当前，地图学基础理论的讲授多基于纸媒地图进行，地图要素的编绘、符号设计、颜色设计技巧等实验教学内容不足^[1]。地图学专业知识较为抽象，传统课堂教学中，学习者只能依靠想像来理解相关知识概念，在知识消化、实践体验方面存在困难^[1]。结合实践教学内容，使用GIS软件模仿真实的地图制图应用场景，可以激发学习者对地图学课程的学习兴趣和探索精神。然而，传统桌面GIS软件无法广泛授权使用，无法满足学习者学习地图学理论与知识的需求^[2]。

相较于桌面GIS软件，WebGIS平台可低成本地实现便捷的地图功能，例如通过笔记本电脑或手机，使用Web浏览器或应用程序(application, APP)，可实现多用户在任意时间域和空间域进行地图数据处理和地图设计制作^[3-5]。

WebGIS平台通过Web浏览器或APP可实现丰富的地图制图和分析功能，它在用户导向分析和内容发现方面的功能已超越传统桌面GIS软件^[6]。然而，WebGIS平台的静态地图制图能力仍有不足。所以有必要结合地图学课程教学实际，对现有WebGIS平台的制图能力进行评价。此外，对于地图学课程中如何使用WebGIS平台进行教学的研究仍然很少^[3]。因此，本文对可适应地图学课程教学的WebGIS平台进行研究，以期为WebGIS平台应用到地图学实践教学中提供新的思路。

1 WebGIS地图设计与制图功能评价 1.1 WebGIS地图设计

WebGIS平台可很好地支持GIS软件设计出符合教学标准的专业知识内容，脱离复杂的桌面GIS软件，讲授让学习者感兴趣的地图学内容^[6]。以Mapbox为例，基于WebGIS平台的在线地图设计和制作过程一般包括自定义数据上传下载、调整地图的颜色方案、选择图层注记字体、地理数据的可视化等。其核心是设计不同的样式，关键是采用JSON(java script object notation)编写风格的文件(如二维平面地图和三维立体地图)，准确地编程与绘制地图要素。Mapbox样式符合开源的通用样式规范，通过Web客户端加载Mapbox GL JS代码和Mapbox静态图像API(application programming interface)，可以跨平台呈现设计和制作的地图。

在线地图的样式定义对应地图的视觉外观，决定绘制的数据内容、绘制的顺序，以及在绘制时如何对数据进行风格化。此外，样式文档是具有特定层次级别和嵌套属性的JSON对象，可定义并描述地图属性。因此，根据样式文档或样式JSON包含的样式规则，可将地图作品渲染到Web浏览器或移动设备。

1.2 WebGIS平台地图制图功能评价

WebGIS平台有多种，其地图制图功能方面的评价并无统一标准，导致评价WebGIS地图制图的研究只能局限在某个功能^[7]，或仅专注于基于WebGIS的地图应用范例，并没有真正评价WebGIS平台的地图制图功能^[8]。实际上，现有的WebGIS平台还没有针对地图学课程的实际教学环境和教学需要进行优化改进。

将WebGIS集成到教学环节的研究中，Fast等^[2]评价了现有可用的WebGIS平台在地图数据、管理、地图制图和空间分析方面的能力。首先，建立综合的评价指标(见表 1)；然后，选择4种流行的WebGIS云平台，即ArcGIS Online、Carto、Mapbox和GIS Cloud云平台；最后，根据建立的WebGIS平台评价指标，对各种WebGIS平台进行评价^{[2, 9]}。

WebGIS平台还可以根据教学目标来设计各种交互式的地图制图场景(见图 1)，帮助学习者理解地图设计与制作的每个环节，以及进行参数的修改细节，有助于学习者系统地掌握地图数学、地图概括、符号设计、专题地图制作等一系列的地图学基础知识，增强学习者的动手能力和实践教学内容的趣味性。

然而，现有的绝大多数WebGIS平台仍依赖于商业方案，更多丰富的地图设计制作功能需要额外扩展模块授权。因此，开源WebGIS平台(如MapServer、OpenLayers、Cesium等)的广泛应用对于将WebGIS平台扩展到实践教学场景意义重大。

基于开源软件的WebGIS开发，为开放、低成本的GIS应用提供了有效途径^[10]，比如采用基于PostGIS、GeoServer、OpenLayers等的WebGIS软件架构，可实现地图教学所需的地图制图功能，如地图基本操作、在线地图编辑、地图风格化输出等。

2 WebGIS地图设计教学

使用WebGIS平台完成地图设计来进行课堂教学，可增强学习者的学习兴趣^{[6, 11]}。例如，通过WebGIS平台将地图、文本和数字媒体混合形成故事地图^[12]；使用WebGIS平台开发Web地图，以培养学习者的“地理空间思维”^[13]。还可以通过使用定制的制图数据和制图接口来减少教与学的磨合或适应时间^{[14, 15]}。

通过移动端的Web应用程序，可实时将制图数据和图像以JSON样式呈现出来，如Mapbox GL使用JSON样式，将设计制作完成的多样化地图显示在Web浏览器中。根据地图制图的学习目标(见表 2)，可以确定具体的学习内容和学习步骤，将课堂内容传输到移动Web端并展示给学习者，使其切身体验真实的地图设计制作过程。

虽然WebGIS平台存在许多限制，但未来仍然很有希望替代传统桌面GIS软件，针对地图学知识点和教与学的过程进行优化开发，从而为制图人员提供简洁而直观的方法来创建、设计、制作和共享地图^[2]。值得期待的是，随着地图大数据时代的到来，未来WebGIS软件将变得足够智能^[16]，并且能提供多终端“实时”交互，以避免地图制图设计教与学过程的不协调问题。

3 结束语

本文系统地对WebGIS平台的地图制图能力进行了探究，以期将WebGIS平台引入现实的地图学实践教学。无论是GIS课程还是地图学课程，将WebGIS引入到课堂教学都很重要。互联网推动了GIS技术的蓬勃发展。因此，地图学课程实践教学中，除桌面GIS平台外，最好能结合WebGIS云平台，充分挖掘其在地图制图实践教学中的潜力。