随着信息的爆炸式增长，可视化成果极大地提高了数据的易读性^[1]，信息可视化逐渐成为各个领域的焦点。信息图表凭借其强大的信息传达效果在新闻媒体等行业得到了广泛运用，逐渐成为信息可视化的有利工具。地图可视化运用动态直观的方式来表现规模庞大的、复杂的地理空间信息数据，揭示先前未知空间信息的活动^[2]。应用程序接口(application programming interface, API)和库的可用性通过信息图表使Web上的制图产品变得大众化，可以实时、交互地处理大量数据^[3]。专题地图集作为地图可视化的另一种重要表现形式，与电子地图可视化不同，其稳定、系统性的特点使其可视化存在一定困难。同时，传统表达效果已经逐渐不能满足信息化时代的需求，因此，如何在专题地图集中运用信息图表进行专题表达成为专题地图集研究的重点。

信息图表作为专题地图集重要的组成部分，它的表现效果在一定程度上传达了地图集对于地理信息知识表达的能力。国内外在专题地图集可视化过程中涌现出很多应用信息图表的优秀成果。Geo-Graphic Europe被认为是第一本欧洲信息图表地图集，通过图像、文本和图表以一种容易理解的方式揭示有趣的民族特征和统计数据^[4]。London: The Information Capital图集包含丰富的大数据可视化图组，将新型的信息图表和传统地图结合起来，生动地展现了伦敦这个信息化城市^[5]。《北京奥运场馆旅游图交通图》系列地图集在新型图示元素整合方面也具有较高的使用价值^[6]。

目前，国内外关于地图可视化中信息图表的研究主要集中在信息图表可视化算法的探讨、网络及移动电子地图中信息图表的应用等方面，面向地图集中的信息图表设计与实践的研究则相对较少。李洪省等^[7]研究了信息图表在统计地图中的智能选取方法，并研发出相应的制图模块；文献[8-11]研究了信息图表在地图集中的模型表达、应用和评价等；王海龙等^[12]设计了一种在电子地图中改进的信息图表可视化方法；文献[13-15]通过不同方法实现多种常用信息图表的自动化生成；韩嘉福^[16]对表示人口与环境变迁的地图集中信息图表的应用进行了介绍。现有研究尚未对信息图表在地图集中的运用进行系统探讨，因此，本文总结了信息图表在地图集中已有的应用成果，提出一套适用于专题地图集的信息图表分类模式和运用流程，并通过图集编制实例具体阐述信息图表的应用。

1 信息图表的表达

信息图表又被称为信息图形，它通过对信息的提炼、分析和整合，用一种高效的手段传达枯燥、繁琐的文字和数据等信息，运用简洁的图形和符号化语言呈现信息^[17]。Edward^[18]作为信息图表设计的先驱者，对信息图表的理论和设计实例进行了分析；利普顿^[19]从信息图表设计的基本原理、信息组织和视觉传达、应用载体等方面进行了充分研究。分析已有研究发现，信息图表对时间、空间等抽象化现象的表达具有文字、图片等无法达到的优势和效果。因此，在专题地图集中，信息图表与专题地图要素的配合在一定程度上可以提升专题要素表达效果，有利于专题信息传递。

对于信息图表的分类，相关学者提出了多种方法。从表现形式的角度，道格·纽瑟姆认为信息图表作为视觉工具应包括图表、图解、图形、表格、地图、列表6种分类模式；木村博之^[20]将信息图表分为图解、图表、表格、统计图、地图、图形符号。从表现内容的角度，信息图表可分为图表解析型、逻辑结构型、关系流程型、时间序列型、空间分布型^[21]。

地图集是地图的一种综合表现形式，综合各类要素，根据一定的数学法则，采用特定符号与适当形式呈现^[22]，组织结构相对固定，一般由地图、图表、图形、文字等要素组成。本文在已有地图集成果的基础上，从专题要素表达内容着手，将专题地图集中的信息图表分成地理空间型、对比分布型、时间序列型和事务关系型。结合专题地图及地图集编制规范的要求和特点，参考信息可视化轮盘特点^[23]，总结出信息图表在地图集中的主要特征：一维与多维、通俗与专业、普通化与层次感、模拟与抽象、模糊与精确、传统与创新。

