鮑秀武，毛浩杰，戴蓉蓉，黃金梅

（1.常州市測(cè)繪院，江蘇 常州 213003）

常州在開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化新征程的歷史節(jié)點(diǎn)上，組織編制《龍城經(jīng)緯·奮進(jìn)時(shí)空——常州市地圖集》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《圖集》），共7大篇章、40幅地圖、48個(gè)信息圖表、157張圖片，并同步推出“圖說(shuō)常州”微信小程序版本?！秷D集》是一部集實(shí)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(jìn)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(jì)、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(jì)

1.1 圖集編制技術(shù)流程

一部綜合性城市地圖集是人類(lèi)認(rèn)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(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它將地圖設(shè)計(jì)、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(zhǎng)補(bǔ)短、靈活應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)[3-4]。

1.2 開(kāi)本設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

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

《圖集》中的地理底圖分為中國(guó)地圖、長(zhǎng)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(guó)地圖采用自然資源部發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)地圖，長(zhǎng)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(wàn)，常州市城區(qū)地圖比例尺為1∶55 萬(wàn)，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(zhǎng)三角地區(qū)地圖采用雙標(biāo)準(zhǔn)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(jì)

《圖集》按照“權(quán)威準(zhǔn)確、布勢(shì)均衡、體現(xiàn)特色、方便實(shí)用”的原則，采用地圖主圖、統(tǒng)計(jì)圖表、文字介紹以及典型圖片等多單元混合編排的方式進(jìn)行圖面與版式設(shè)計(jì)，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(lèi)型的圖文元素混合編排，文字簡(jiǎn)潔精練、配置靈活，統(tǒng)計(jì)圖表簡(jiǎn)潔易讀，色彩層次分明[5]。圖集設(shè)置扉頁(yè)、版權(quán)頁(yè)、序、編委會(huì)與編輯部成員名單、編輯說(shuō)明、目錄、中扉、篇章頁(yè)等。

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

開(kāi)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(lán)色，代表知識(shí)、智慧，符合科教創(chuàng)新主題；第三篇章采用湖藍(lán)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(jī)，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(dòng)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(zhǎng)、未來(lái)，適合藍(lán)圖展望主題。

2）封面設(shè)計(jì)。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(chēng)，以及標(biāo)志性建筑輪廓。封底正中標(biāo)注圖集中英文名稱(chēng)，下方展示微信小程序二維碼。

3）篇章中扉?！秷D集》根據(jù)七大篇章設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)一致的中扉，主要包括圖集名稱(chēng)、篇章序號(hào)、篇章名稱(chēng)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(chēng)和圖組名稱(chēng)，底部放置頁(yè)碼，中間填充圖組內(nèi)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(duì)貼，封面上的常州市標(biāo)志性建筑輪廓使用燙銀，“地圖集”3 個(gè)字和其他線條使用燙金（玫瑰金），“常州市”3 個(gè)字使用UV 印刷。內(nèi)頁(yè)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(kāi)。

1.4 結(jié)構(gòu)內(nèi)容設(shè)計(jì)

《圖集》緊緊圍繞“國(guó)際化智造名城、長(zhǎng)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(guò)專(zhuān)題與時(shí)空的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，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(shì)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(jí)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(hù)的重要成就；第五篇章為“近悅遠(yuǎn)來(lái)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(lán)圖綻放”，科學(xué)地擘畫(huà)了常州未來(lái)的發(fā)展藍(lán)圖。

2 微信小程序開(kāi)發(fā)

地圖閱讀方式趨向“線上線下”融合，當(dāng)今的手機(jī)被稱(chēng)作“第五媒體”，是人從地理空間和社會(huì)空間進(jìn)入信息空間的“連接點(diǎn)”，線上線下一體、制圖讀圖融合將成為未來(lái)讀圖的趨勢(shì)[1]。相比于傳統(tǒng)獨(dú)立的APP和HTML專(zhuān)題網(wǎng)站，微信小程序具有體驗(yàn)更優(yōu)秀、功能更強(qiáng)大、成本更低廉、推廣更容易、場(chǎng)景更廣泛等特點(diǎn)，且不需要進(jìn)行單獨(dú)下載和安裝。國(guó)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(bǔ)充。

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

2.1 開(kāi)發(fā)框架

“圖說(shuō)常州”微信小程序開(kāi)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(kāi)發(fā)，使用騰訊官方推出的專(zhuān)門(mén)用于開(kāi)發(fā)公眾號(hào)、小程序系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具。整個(gè)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(yǔ)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(kāi)發(fā)者能夠?qū)Ｗ⒂跀?shù)據(jù)與邏輯。其設(shè)計(jì)架構(gòu)和開(kāi)發(fā)模式都類(lèi)似于Web端網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)，可以便捷地開(kāi)發(fā)輕量級(jí)程序[6]。

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

2.2 功能模塊設(shè)計(jì)

“圖說(shuō)常州”小程序功能模塊主要包括3個(gè)功能模塊：主頁(yè)面模塊、圖集目錄樹(shù)模塊、圖集展示模塊。

1）主頁(yè)面：小程序初始化頁(yè)面，包括圖片輪播效果、圖集篇章目錄、“關(guān)于我們”、審圖號(hào)等。其中，篇章介紹的鏈接對(duì)應(yīng)篇章的二級(jí)目錄，“關(guān)于我們”的鏈接對(duì)應(yīng)序、后記、資料來(lái)源、致謝等。

