地图学视角下的公开地图表示要点
梁 宇 陈会仙 石 磊 吴佳桐
(自然资源部地图技术审查中心, 北京 100036)
摘 要 ：为有效维护国家领土主权和地理信息安全,防止“问题地图”的产生,结合公开地图表示的各类注意事项和常见错误,以地图学的视角将公开地图的表示要点进行分类解析。首先,根据地图学的基本理论,将公开地图表示要点分类,并且解析各地理要素的常见表现形式以及在公开地图中的表示要点;之后,针对减少“问题地图”的发生频率、提升地图技术审查工作效率,提出完善标准地图服务系统等建议。本文有助于在公开地图中正确表示国家版图,减少“问题地图”的发生。
0 引言
地图和地图学的讨论是一个永恒的话题,研究地图对于经济社会的变迁和当今的发展具有重要意义[1-2]。地图是人们认识自然和社会现象的有效工具,是国家版图的主要表现形式,具有严肃的政治性、严密的科学性和严格的法律性,也是地图学研究的主要对象[3-6]。公开地图应当正确表示国家版图,不出现危害国家地理信息安全的内容,以维护我国的领土主权和地理信息安全。防止出现“问题地图”需要从地图设计与编绘、地图审查、地图监管等多个方面，提出有助于正确表示地图内容的方法和建议。
近年来,国家对地图管理工作十分重视,为避免“问题地图”的产生,国内相关研究主要分为以下几类:(1)优化地图技术审查流程,提出建立地图远程审查系统、设计地图审核在线审批系统、构建地图审核信息平台,深入推进审图信息化建设[7-8];(2)加大互联网地图监管力度,提出建立国家互联网地图和网络地理信息服务监管平台,优化互联网地图监管方案,对互联网地图内容进行有效管理[9-10];(3)结合地图数据的获取方式和地图制图的实际过程,提出大力推进标准地图服务系统,建设公益性标准地图服务平台,推广公益性标准地图在线服务[11-12];(4)将地图按照用途或者表现形式分类,对互联网地图、导航电子地图、动画效果地图等地图类型中正确表示国家版图的易错点和表示方法进行归纳整理,同时提出相关的建议[13-14];(5)结合地图设计与编绘的基本方法,从制图角度对正确表示地图内容的方法进行讨论[15-16]。上述研究有助于在某一地图类型中正确表示国家版图,或者正确表示某一类地理要素。国外主要通过非官方渠道提供地图数据,如OSM、GoogleEarth等,由于部分地图内容不符合我国的政治主张,如错误使用此类地图数据,极易在国内产生“问题地图”。
现有研究对正确表示地图版图的研究存在两点问题:(1)强制按照用途或者表现形式将地图分类,仅对某一类地图类型中含有的各地理要素的常见错误进行分析和总结,缺少对地理要素表示方法的整体性研究;(2)仅抽稀出地图设计与编绘工作中的一小类地理要素,分析其在不同地图种类的正确表示方法,缺少对全部地理要素表达方法的总结和归纳。上述问题导致现有研究在防止“问题地图”发生中的不足日益凸显。
根据地图学的基本理论,地图内容由数学基础、地理要素、整饰要素三部分组成。为了充分考虑地理要素在不同类型地图中的表现形式,分析地理要素在不同地图类型中的表示要点,本文基于地图学基本理论,结合地图技术审查,将公开地图常见错误分为3大类、11小类,对公开地图常的表示要点进行分类和解析。本研究有助于防止“问题地图”的产生,维护国家领土主权和地理信息安全。
1 基于地图学的地理要素分类
根据地图学基本理论,结合国家与地图管理相关的法律法规和地图技术审查实际工作,公开地图中的基本要素可分为数学基础、地理要素、整饰要素3大类和控制点、坐标网、比例尺、点状符号、线状符号、面状符号、地图注记、图廓、图名、图例、审图号11小类,如表1所示。
2 公开地图表示要点分类解析
2.1 数学基础
2.1.1 控制点
控制点分为平面控制点和高程控制点,各高程点需要准确表示。
(1)高程点的表达必须以国家公布的数据为准,如珠穆朗玛峰的高程为8 848.86 m,莫干山的高程为719.0 m,黄山莲花峰的高程为1 864.8 m,均不得使用其他高程值或者漏绘高程值的小数位。
(2)非国家公开的高程点、其他不允许表示的高程点在公开地图中不允许表示,如白云峰、将军峰的高程点和高程值等。
2.1.2 坐标网
坐标网分为地理坐标网和直角坐标网。
(1)重要的城市符号等点状要素与经纬线的相对位置关系需要表示准确,如我国首都北京的城市符号应位于40°N以南。
