基于GIS制图的地图美学初探

杨勇　江浏光艳　+蓝婷

摘要：随着计算机技术的发展和应用，制图技术发展迅速,地图产品的产量也大幅增长，各种专业制图软件的应用促使制图周期缩短，简化了大量的、重复性的体力劳动，在一定程度上实现了制图自动化。但是，具有良好的观赏性和阅读性的精品地图还是少之又少，大多数的地图都是千篇一律。本文从符号的选取、色彩的搭配以及注记的合理安排方面，对基于GIS的地图美学研究进行了思考，试图将GIS与地图美学结合，探寻地图制图艺术性。

关键词：地图美学；GIS；数据处理；地图设计

1引言

目前，地图越来越多的参与到公众的日常生活中。伴随着社会经济的不断发展，物质生活水平的提高不可避免的反应在公众的精神层面上。因此，地图枯燥的表现形式、呆板的用色风格和单一的符号种类已经完全不能满足人们对于地图的要求。取而代之的是追求一种视觉上的美的享受，这就要求地图生产者要具有较高的美学素养，进一步提高地图的阅读性和观赏性，创造地图的艺术感染力。

随着GIS技术的发展，为地图与美学的结合提供了更多的可能性，国内外的部分学者在地图美学方面进行了研究，如：曹冰、付红贝、潘志超（2011年），地图设计中的美学研究；毛玉柱，宋国民，李海洋，王宝军（2010年），信息时代的地图美学研究；俞连笙（1990年），地图科学与美学的融合；李安波，林冰仙，闾国年，洪璐（2010年），地图美学及其可视性质量评测综述等。对美学之于地图制作的重要性进行了阐述，概括了地图美学发展的趋势，论证了地图与美学结合的可能性。本文拟在上述学者论述的基础上，以案例分析的形式，讨论在使用GIS进行制图中应当遵循的美学原则。

2地图美学

美学是研究美、美感和审美关系的学科。地图美学是美学理论在地图学领域应用的产物，是地图学与美学之间的边缘学科。

对于地图来讲，进行信息传输是它的一项基本功能。即通过合理使用地图语言，将信息准确地传递给用图者。而对地图美学的研究，则能指导我们更好的运用地图语言表达地图所要传输的信息。也能为地图的阅读者提供一种良好的用户体验。

3GIS与地图美学的联系

现代地图学与GIS具有非常密切的关系。GIS的发展很好地适应了大数据时代的来临，不仅可以用来管理海量的、多源的、多结构的数据，还为制图者提供了一个强大的工具，这个工具可以很好的帮助制图者进行数据的存储、评价以及分析，从而使得地图美学和GIS的结合具备了可能性，能为公众设计出具有良好的观赏性和阅读性的地图。

3.1地理数据的处理美

数据的处理是地图制作中关键的第一步。亚马逊前任首席科学家Andreas Weigend 说过：“数据是新的石油”。虽然，这句话指的是当前颇为火热的一词“大数据”（big data），但是也能从中体会的到数据的重要性，任何地图的制作假如没有数据，便可谓“巧妇难为无米之炊”。在数据处理过程中，有必要从美学的意义上对数据进行必要的筛选。其中，需要把握两个原则：①保证主要数据的完整性，即制图者要表达的核心信息的数据不能被删减。②满足①原则基础上，为了制图的视觉效果，可以对部分数据进行一定程度上的取舍。即对数据进行一定程度上的处理，例如简化、平滑、锐化等等。这些数据的处理，可以优化制图图面效果（图１）。

3.2地图设计的艺术美

3.2.1地图符号

地图符号作为一种专用的图解符号，常选用或抽象、或具体、或艺术的几何符号，通过空间定位的形式来表示各种物体与现象的性质及相互联系，是一幅地图存在的基础，在地图信息传输过程中占据着重要的地位。

洛杉矶海滨图（图2）在符号的选取上就别具匠心，符号的选取良好的呼应了地图的主题，给人以清新趣味的感受。可以说这是一幅趣味十足的地图。图中主要描绘的是洛杉矶海滨的地理现状。白色波浪形的符号表示海水，成片的蓝色表示太平洋，大海里面还有表示船只和海豚等的符号，形象生动。城市的描绘也是生趣盎然，加州大学洛杉矶分校（UCLA）、奇诺山国家公园（Chino Hills State Park）、好莱坞（Hollywood）、剧院宗教场所等著名建筑都采用同样风格的“趣味仿真”的符号表示。

