测绘地理信息   2023, Vol. 48 Issue (1): 35-39
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自然资源地图集设计:主题内容与表达策略[PDF全文]
苏世亮1, 冯雨晴1, 王海银2,3, 李琳2,3, 侯安业2,3, 翁敏1    
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: 自然资源地图集设计逐渐成为地图学研究的热点问题之一。然而,学术界鲜有针对自然资源地图集设计主题内容与表达策略的系统研究。针对此问题,首先以生命共同体视域下的自然资源理论内涵为基础,构建了“自然地理环境-自然资源要素-生态系统服务-人地耦合”的主题内容框架,进而提出了基于仿生设计的自然资源地图集表达策略,最后结合实例说明了自然资源地图集设计的过程,旨在为自然资源地图集设计提供理论和方法参考。
关键词: 自然资源    专题地图    地图集    仿生设计    可视化    
Design of Natural Resources Atlas: Themes and Visualization Strategies
SU Shiliang1, FENG Yuqing1, WANG Haiyin2,3, LI Lin2,3, HOU Anye2,3, WENG Min1    
1. School of Resources and Environmental Sciences, 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: The design of natural resources atlas has become a hot issue of cartography. However, rare studies have discussed how to determine the theme and visualization strategies of natural resources atlas. Aiming to address this problem, we first construct the theme framework of the natural resources atlas that includes natural geographical environment, natural resource elements, ecosystem services, human-land coupling from the perspective of the life community, then propose the visualization strategies according to the bionics design principles. Finally, we demonstrate the process for designing the natural resources atlas with a case study to provide references for designing natural resources atlas in theory and in methodology.
Key words: natural resources    thematic map    atlas    bionic design    visualization    

作为自然形成的物质、能量、空间等所有资源因素的总和[1],自然资源在经济发展、社会进步、国家安全等方面扮演着重要角色。近年来,中国已初步建立起完善的自然资源要素综合观测网络,在对自然资源进行管理监测的过程中积累了海量自然资源大数据[2]。如何将这些海量自然资源监测数据有效应用于国土空间规划与治理,更好地服务社会经济发展,是社会各界都密切关注的问题。地图集作为一种空间信息载体,在展示自然资源分布格局和演变规律等方面具有天然的优势,可以有效服务于自然资源的综合管理,进而指导自然资源的合理开发与战略保护[3]。此外,自然资源地图集亦具有科普和教学的功能,有助于唤醒公众自然资源保护的责任意识。因此,自然资源地图集设计已经成为当代地图学研究的热点问题。

国内外关于自然资源地图集设计的研究还停留在初步探索阶段。文献[4]针对国土空间优化管控的需求,提出了面向自然资源统一监管的地图产品体系;文献[5]从自然资源管治、国土空间规划的角度划分地理国情普查专题地图的主题内容,构建了国情普查专题地图产品生产系统;文献[6]则以“绿水青山就是金山银山”为主题,详细阐述了《地图上的绿水青山——湖北卷》的设计风格;文献[7, 8]提出了自然资源地图集符号和信息图表设计的方法。可以看出,目前尚未有一套理论基础强、普适性高的自然资源地图集主题内容选取框架。此外,自然资源地图集设计究竟应制定怎样的表达策略,相关研究亦缺少足够的探讨。鉴于此,本文以生命共同体视域下的自然资源理论内涵为基础,构建“自然地理环境-自然资源要素-生态系统服务-人地耦合”的主题内容框架,进而提出基于仿生设计的自然资源地图集表达策略,并结合实例说明了其合理性,旨在为自然资源地图集设计提供理论和方法参考。