(2)公开地图需要准确表示中国国界线和经纬线的相对位置关系[17]。比例尺较小时,国界与经纬线之间需要充分体现特征关系,如我国最东端国界需要超过135°E,南海断续线从左起第2段需要位于110°E以东。
(3)坐标网作为地图的数学参考要素表示时,网格和注记均不得压盖我国国界线和重要的岛点,如120°E的注记不得压盖中俄国界、110°E网格不得压盖南海断续线等。
(4)地图投影发生改变时,坐标网的形状应随之改变。
2.1.3 比例尺
(1)公开地图中表示的比例尺需要准确表示,如对原始地图进行了放大、缩放等操作,需要一并修改比例尺;
(2)公开地图中的重要岛点、行政界线、地名注记等内容依据地图的比例尺有不同的表示要求,上述内容在不同比例尺下表示时需要符合国家法律法规体系的规定,如比例尺大于1∶1亿的公开地图必须表示钓鱼岛、赤尾屿等重要岛屿，比例尺大于1∶100万的公开地图不得表示国界线等。
(3)在我国出版、发行、展示的公开地图,比例尺的单位不使用英里、英尺等不符合国家相关规定的计量单位。
2.2 地理要素
地理要素是地图的主体,可分为自然要素和社会经济要素。其中,社会经济要素是正确公开地图表示的重点和难点。
使用专门的图形符号表现地理事物是地图的一项基本特征。地图符号属于表象性符号,是对制图对象的一次综合,被称作地图的语言。地图符号按照制图对象的几何特征、符号与地图比例尺的关系、符号表示的地理尺度、符号的形状特征等多个角度,有不同的分类方法。地图符号按照制图对象的几何特征可分为点状符号、线状符号、面状符号。地图注记是地图语言的组成部分,对地图符号起补充作用。
按照公开地图对地理要素的表示要求,各地理要素可以细分为点状符号、线状符号、面状符号和地图注记四类。
2.2.1 点状符号
在符合比例尺相关要求的前提下,曾母暗沙和黄岩岛等重要岛屿、梅楚卡等重要居民点的点状符号不得漏绘。表示重要地级市或者兴趣点(Point of Interesting，POI)的点状符号在部分特定情况下必须表示,如三沙市城市符号在表示三亚市城市符号时不得漏绘,表示香港特别行政区政府总部的显示级别必须同时表示澳门特别行政区政府总部POI符号等。
从视觉变量的角度,点状符号的表示需要注意以下事项:
(1)点状符号的形状
点状符号需要正确反映城市、乡镇等地理要素的级别,如台北市应当作为省会城市表示,不得使用首都符号,台湾地区5座地级市需要使用地级城市符号,不使用县级城市符号,斯利那加不使用印度省级行政中心符号等。
(2)点状符号的尺寸
点状符号的尺寸与地理要素的种类无关,符号的尺寸需要正确体现其代表的地理要素级别,如省会级城市的符号应不小于普通地级市符号等。
(3)点状符号的颜色
同类型点状符号的颜色应保持一致。在符合比例尺相关要求的前提下,分省设色的地图中,澳门特别行政区城市符号可在点状符号内设色。
点状符号表示岛屿时,符号的颜色原则上与海岸线符号颜色一致,同时添加归属范围线以明确岛屿归属;如将陆地轮廓作为色块表示,点状符号的颜色需要与其所属国陆地底色一致。
(4)点状符号的位置
重要地名、岛屿的点状符号需要正确体现与陆地轮廓、国界线以及其他点状符号等地理要素的相对位置关系,不错误表示点状符号的位置,如正确表示黄岩岛与左起第7段南海断续线的相对位置关系、达旺和乌间岭两个居民地的相对位置关系等。
点状符号作为专题要素表示时,不表示我国的四至点。
2.2.2 线状符号
国界、省级界、河流等线状符号在重点审查地区的特定情况下不得漏绘。如表示了国界、省级界,其线状符号需要准确绘制,不得漏绘或者表示不完整。表示了省级界符号时,必须同时表示国界符号。
(1)线状符号的形状
国界、省级界等线状符号的界形需要准确绘制,不得变形过大。
(2)线状符号的样式
从视觉变量的角度,洲界、国界、未定国界、地区界、省级界、军事分界线、山脉、河流、海岸线以及交通要素等线状符号可以通过符号的形状、尺寸、方向、颜色等区分表示,但不得混用或者错误使用不符合我国政治主张的符号。香港、澳门特别行政区界使用长短虚线表示。
(3)线状符号的位置
线状符号的位置需要体现其与点状符号、面状符号和其他线状符号的相对位置关系,如中蒙国界需要在贝尔湖中穿过且与湖岸线有一定距离;线状符号的走向需要符合我国的政治主张,如不得绘出错误的中印边界等;较大比例尺的地图中,国界、省级界等线状符号需要体现其与河流、岛屿等自然地理要素的相对位置关系,线状符号如含有色带,需要准确套印,且注意色带与线状符号的相对位置。