2 信息图表在专题地图集中的设计与应用

1) 信息图表的设计流程。信息图表设计就是将原始资料以图形的形式展现出来，从而将信息传达给用户。在专题地图集中，信息图表设计流程可分为图 1所示的3个阶段：(1)数据处理阶段。专题地图集数据来源广泛且形式多样，为保证数据的科学性和现势性，需要对原始资料进行去噪、清洗等处理。(2)数据分析阶段。对制图数据进行地理数据的空间分析、统计数据的数理统计等，最终获得成图的专题信息。(3)数据可视化阶段。可成图的专题信息较冗余，不利于用户获取专业的信息。根据时间顺序、空间格局等对专题信息进行层次划分，确定专题之间的逻辑结构和事务关系，得到信息图表的图形雏形。最后需要在设计软件中对图形雏形进行艺术化表达，结合图集的定位和用户思维，依据整体设计风格，得到兼顾科学性和艺术性表现的信息图表。此时的信息图表具有强大的信息传递能力和艺术化的表现能力。

2) 信息图表的应用过程。有学者总结了从原始数据到可视化呈现一般要经历的4个过程：拥有什么样的数据？想表达什么样的数据信息？应该采用什么样的数据可视化方法？从图表中能获得什么样的数据信息^[24]？本文在充分考虑专题地图集特点的基础上，结合数据可视化的4个过程，总结出了基于专题地图集编制信息图表的应用过程，具体信息见图 2。

在专题地图集编制中，信息图表的应用需要经历5个过程：(1)可用的制图数据是探索的起点，通过制图可视化的技术方法将数据转化为地图图形是图集制作质量的关键^[25]，制图数据的质量对最终信息图表的表达效果具有重要影响。(2)信息图表的形式应该受制于其展现的功能，因此，希望传达的专题信息是信息图表设计的标准，决定信息图表的可视化方法。(3)信息图表可视化方法也尤为关键，由于数据类型、表达主题、信息量丰富度的差异，不同专题要素适合不同的可视化方法。(4)需要重新审视可视化后得到的信息图表是否满足制图规范，主要包括是否满足地图制作行业标准和图集编制规范两个方面。(5)从信息图表中获得的专题信息旨在从用户角度出发，对信息图表传达的信息进行判读，判断其是否满足最初希望传达的效果，这个过程可能会产生新的需求和问题。在信息图表应用过程中，这5个步骤相辅相成、相互依赖，是一个彼此不断完善的过程。

3 具体应用实例

围绕地图集的主题，使用丰富有效的信息表达方式来编制图集内容是地图集编制的基础^[26]。本文以《深圳市地图集》^[27]《21世纪海上丝绸之路沿线区域航海地图集》《中国市售水果蔬菜农药残留水平地图集》^[28]为例，详细介绍信息图表在专题地图集中的应用，充分展现信息图表在专题要素表达、平衡界面构图、增强图集视觉冲击力和艺术表现力等方面的强大优势。《深圳市地图集》是综合反映改革开放以来深圳特区辉煌发展的城市地图集，《21世纪海上丝绸之路沿线区域航海地图集》是全面反映海上丝绸之路沿线区域发展情况的区域性科研教学图集，《中国市售水果蔬菜农药残留水平地图集》是中国首部反映农产品中农药残留状况的专题性地图集。

1) 地理空间型。地理空间型信息图表是对专题内容通过空间属性进行分布特征的表达。在制作地理空间型信息图表时，准确的地理位置和空间特征是主要的，其次是信息图表视觉元素的设计选择。根据专题要素的数据特点，可以将地理空间型信息图表分为分布型信息图表和区域型信息图表。

