qū)“水資源基本情況”的主題時運用藍色系表達隆陽區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的河網(wǎng)密度，這幅圖利用了水資源的藍色特性，以顏色的深淺表達了水資源的豐富程度，直觀明了。

3.2.3地圖注記

注記主要是配合符號來說明符號所無法表達的有關定性、定量方面的信息[2]。注記可以幫助讀者更好地理解地圖的內容，直接影響制圖者與讀者之間的信息傳遞效果。地圖上的各種精美的注記就像美麗的音符一樣，具有很高的藝術欣賞價值。注記配置中應充分考慮它的分散性和等級性，并根據(jù)實際情況，在字體、大小、位置、排列組合方式等方面進行調整，增加地圖的可讀性，豐富地圖的表達效果，增強地圖的藝術美。endprint

圖2在圖面左下角進對每一種標志性建筑進行了簡單的說明。使得整個圖面文字與圖形配合得當。圖4的標注與圖例配合，以漸變色帶進行溫度渲染，圖面干凈、整潔。圖6的標注樣式與整體地圖風格保持一致，以標簽的形式描述了關鍵地點信息。

3.2.4圖面設計

地圖的圖面設計，獨立于地圖內容要素的設計，但它又和地圖內容要素有著密不可分的聯(lián)系，兩者主體和局部的關系使圖面設計和內容要素相互補充。圖面設計主要體現(xiàn)地圖的整體風格，呼應地圖設計的主題，包括地圖的平衡和趣味中心的建立兩個方面[2]。地圖的平衡能使人在視覺上達到一種和諧的狀態(tài)，使讀者在心理上接納并產生愉悅的感覺；趣味中心的建立可以突出地圖的主次，有利于地理信息的高效傳遞。

圖6是采用木刻樣式的全球木刻地圖（來自：mapbox），背景和注記都特意的用了風格復古的木刻形式來表示，地圖的主題部分則運用了顏色相對較淺的咖啡色與主題相互呼應，突出了其厚重的質感，可以說這樣一種從色彩到注記整體的搭配，可以經(jīng)得住長時間的審美考驗。

圖7的7幅耕地縮減圖以及1999-2014耕地面積變化柱狀圖和耕地擴展強度折線圖中的相同年份都采用統(tǒng)一色調。從整體上來看，7張變化圖色彩搭配協(xié)調而不突兀，整體柔和中突出個例變化。對于其中的7張間隔圖來說，主題要素采用渲染填充的方式，而次要要素(本圖中為：研究區(qū)域范圍的鄉(xiāng)鎮(zhèn)界限)采用色彩鮮明的線條表達。從耕地面積變化柱狀圖可看出自1999-2014年，耕地在逐期縮減；在7張耕地縮減子圖中，以后一期耕地疊在前一期耕地上，可清楚地看出相鄰年份耕地縮減的準確位置分布。耕地面積變化則采用柱狀圖表達，用柱子高低直觀反映了耕地的逐期遞減趨勢，并配以數(shù)字標記提高了數(shù)據(jù)的精準性?？s減強度則采用折線圖的方式反映了前后兩期數(shù)據(jù)的耕地縮減強度，從折線高低看出自2011年后4年耕地縮減強度明顯高于前面1999-2009年10年的縮減強度。專題圖、柱狀圖、折線圖雖采用不同的圖表展示方式，但圖面設計都遵從主題鮮明、背景弱化、突出變化、整體協(xié)調的設計理念，較好地實現(xiàn)了制圖元素的表達。

4小結

著名地圖學家尹霍夫說過: 地圖學不是一門純粹的技術科學，而是一門美術傾向很強的技術科學，地圖是帶有強烈藝術傾向的科學作品。[2]這一觀點強調了地圖強烈的藝術傾向，指出了地圖具有明顯的藝術屬性這一特征。

本文梳理GIS技術下的制圖流程，從數(shù)據(jù)準備、地圖設計兩個環(huán)節(jié)出發(fā)，以案例分析為手段，討論了使用美學相關理論，如何進行數(shù)據(jù)預處理，符號的選取，顏色的搭配，進一步提高地圖的美學價值，為讀者提供更優(yōu)質的地圖服務。

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