(4)不表示未公开的线状符号
未公开的铁路、公路以及输电线、石油管道等涉及国家经济命脉的线状符号在公开地图中不得表示。
2.2.3 面状符号
为准确表示各类型地理要素,避免发生符号相互压盖的情况,应将点状符号置最上层,面状符号置最下层。
从视觉变量的角度,面状符号的表示需要注意位置、形状、颜色等:
(1)面状符号的位置
面状符号需要体现与线状符号的相对位置关系,如山东省面状符号形状需要与山东省省级界和海岸线重合。
(2)面状符号的形状
面状符号的形状需要准确反映地理要素的范围,不得变形过大。
(3)面状符号的颜色
同一国家、同一省区、同一专题内容的底色需要使用相同的颜色,如台湾岛、阿克赛钦的底色需要与中国大陆底色一致,阿拉斯加州和夏威夷群岛的底色需要与美国本土底色一致等。
2.2.4 地图注记
地图注记由自然语言构成,是地图语言的组成部分,对地图符号起补充作用。一般情况下,地图注记与其补充说明的地图符号需要在地图中同时表示。
(1)注记的内容
世界各国国名和首都名的名称需要与中图社出版的世界地图集一致。如表示了以色列国名注记,需要同时表示巴勒斯坦地区名注记。
藏南地区、南海诸岛、钓鱼岛等重点审查地区不得表示不允许表示的地名注记,如藏南地区不得表示超出规定地名的其他地名注记,钓鱼岛附近不使用日本公布的地名注记等。
公开地图中不表示法律法规禁止表示的带有说明性质的注记内容,如路面铺设材质、港口的水深、桥梁的限重等信息。
互联网地图、导航地图、城市地图中POI的表示需要符合相关规定[18],不表示国家禁止表示的POI名称注记。
互联网地图和导航地图在进行地图选点时,对争议地区范围内点的归属要体现我国的政治主张,如不将西撒哈拉范围内的点划入摩洛哥、不将平岛(平山岛)范围内的点划入江苏、山东任意一省。
(2)注记的字体
注记的字体包含字体类别、字体大小、字体颜色等。
同种类、同级别的注记使用的字体样式应当一致,同种类、不同级别的注记仅在字体大小、字体加粗等方面有所区分,不同种类、不同级别的注记需要使用不同的字体,如不将非首都地名设为首都字体。
(3)注记的位置
界河、界湖的注记位置需要准确表示,如兴凯湖的兴字位于我国境内,额尔齐斯河注记跨国界注,塔吉克斯坦国名不标注于中塔两国待议地区等。
同时包含两类地理要素或者不同行政区的注记需要体现其特点,如海南省、大洋洲的注记跨海陆标注,俄罗斯注记跨欧亚两大洲标注等。
世界争议地区的注记需要准确标注其位置,如克什米尔注记注于印度河以南,巴勒斯坦地区名注记需要跨整个地区标注等。
(4)注记的完整性
公开地图中的注记应当完整表示,对地图进行裁切、添加专题要素等处理时,不得影响注记的完整性。
(5)不使用繁体中文
为符合国家《语言文字法》的要求,除前装导航电子地图且在港澳地区使用外,不使用繁体中文。
2.3 整饰要素
2.3.1 图廓和图幅范围
(1)中国全图需要在图廓内完整表示中国版图;附图不得压盖重要的国界线和重要岛点;附图使用的各类符号需要与主图保持一致,并且表示与主图相同的专题内容。
(2)南海诸岛作为附图表示时,需要准确绘制附图的四至范围。
(3)克什米尔地区是印度、巴基斯坦两国的争议地区,以印度或者巴基斯坦命名的地图范围需要覆盖整个克什米尔地区。
(4)如无图廓,因不能限制地图的表达区域,需要避免发生漏绘重要岛点和国界线的情况。
2.3.2 图名
(1)为使地图表示内容严谨,避免引起歧义,公开出版的地图均需要有图名。
(2)图名与地图的实际内容和实际表示区域需要保持一致。如只表示了香港岛和九龙部分地区的城市地图图名应为“香港岛·九龙”，只表示了澳门半岛的城市地图图名应为“澳门半岛”，只表示了美国、法国等国家本土地区的地图图名应为“美国/法国本土”，图名为东南亚专题地图且未表示非东南亚国界的地图不表示中日海上归属范围线。
2.3.3 图例
图例中的地图符号需要与地图中符号保持一致；图例不得压盖我国国界线和重要岛点。
2.3.4 审图号
公开地图在正式出版前应当送国务院测绘地理信息行政主管部门审核,审核通过后的公开地图应当在显著位置标注审图号。
审图号不得错用,互联网地图超过2年有效期或者对地图数据内容进行了较大更新须重新送审并取得审图号。
3 建议
通过总结地图学视角下的公开地图表示要点,同时结合地图技术审查工作中遇到的各类常见错误,对防范“问题地图”、提升地图服务能力提出建议。
3.1 保障地图数据获取途径