分布型信息图表是指表示连续或非连续的分布数据的图形，主要用来呈现制图区域内某一要素的空间分布属性，其表现样式主要有密度图、热力图等。图 3所示的密度图示意图简化了图面中的点位数据，在保证信息传递能力的同时增加了艺术表现力。图 4所示的热力图示意图将离散的点数据连续化，清晰地呈现出专题内容的分布特征。

区域型信息图表对某一专题要素赋予区域位置特征，可以赋予非地理数据空间特性，多以分区图表、定位图表等样式呈现。分区图表适用于表现区域分布特征的专题内容；定位图表适用于表现点位分布特征的专题内容。图 5所示的分区图表示意图可以清晰地展现农药占比情况，同时采用环形图表能形象直观地展示样本数量。

2) 对比分布型。对比分布型信息图表对由多个类别变量构成的专题内容采用对比手法进行呈现，主要用来表现专题要素不同属性的定量或定性差异。传统统计图表有利于数值型要素的对比表达，由传统图表衍生出的信息图表在对比分布型要素上具有较好的表达效果。按照信息图表的数学参考，可将对比分布型信息图表分为以极坐标系表示的信息图表和以直角坐标系表示的信息图表。

极坐标系表示的信息图表多以圆弧形状展现，传递给用户圆润饱满的力量感，其可视化形式有雷达图、径向柱图、扇形图等。图 6所示的雷达图为环状，能够利用有限幅面表达足够多的统计单元，用户可以轻松地对多个统计单元进行择优或排序^[29]。图 7所示的径向柱图通过同心圆网格来绘制柱形图，用径向不同柱子的高度来映射和对比数值。

直角坐标系表示的信息图表多为规则的矩形，以简洁的形式传达出丰富内容，其可视化形式主要有气泡图、箱线图、点阵图等。图 8的气泡图中，气泡的大小直观地展现不同属性的数量对比情况，其外观简洁、舒适，在保证信息量的同时，可以与大部分投影的地图形状保持视觉平衡。

3) 时间序列型。时间序列型信息图表对某一专题内容采用时间轴的方式进行特征描述，用来表现一定时间跨度内的专题要素。时间序列型信息图表多以时间为主线，以数据变化为辅助要素，根据时间可划分为时代跨度、年跨度、月跨度、日跨度等；根据表现的专题数据形式可划分为连续性时间序列信息图表、非连续性时间序列信息图表、周期性时间序列信息图表。时间序列型信息图表有助于观察专题内容随时间推移的发展趋势或直观地反映周期变化，便于用户探索变化的影响因素。

图 9为堆积面积图，强调了各个国家地震频次随时间变化的程度，能够引起用户对于各个国家地震频次变化趋势的注意。不同色彩填充的面积图可以反映不同国家的对比情况。图 10为组合统计图表，也可以呈现时间序列的变化，将扇形图作为时间变化轴，赋以时间特征，内部置以特殊形状的条形图，赋以数量变化特征，突破了传统统计数据图表的局限。

4) 事务关系型。事务关系型信息图表是对由多种存在逻辑关系的要素组成的专题内容的呈现。逻辑关系主要有包含关系、并列关系、互补关系等。事务关系型信息图表旨在向用户传达专题要素之间的功能关系，弱化了要素之间的数量特征。图 11为桑葚图，能表达专题内容之间清晰的层次关系和归属关系，使用户直观地了解指标体系的组成及比例分配。可用图 12所示的弦图来表现石油贸易关系，颜色代表流向，连接线的宽度代表石油贸易值。它将复杂的石油贸易关系图形化地呈现给用户，加强了用户的记忆和理解。

4 结束语

本文对已有专题地图集中的信息图表进行分析梳理，并且对已有数据可视化过程进行研究，归纳总结了地图集中信息图表的4种分类模式，提出了适合专题地图集的信息图表设计流程与应用过程，并对现有地图集中的信息图表成果进行了展示。本文研究成果可为今后专题地图集中的信息图表的设计提供参考，为当下地图集的视觉艺术化发展提供帮助。但是本文研究成果缺乏普遍性的用户反馈，在专题地图集的普适性方面有待进一步探索实践。