测绘地理信息   2022, Vol. 47 Issue (1): 96-101
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海岸带专题地图设计——以青岛市为例[PDF全文]
翁敏1, 申晴蕾1, 王海银2,3, 李琳2,3, 侯安业2,3    
1. 武汉大学资源与环境科学学院,湖北 武汉,430079;
2. 青岛市勘察测绘研究院,山东 青岛,266033;
3. 青岛市海陆地理信息集成与应用重点实验室,山东 青岛,266033
摘要: 海岸带是海洋经济发展的重点区域,推进陆海统筹战略需要对海岸带进行监管与评估。对海岸带的监测数据进行分析,并借助地图语言对数据分析结果进行科学表达,有助于为研究区域寻求可持续发展、助力生态文明建设提供辅助决策。针对海岸带监测需求,构建了海岸带专题地图的主题内容框架,并以青岛市为例,对海岸带专题地图主题内容框架的表达指标进行了详细说明,从版式设计、符号设计和色彩设计3个方面研究了海岸带专题地图的表达策略,为自然资源的有效利用与开发提供决策依据。
关键词: 海岸带    专题图    地图设计    
Thematic Map Design of Coastal Zone: A Case Study of Qingdao
WENG Min1, SHEN Qinglei1, WANG Haiyin2,3, LI Lin2,3, HOU Anye2,3    
1. School of Resources and Environmental Sciences, Wuhan University, Wuhan 430079, China;
2. Qingdao Surveying & Mapping Institute, Qingdao 266033, China;
3. Qingdao Key Laboratory for Sea-Land Geographical Information Integration and Application, Qingdao 266033, China
Abstract: Coastal zone is the key area for the development of marine economy, and the promotion of sea-land coordination strategy requires supervision and evaluation of the coastal zone. The analysis of coastal zone monitoring data and the scientific expression of data analysis results with map language help to provide auxiliary decisions for the study area to seek sustainable development and promote the construction of ecological civili-zation. In response to the needs of coastal zone monitoring, we construct a theme content framework of the coastal zone thematic maps. Qingdao is used to illustrate the expression in-dicators of the theme content framework of the coastal zone thematic maps. The expression strategies of the coastal zone thematic maps are illustrated from three aspects: layout de-sign, symbol design and color design. Our research is expected to provide decision-making basis for the effective utilization and development of natural resources.
Key words: coastal zone    thematic map    map design    

自然资源数据是国家重要战略信息之一,通过对信息数据的深度解读和有效利用,可以实现自然资源的合理布局、统筹规划、精准实施。海岸带作为复杂变化的地球表层自然系统[1],既是海陆跨层级生态系统交互胁迫最突出的区域[2],也是“海洋强国”和“陆海统筹”两大战略的主要实施空间,而海岸带存在海洋开发能力不足、环境质量下降、海洋经济发展滞后等一系列问题[3, 4],急需对海岸带进行监管与评估。地图具有的直观性、一览性、科学性、艺术性等使之成为数据可视化的重要手段,是辅助决策的重要工具,编制海岸带专题地图有助于决策者更高效地掌握数据特征,从而科学有效地管理海岸带空间。在目前的研究中,海岸带专题地图一般以图组的形式作为海洋地图集的一部分存在,其表达内容大多为海洋水文、气象、生物、地貌等学科科学要素[5, 6],以对监测指标的直接呈现为主,表示内容较为简单。此外,还有部分研究运用计算机制图技术、数据库技术和遥感制图技术等新技术[7]和地理分析模型,讨论海岸带区域的时空变化分析[8]。这类研究侧重对地理信息数据的分析过程,地图成果的设计表达上大多形式单一。

基于此,本文构建了海岸带专题地图的主题内容框架,并通过分析型专题地图的形式呈现海岸带的监测情况,将监测数据分析结果和专题地图表达结合起来,更有利于读图者获取数据信息,同时可为各级政府部门和有关科研机构研究分析海岸带资源及其开发利用状况提供科学的参考依据。

1 海岸带专题图的主题内容设计

目前海岸带空间发展所面临的核心问题是社会经济发展给生态环境带来的负面影响[9],如何协调人地(海)关系共同发展是海岸带空间管控的重点。因此,海岸带监管内容应主要关注3个方面:生态系统环境的现状和生态修复情况、海洋资源的开发利用与经济发展情况、人居环境与自然环境的相互作用。本文参考文献[10, 11]中有关资源监测指标的内容,构建了海岸带专题图的主题内容框架,如图 1所示。考虑到海岸带可持续发展的重点为自然与人文、陆域与海洋、经济发展与生态保护的相互关系[12],主题内容框架的一级主题设定为海岸带监管的3个主要目标,即生态保护修复、资源开发利用、人居环境优化。