通过错误渠道获得错误的地图数据是产生“问题地图”的根源。通过国外网站等互联网地图渠道或者国内未经审核的各类地图获得的地图数据,常发生漏绘台湾岛、中印国界绘制错误、漏绘南海诸岛等重大错误。为此,建议保障地图数据获取途径,在制图前,应当通过标准地图服务系统或者天地图等依法取得审图号的公开地图获得正确的地图数据,从而确保地图数据的正确性。此外,加强互联网地图管理力度,逐步减少互联网“问题地图”的数量,防止通过互联网获得错误的地图数据。
3.2 完善标准地图服务系统的地图格式
当前,标准地图服务系统可提供EPS和JPG两种格式的标准地图数据。在实际制图过程中,使用的地图格式多为SHP、AI等格式,尤其各类期刊论文和书刊插图,普遍使用ArcGIS、SuperMap等国内外地理信息系统(Geographic Information System，GIS)软件,导致标准地图服务系统提供的地图数据格式无法满足制图的需要,间接导致地图制图人员通过错误的渠道获得错误的地图数据。为向社会公众提供更好的地图服务,满足实际制图工作的需要,建议完善标准地图服务系统的地图格式,通过调研等形式了解地图制图工作的实际需求,提升标准地图格式种类,提供SHP、AI等不同格式的标准地图数据。
3.3 建立易错点数据库,创新审查方法
结合地图技术审查工作中各类常见错误,建议将各类易错点进行分类,建立易错点数据库,在地图技术审查工作展开前,创新审查方法,采用人工智能等技术,通过将多尺度下的特征图进行融合,实现自适应尺度选择,对不同尺度下的“问题地图”，尤其是“问题地图”显著错误区域的智能检测,减少审图工作中人工判定的工作量。
4 结束语
4.1 总结
为有效维护国家领土主权和地理信息安全,遏制“问题地图”现象的发生,本文以地图学的视角,充分考虑各类型地理要素在不同种类地图中的表现形式,将地理要素分解为3大类、11小类,对上述类别的地理要素在公开地图中的表示要点进行了解析。经验证,对地图进行技术审查过程中的各类批注均可归类至上述3大类11小类,表明本文对公开地图表示要点的分类与解析可基本覆盖各类常见错误,有效降低“问题地图”发生的频率,对维护国家领土主权和地理信息安全起到有益作用,具有较大应用价值。
4.2 研究不足
我国地理信息系统产业的飞速发展为地图编制与应用创造了良好的条件,同时涌现出各类电子地图、互联网地图等类型的地图。新类型地图的出现导致地图语言不再局限于点状、线状和面状,体状地图大量出现,并且不断涌现出各类新型地图,如三维地图、实景地图、倾斜摄影地图等。GIS作为地理学的第三代语言,表示了大量含有地理要素的属性信息。随着地图学与其他学科的不断融合以及应用领域的不断扩展,一些新的地图图种已经开始使用字段表示地理要素的属性信息,如智能汽车基础地图、智能高精地图、自动驾驶地图、移动地图等,并且可应用于人机共驾、无人驾驶等未来场景。上述新型地图如表示了限制表达字段,可能对国家地理信息安全造成威胁。本文尚未将字段等属性信息纳入公开地图表示要点的分类体系,且未对SHP、AI格式的地图表示要点进行研究,导致本文提出的表示要点未覆盖高精地图、倾斜摄影地图等新型地图。
4.3 展望
随着地图学理论的不断发展,各类新型地图产品不断涌现,产生如下特点:(1)二维的地图种类不断丰富,地图的表现形式逐渐脱离纸质介质,使用电子屏幕展示地图内容已成为重要趋势,并且产生互联网地图、导航电子地图等新型地图;(2)人工智能等技术的发展使地图维度开始由二维向三维过渡,使地图具有展示更为丰富内容的能力,产生了倾斜摄影地图、实景地图等图种;(3)开始向多维度方向发展,如通过街景时光机、历史影像地图等增加时间维度,通过与GIS结合使地理要素自带属性信息。接下来的工作将紧跟地图学的发展趋势,研究各类新型地图的表示要点、注意事项和常见错误。
基金项目：自然资源部重大专项(121132000000180000)
作者简介梁宇(1991—),男,河北保定人，硕士,助理工程师,从事互联网地图和导航电子地图的技术审查工作。
E-mail:ly1112926@163.com
引文格式：梁宇,陈会仙,石磊,吴佳桐.地图学视角下的公开地图表示要点[J].北京测绘,2021,35(08):991-996.
转自：“测绘学术资讯”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