1 自然资源地图集的主题内容框架

作为一种系统论衍生出的哲学思想和科学方法[9],生命共同体从新时代生态文明建设的宏观视野中出发,将自然资源、地理环境和人类活动看成一个有机整体,强调三者之间的良性相互作用和交互演化,以实现人与自然和谐统一的可持续发展目标。在生命共同体的视域下去讨论、分析和诠释自然资源的理论内涵,不仅为自然资源地图集主题内容选取提供了新思路,还体现了新时代背景下生态文明建设的价值取向和国家政策导向。具体而言,生命共同体包括“山水林田湖草是一个生命共同体”[10]和“人与自然是生命共同体”两层内涵[11]。从第一层内涵来看,生态系统中各自然资源要素系统共同构成了生命共同体。这些自然资源要素系统的形成机理不同,但互有联系,存在差异性和系统性,具体体现为:①根据地域分异规律,纬度地带性、经度地带性、垂直地带性共同影响了太阳辐射和水分条件,导致水、林、田、草等多种自然要素发生分异,呈现规律性变化;非地带性的影响体现在地质构造、海陆分布等方面[12]。②根据地理环境整体性原理,生命共同体与自然地理环境紧密联系,生命共同体要素通过大气循环、水循环、地质循环等物质循环作用影响着自然地理环境[12],包括气候、土壤、降水等,自然地理环境的变化又会进一步导致生命共同体要素之间的差异,由此形成了复杂的生命共同体。从第二层内涵来看,生命共同体是人与自然和谐共生,具体体现为:①生命共同体能为人类提供多种多样、有形或无形的生态系统服务,即对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和功能,包括供给服务、调节服务、文化服务、支持服务4类[13]。其中,供给服务和文化服务给人类提供了动植物资源、微生物资源、矿产资源、旅游资源与文化资源等各类人类生存、发展所需资源,这些由山水林田湖草不同自然要素显性组成的各种有形有质的实体是生命共同体的显性体现,是自然给予人类的生命支持,是人与自然和谐共生的重要物质基础。生态系统服务的价值并不是单个或部分自然资源要素呈现出来的,而是各要素构成一个有机整体(生命共同体)后体现出来的,只要人类适度利用、合理开发自然资源,其提供的多种生态系统服务就可以长期存在、永续利用[14]。②人类作为生态系统中的一部分,和生命共同体紧密联系,人类享受着生命共同体的馈赠,其活动也会对生命共同体各要素产生影响。这些影响既可能是可持续的,也可能是不可持续的。只有当人类活动和生命共同体之间的相互作用是双方增益、共同获利时,才能可持续发展,达到人与自然和谐共生[15]

对生命共同体理论内涵的剖析为自然资源地图集主题内容划分奠定了逻辑思路,主题内容选取的逻辑思路如图 1所示:①生命共同体各要素部分的重点在于山水林田湖草等各要素的属性表达,同时应在表达以上内容时反映自然资源要素之间的动态关联性和相互作用规律;②自然资源的内涵并不局限于山水林田湖草各个单独的自然要素,还应包括与生命共同体紧密联系的自然地理环境,包括地质与地貌、土壤条件和气候资源等。同时,也应注重展示各组分与环境之间的相互作用、协同演化的关系和自然资源动态更新的过程;③生命共同体带给人类的多种多样、有形无形的生态系统服务也是表达的重点内容之一,需要展示生命共同体如何给人类提供生态系统服务、生态系统服务的功能和效益等内容;④人地耦合是自然资源地图的核心主题内容之一,需要展示相关规划和政策(如土地整治、生态保护与修复、防震减灾等)如何不断协调人地关系以实现可持续发展。基于以上论述,自然资源地图集主题内容的划分如表 1所示。需要说明的是,每个案例区都有其自身独特的自然资源本底特征和社会经济发展规律,在实际应用中应“因地制宜,按需选用”地划定二级和三级主题,以最大程度地表征自然资源的分布特征和演变规律。

图 1 主题内容选取的逻辑思路 Fig.1 Logic for Selecting the Theme Content

表 1 自然资源地图集主题内容 Tab.1 Theme Content of Natural Resources Atlas

2 自然资源地图集的表达策略

自然资源地图集一方面承担着展示数据和时空格局的功能,要直观生动地展示自然资源的分布特征和演变规律,另一方面承担着科普教学和社会教育的功能,需要引起共情,唤醒公众自然资源保护的责任意识。基于此,本文用仿生设计手法来制定自然资源地图集表达策略。仿生设计是提炼生物或自然现象的结构、功能、形态、色彩等特征信息,并将其运用到创造设计的方法[16]。其优势主要体现在以下两点:①在视觉表达上,仿生设计的灵感来源于自然,能最大限度地展现生态美学[17],更直观形象地展示自然资源的特点;②在情感需求上,仿生设计侧重体现人与自然间的情感交流和信息传递,很好地对应了“人与自然是一个生命共同体”这一内涵。在自然资源地图集设计中,仿生设计的基本工作原理为:在设计者对自然资源地图集的主题内容进行选取和筛选后,针对相关内容进行生物或自然现象原型特征的概括和提取,以此为依据进行版式、色彩、符号及图表设计,刺激读者理解、感知地图集所表达的主题内容[18],同时读者还会受到自身文化程度、心理感知、社会属性等影响,从而加深对主题内容的认识[17]。具体而言,常用的仿生设计表达策略有具象仿生设计、抽象仿生设计、意象仿生设计等[16]。具象仿生设计的可视化表达形式通常具有高度辨识性,读者可以很快辨认出它依据的原型及其背后的语意内涵,因此具有强烈的自然原生性和趣味性。具象仿生设计的设计过程不太复杂,其可视化表达形式与原型相似度较高,通常被应用在符号设计、色彩设计中。抽象仿生的可视化表达形式通常会脱离原型的具象特征,但仍然和原型有相似之处。由于抽象仿生设计过程(精简、夸张等)会融入设计者的主观情感和思想,相较于具象仿生设计,其可视化表达形式能传达更多信息,因此抽象仿生设计通常被应用在符号设计、信息图表设计等方面[19]。意象仿生设计介于具象仿生设计和抽象仿生设计之间,通常使用象征、隐喻等手法来表现特定的语意内涵[20],侧重点在于读者看到可视化表达形式之后产生的感知、联想所形成的心理意象[16]。一般来说,由于其侧重点和具象、抽象仿生设计不同,意象仿生设计的可视化表达形式很少会具体到某个符号中,意象仿生设计通常被用在版面设计中对主题内容进行编排。