2）目錄樹(shù)：為圖集篇章的二級(jí)子目錄，包括每個(gè)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(duì)圖片進(jìn)行放大、縮小和旋轉(zhuǎn)操作，該頁(yè)面下可展示整個(gè)圖集目錄。

2.3 部署與展示

“圖說(shuō)常州”小程序開(kāi)發(fā)完成后，需部署到服務(wù)器上方可供社會(huì)公眾瀏覽查看?？紤]到安全、穩(wěn)定、快捷等特點(diǎn)，租用騰訊云服務(wù)器，型號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)型S6，這是騰訊云推出的新一代標(biāo)準(zhǔn)型實(shí)例，具體配置見(jiàn)表1 所示。云服務(wù)器（CVM）運(yùn)行在一個(gè)邏輯隔離的私有網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制列表和安全組，切實(shí)保證云上資源安全性，同時(shí)提供免費(fèi)的主機(jī)安全防護(hù)和DDos防護(hù)能力，能夠?yàn)椤皥D說(shuō)常州”小程序構(gòu)建安全防護(hù)體系。同時(shí)，為了保證海量用戶高并發(fā)訪問(wèn)時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，租用20 Mbps 獨(dú)立帶寬網(wǎng)絡(luò)，支持?jǐn)?shù)萬(wàn)人同時(shí)訪問(wèn)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(zhuān)題數(shù)據(jù)分級(jí)分類(lèi)技術(shù)

為確?！秷D集》內(nèi)容豐富飽滿、數(shù)據(jù)詳實(shí)準(zhǔn)確，收集資料總量超500 份，總數(shù)據(jù)量達(dá)20 GB。對(duì)這些格式復(fù)雜、形式多樣的專(zhuān)題數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)分類(lèi)篩選處理，是一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)工作，現(xiàn)勢(shì)、準(zhǔn)確、權(quán)威的數(shù)據(jù)是編制專(zhuān)題地圖的前提條件。從制圖的角度考慮，除了附帶時(shí)空信息的專(zhuān)題數(shù)據(jù)外，數(shù)據(jù)源主要有：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和數(shù)字資料、文字報(bào)告和圖片。由于所編地圖的內(nèi)容、方法和數(shù)據(jù)來(lái)源不同，需要對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行以下處理：數(shù)據(jù)的分類(lèi)處理、數(shù)據(jù)的分級(jí)處理、數(shù)量指標(biāo)的改變。專(zhuān)題數(shù)據(jù)的處理流程，如圖1所示。

圖1 專(zhuān)題數(shù)據(jù)處理流程

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)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(zhuān)題要素，形成不同的專(zhuān)題地圖。為了提高制圖統(tǒng)一性和編制效率，項(xiàng)目采用了數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)制圖技術(shù)?；贏rcGIS SDE建立圖層數(shù)據(jù)庫(kù)，ArcGIS制圖驅(qū)動(dòng)可以對(duì)空間數(shù)據(jù)某一圖層，如行政區(qū)劃面、地圖分幅框等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，設(shè)置好成圖尺寸和驅(qū)動(dòng)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(hào)庫(kù)，對(duì)要素進(jìn)行定義查詢(xún)、是否上圖等設(shè)置，并進(jìn)行地圖配圖，則可節(jié)省大量地圖符號(hào)化工作。另外，在ArcGIS環(huán)境下直接進(jìn)行圖斑更新與綜合，更加方便簡(jiǎn)捷，再通過(guò)圖斑最小上圖面積進(jìn)行篩選，使用制圖驅(qū)動(dòng)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(xiàng)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(shí)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(shí)空數(shù)據(jù)急劇增加。時(shí)空數(shù)據(jù)形式多樣，價(jià)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(diǎn)，對(duì)城市時(shí)空大數(shù)據(jù)進(jìn)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(jù)專(zhuān)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(lái)展示城市軌道交通客流量的時(shí)間序列變化情況；基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)來(lái)分析挖掘常州高速環(huán)內(nèi)不同時(shí)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(guò)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(hào)，從而生成的影像數(shù)據(jù)。珞珈一號(hào)01星是全球首顆專(zhuān)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(cè)機(jī)構(gòu)用于教學(xué)、科研、生產(chǎn)免費(fèi)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(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境，具有重要意義與應(yīng)用價(jià)值[8-9]?！秷D集》處理和應(yīng)用珞珈1 號(hào)01 星的夜間遙感影像數(shù)據(jù)來(lái)直觀反映城市的經(jīng)濟(jì)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(guò)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(hào)輻射亮度轉(zhuǎn)換公式（1）[10]，打開(kāi)柵格計(jì)算器，將公式轉(zhuǎn)換為柵格計(jì)算函數(shù)，對(duì)其進(jìn)行亮度轉(zhuǎn)換。

L=DN3/2·10-10（1）式中，L為絕對(duì)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(jì)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(yǔ)

《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(jí)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(huì)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。《圖集》的發(fā)布正值常州兩會(huì)召開(kāi)，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(shuō)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(huì)效益。

《圖集》在編制過(guò)程中采用了先進(jìn)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(shuō)明的是，數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)制圖和時(shí)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(diǎn)、基于ArcGIS進(jìn)行的半自動(dòng)處理和二次開(kāi)發(fā)，而面向所有專(zhuān)題數(shù)據(jù)，研制統(tǒng)一的智能制圖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖集“圖庫(kù)一體”、“線上線下”同步更新，將是本文下一步研究的方向。