图 1 海岸带专题图的主题内容框架 Fig.1 Theme Content Framework of Coastal Zone Thematic Map

对一级主题进一步细分,设置11个二级主题。选取二级主题时,需要保证其表达内容的明确性和可测性,并且能够体现所从属的一级主题的特征。生态保护修复主题中,海洋生态空间与生态保护红线主要反映各类自然保护地的管控范围;现状岸线构成反映海岸带的环境变化;生态修复实施反映岸线修复、滨海湿地修复、营造防护林等的落实情况。资源开发利用主题中,地区经济发展反映产业园区、港口经济和养殖产业等内容;淡化水资源配置反映海水淡化的开发效率与产能;海岸带地表覆盖反映该区域的生态环境演变以及土地开发利用程度。人居环境优化主题中,亲海岸线反映具有亲海功能且向公众开放的海岸线的配置情况;防灾减灾配置反映相关设施配置及抵御灾害的能力;污染防控反映海岸带地区的污染类型、污染源位置及其影响范围;海岛分布统计反映海岛资源及其开发利用情况。

2 青岛市海岸带专题图设计 2.1 青岛市地理概况及专题图内容设计

青岛市地处山东半岛南部,属温带季风气候。海岸线总长792.48 km,占山东省岸线长度的1/4,现有离岸海岛55个,海岸带资源丰富。本文以青岛市为例,研究海岸带专题图的主题内容与表达策略,研究数据主要来自2018—2019年青岛市基础性地理市情监测数据。

根据主题内容框架,从3个一级主题中各选取一个二级主题(现状岸线构成、海岸带地表覆盖和海岛分布统计)进行阐述,并设计三级主题与表达内容。案例地图的表达内容设计见表 1。三级主题表达的指标中,基础指标可通过自然资源监测数据直接获得,如岸线长度等;统计指标通过较为简单的地理分析或数理统计得到,如岸线分类统计等;分析指标通过综合运用空间统计、回归分析等技术,对地理信息进行解读获得,如地表覆盖变化动态度指数等。

表 1 案例地图的表达内容设计 Tab.1 Express Content Design of Case Maps

2.2 制图表达设计

针对海岸带专题地图表达的指标内容,从版式设计、符号设计和色彩设计3个方面进行制图表达设计,从而充分、科学地表达监测信息与模型分析的结果。

1)版式设计。海岸带专题图统一设定外图廓、图名、图例、底图等制图标准,使各二级主题之间的风格一致,辅助要素的设置标准见图 2(a)。在视觉任务层次中,最高层次任务是使读者形成对视觉对象的认知与记忆[13],选取图幅表达的主要内容作为第一层次,海岸带专题图中的主要内容通过地图形式来表现。根据F型视觉浏览模型[14],图幅的主要内容应优先排列于页面左上角和中心区域。其余次重要的信息表达位于视觉层次第二层,大多通过副图、信息图表的形式表示,其他辅助信息或相对不重要的信息表达,如图例、文字信息等,位于视觉层次第三层。

图 2 青岛市海岸带专题图的版式设计 Fig.2 Layout Design of Thematic Maps of Qingdao Coastal Zone

根据以上设计理念,现状岸线构成图的版式设计如图 2(b)所示,位于视觉层次第一层的岸线构成及分布地图位于图幅左上角,各市区现状统计图表在图幅右侧由上至下放置,其余表达统计信息的图表位于右下侧。海岸带地表覆盖图的版式设计如图 2(c)所示,表达最主要信息的两幅地图位于图幅左上角和中上部,重要性较低的信息图表排布于图幅下方和右侧。海岛分布统计图的版式设计如图 2(d)所示,位于视觉层次第一层次的海岛分布地图和海岛信息统计图表,分别在图幅左上角和右下角,对称排列的方式可以增强图幅的稳定性与平衡性,其余表达内容围绕全域地图呈发散状排列。

2)符号设计。专题地图的符号设计包括主图图面的符号的设计以及表达专题信息的独立图表的设计。在主图的表达中,对于重点地区或是需要突出显示的区域,可通过局部放大提升其视觉层次。独立图表根据表达内容的复杂程度可分为两类:①表达基础指标和统计指标的简单图表,一般以柱状图、饼状图等形式为基础;②表达复杂分析指标的图表,需要根据数据的特征选取合适的图表类型。