图3是一幅普通的城区图，符号的选取特意向人们的生活习惯靠拢，加油站、停车场、公共卫生间、银行等兴趣点均以实际logo表达，无需任何文字说明，即可了解到所需所有信息，充分说明了地图符号的重要地位。

3.2.2地图色彩

色彩是美学理论中最主要的因素之一。色彩作为地图的一个重要视觉变量，有两大作用:①色彩能使地图的各要素层次分明，清晰易读，同时，丰富地图的表达效果，增强地图的艺术感染力。②色彩具有巨大的心理价值，成功的色彩搭配能引起读者的情感共鸣，吸引读者的阅读兴趣，从而达到传播地理信息的作用。

图4在表达“美国大寒”的主题的时候运用冷色调白色和蓝色突出了天气之寒，而恰如其分的红色和“寒”形成了鲜明的对比巧妙的给人以热的感觉。这幅图借助配色，既良好的表达了“美国大寒”的主题，也让人耳目一新。

图5在表达云南省保山市隆阳区“水资源基本情况”的主题时运用蓝色系表达隆阳区各乡镇的河网密度，这幅图利用了水资源的蓝色特性，以颜色的深浅表达了水资源的丰富程度，直观明了。

3.2.3地图注记

注记主要是配合符号来说明符号所无法表达的有关定性、定量方面的信息[2]。注记可以帮助读者更好地理解地图的内容，直接影响制图者与读者之间的信息传递效果。地图上的各种精美的注记就像美丽的音符一样，具有很高的艺术欣赏价值。注记配置中应充分考虑它的分散性和等级性，并根据实际情况，在字体、大小、位置、排列组合方式等方面进行调整，增加地图的可读性，丰富地图的表达效果，增强地图的艺术美。endprint

图2在图面左下角进对每一种标志性建筑进行了简单的说明。使得整个图面文字与图形配合得当。图4的标注与图例配合，以渐变色带进行温度渲染，图面干净、整洁。图6的标注样式与整体地图风格保持一致，以标签的形式描述了关键地点信息。

3.2.4图面设计

地图的图面设计，独立于地图内容要素的设计，但它又和地图内容要素有着密不可分的联系，两者主体和局部的关系使图面设计和内容要素相互补充。图面设计主要体现地图的整体风格，呼应地图设计的主题，包括地图的平衡和趣味中心的建立两个方面[2]。地图的平衡能使人在视觉上达到一种和谐的状态，使读者在心理上接纳并产生愉悦的感觉；趣味中心的建立可以突出地图的主次，有利于地理信息的高效传递。

图6是采用木刻样式的全球木刻地图（来自：mapbox），背景和注记都特意的用了风格复古的木刻形式来表示，地图的主题部分则运用了颜色相对较浅的咖啡色与主题相互呼应，突出了其厚重的质感，可以说这样一种从色彩到注记整体的搭配，可以经得住长时间的审美考验。

图7的7幅耕地缩减图以及1999-2014耕地面积变化柱状图和耕地扩展强度折线图中的相同年份都采用统一色调。从整体上来看，7张变化图色彩搭配协调而不突兀，整体柔和中突出个例变化。对于其中的7张间隔图来说，主题要素采用渲染填充的方式，而次要要素(本图中为：研究区域范围的乡镇界限)采用色彩鲜明的线条表达。从耕地面积变化柱状图可看出自1999-2014年，耕地在逐期缩减；在7张耕地缩减子图中，以后一期耕地叠在前一期耕地上，可清楚地看出相邻年份耕地缩减的准确位置分布。耕地面积变化则采用柱状图表达，用柱子高低直观反映了耕地的逐期递减趋势，并配以数字标记提高了数据的精准性。缩减强度则采用折线图的方式反映了前后两期数据的耕地缩减强度，从折线高低看出自2011年后4年耕地缩减强度明显高于前面1999-2009年10年的缩减强度。专题图、柱状图、折线图虽采用不同的图表展示方式，但图面设计都遵从主题鲜明、背景弱化、突出变化、整体协调的设计理念，较好地实现了制图元素的表达。

4小结

著名地图学家尹霍夫说过: 地图学不是一门纯粹的技术科学，而是一门美术倾向很强的技术科学，地图是带有强烈艺术倾向的科学作品。[2]这一观点强调了地图强烈的艺术倾向，指出了地图具有明显的艺术属性这一特征。

本文梳理GIS技术下的制图流程，从数据准备、地图设计两个环节出发，以案例分析为手段，讨论了使用美学相关理论，如何进行数据预处理，符号的选取，颜色的搭配，进一步提高地图的美学价值，为读者提供更优质的地图服务。

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