3 实践案例

以青岛市自然资源地图集中《山体》一图为案例,详细说明仿生设计表达策略如何应用在地图设计中。《山体》一图的主题内容具体包括山体分布、山体面积、山体资源价值、山体范围内人类活动等。

3.1 版式设计

在版式设计中主要采用的是意象仿生设计手法。山体是陆地上的一种基本地貌类型,是空间资源、生物资源、水资源、景观资源和矿产资源叠加的重要地理空间,是人类重要的栖息地之一。该图空间数据和统计数据丰富多样,且青岛市山体分布主要集中在其东南部,因此采用水平排列型版面,以蜂巢为设计原型,重复使用大小不一的正八边形外框来进行版面分割。蜂巢图案常有“温馨的家、避风港”的含义,这样进行版面设计,不仅能让读者联想到“山体是人类重要的栖息地之一”这一信息,还能突出重点,弥补留白带来的版面失衡,整体构图效果极具空间感、层次感。版式设计如图 2所示。

图 2 版式设计 Fig.2 Design of Layout

3.2 色彩设计

在色彩设计中,主要采用的是具象仿生设计手法。地图内容以山体基本指标、山体资源价值和山体范围内人类活动为主,图上色彩可从山体要素和人类活动要素中整体抽取。由于青岛市的山体主要分布在东南部,在地图底图中有部分区域为海域,因此地图底色为代表海洋的浅蓝色和代表陆地的土灰色,主题色为代表山体的深绿色,整体色彩设计以对比调和、相衬互补为主。在设计山体范围内人类活动的专题地图的色彩时,参考了该类人类活动下的主要土地利用类型的地图颜色色相,并根据整体图面效果调整实际使用色彩。该图的色彩设计见表 2

表 2 色彩设计 Tab.2 Design of Colors

3.3 符号设计

在符号设计中主要采用的是具象和抽象仿生设计手法。山体符号是使用具象仿生设计手法设计的。在《青岛市建成区山体高度图》中,对山体进行简单的形态简化和概括,并提取自然颜色作为山体符号的色彩,由此完成山体符号的设计。人类活动影响指数符号是使用抽象仿生设计手法设计的。在《山体范围内人类活动影响》这一专题地图中,人类活动由人类来完成,因此基于人类形象提取能反映人类活动影响的特征,进行分解重组,以脚印象征人类活动影响。符号设计见表 3

表 3 符号设计 Tab.3 Design of Symbols

3.4 设计成果

最终设计成果见图 3。《山体》一图在内容选取方面遵循§1中的逻辑思路,选取山体分布及面积、山体范围内人类活动等不同板块的内容,较完整地展示了青岛市山体资源的属性特征和演变规律;在表达策略上,在版式、色彩、符号各方面都应用了多样的仿生设计手法,充分说明了表达策略的有效性。

图 3 设计成果 Fig.3 Final Designed Map

4 结束语

针对学术界关于自然资源地图集设计理论与方法探讨不足的局限性,本文以生命共同体视域下的自然资源理论内涵为基础,从“山水林田湖草是一个生命共同体”和“人与自然是生命共同体”两层内涵解析自然资源的内涵,构建以生命共同体的理论为基础的“自然地理环境-自然资源要素-生态系统服务-人地耦合”的主题内容框架;进而提出了基于仿生设计的自然资源地图集表达策略,以青岛市自然资源地图集中《山体》一图为例,详细说明了仿生设计表达策略的基本原理,以及如何指导地图的版式、色彩、符号和图表设计。本研究的学术贡献主要有两点:①构建了以生命共同体的理论为基础的主题内容选取框架,为自然资源地图集的主题内容选取提供了理论依据;②建立了基于仿生设计的表达策略,为自然资源地图集的设计提供了技术支持。本文提出的表达策略不仅适用于自然资源地图集的设计,同时也可以为其他类型的地图设计提供一定的参考。但是本研究还存在一定不足:并未与其他设计表达方法进行优劣比较;有待对形成的地图集设计成果进行质量评价;地图集设计成果对公众认识、理解自然资源特征及分布的影响也需被定量分析。针对这些不足,将借助问卷调查、访谈、认知测试等方法进行后续研究。

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