在案例地图中,对地图进行局部放大,可引导读者视觉注意力,如图 3(a)所示。对简单图表进行轮廓变形,与地图形状配合放置,保证图表的关联性,并增强图面的韵律感和均衡感,如图 3(b)所示。

图 3 青岛市海岸带专题图的符号设计 Fig.3 Symbol Design of Thematic Maps of Qingdao Coastal Zone

图 3(c)为信息图表色彩填充,图 3(d)为多个图表串联匹配的组合表达,两种方式均能丰富图表形式,增强视觉注意力。海岸带地表覆盖图中运用弦图表达转移矩阵的分析结果,如图 3(e)所示。弦图适用于展示数据之间的流动关系,与转移矩阵体现多种土地利用类型之间转换关系的特点相匹配。

3)色彩设计。在海岸带专题图中,地图内容以自然生态要素、海洋元素为主,色彩的选择可以从自然色彩中提取。考虑到海岸带是陆海分割的重要边界,制图设计时可以从陆域、海域两个角度进行设计。该专题图的制图目的是对自然资源监管进行辅助决策,表达内容侧重于展示地理信息及其分析结果,因此在色彩选取上以低饱和度、中等明度的色彩为主,且各色彩间的对比度不宜过强。根据地图主题,对地图的主题色、辅助色和点缀色进行选取,案例的色彩设计如表 2所示。

表 2 青岛市海岸带专题图的色彩设计 Tab.2 Color Design of Thematic Maps of Qingdao Coastal Zone

在现状岸线构成图中,图面色彩以象征砂砾、岩石等自然岸线组成成分的棕褐色为主,整体采用暖色调。在海岸带地表覆盖图中,表示土地利用情况的符号颜色应具有代表性,参考土地分类利用标准的颜色色相,并根据整体地图风格和图面效果调整饱和度与明度。在海岛分布统计图中,主图的呈现形式为淡青色的地形图,并配以浅蓝色、蓝绿色等海洋系的色彩。

2.3 专题图成果与辅助决策建议

现状岸线构成图中表达的指标内容有现状岸线构成分布、岸线构成变化统计和自然岸线保有率,设计成果见图 4。青岛自然岸线占比37.9%,符合国家“自然岸线保有率不低于35%”的规定;自然岸线占比逐年提升,说明蓝色海湾整治行动颇具成效。对于规划的建议是将拥有丰富海岸资源的黄岛区、即墨区作为自然岸线的重点开发保护对象,在保护海岸的同时加以适当开发,给予游客、市民观光游览的机会。

图 4 青岛市现状岸线构成图 Fig.4 Current Coastline Composition Map of Qingdao

海岸带地表覆盖图中表达的指标内容有地表覆盖分类与空间分布、地表覆盖的转移矩阵、地表覆盖变化动态度指数、地表覆盖程度综合指数,设计成果见图 5。青岛市海岸带的蓝绿空间占比略低,海岸带地区地表覆盖近年来逐步进入调整期。建议在开发建设过程中,协调好绿色生态保护空间与各项国土开发建设,严守生态红线,确定海洋生态保护等领域的空间关系。

图 5 青岛市海岸带地表覆盖图 Fig.5 Land Cover Map of Qingdao Coastal Zone

海岛分布统计图中表达的指标内容有海岛空间分布、海岛岸线构成、海岛基础信息统计,设计成果见图 6。海岛的地表覆盖以自然类型为主,包括种植土地、林草覆盖等,土地利用类型中人工开发利用的占比较低。因此,未来的规划可将重点放在海岛土地利用的开发潜力上。

图 6 青岛市海岛分布统计图 Fig.6 Island Distribution Statistics Map of Qingdao

3 结束语

本文以海岸带专题地图的编制为基础,在自然资源监管的背景下,构建海岸带专题地图的主题内容框架,主要包括生态保护修复、资源开发利用、人居环境优化3个一级主题和11个二级主题。同时,以青岛市海岸带专题地图为案例,对主题内容框架的表达指标进行了补充说明,选取3幅图为代表阐述其三级主题与地图表达内容的设计。在论述海岸带专题图的表达策略中,具体研究了版式设计中视觉层次理论的应用,符号设计中图表的表达方法,色彩设计中色彩选取方法。以专题图形式表达地理监测的指标内容,通过分析模型提升专题地图的科学性,其制图结果可为自然资源的有效利用与开发提供决策依据。本研究仍存在一定局限性:中国沿海城市海岸带的自然环境与社会条件各异,青岛市不足以代表所有海岸带的情况,未来还需要扩大研究区域进行实证分析,并对海岸带专题地图的制图过程进行总结与设计。

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