GIS 制图：交互式地图的类型和应用

如今，在不使用 GIS 地图数据的情况下监控变化、 做出明智的决策和发现地理空间趋势是完全不可行的。 GIS 地图是一种不可或缺的工具， 可用于以动态和交互式方式在屏幕上表示有关世界的地球物理数据。 根据需要解决的问题， GIS 中存在各种类型的制图， 从类别地图到气泡图和热点图。

GIS 制图的含义

GIS 代表地理信息系统， 地图当然是可量化数据的可视化表示。 与传统的表格地图相比， GIS 地图是动态的和交互式的。 它可以通过高亮显示以前未看到的特征， 并根据给定的属性显示这些特征随时间的变化。

GIS 地图如何工作

人眼天生能够对不同的颜色和形状做出反应， 而 GIS 地图通常会将真实世界的地理空间数据转换为彩色图案或形状， 这加快了信息的处理， 从而导致更快、更明智的决策。 就 GIS 制图的纯技术方面而言， 该系统将包含纬度和经度的地理空间点与特定数据元素联系起来， 并进行空间分析， 测量这些点之间的距离并确定它们之间的关系， 以更好地了解地球。 利用这项技术， 地理学家和其他 GIS 专业人员能够可视化各种统计数据， 包括客户群分布和对产品或服务的需求、人口统计事实和其他数据。

GIS 中的制图类型

根据具体需要可视化的内容， GIS 中有许多不同类型的地图制图。 它可以是从人口密度到作物分类的任何东西。 一些最常见的 GIS 地图类型有类别地图、热图、聚类图、气泡图和数量图等。

类别图

当需要确切地了解地图上的哪些部分对应于哪个数据段时， 没有什么比类别 GIS 地图更好。 它是迄今为止最常见的 GIS 地图类型之一， 它是最容易创建的。 其特定的类别或属性被赋予了自己独特的颜色， 上面有不同颜色的补丁， 每个补丁代表一个特定的类别。

热图

“GIS热图” 经常被错误地应用于数量图， 它实际上描述了一种独特的制图惯例。 当需要在地图上表示的数据极其密集和混杂时， 对“温暖”和“凉爽”区域的大致概念会有所帮助。 特别是已知最热点代表给定数量的最高密度。 通常人们都认为红色代表热， 而蓝色代表冷， 这并不是说它非常精确， 但它确实提供了一个粗略的数量分布图。

聚类图

这种类型的地图成功地结合了颜色、形状和标签的使用， 将密集打包的数据点聚集在一起。 换言之，由于点太多， 无法在 GIS 地图上单独显示， 因此为了方便起见， 将它们融合为一个聚类点。

气泡图

气泡 GIS 地图是一个利用形状及其大小差异来简化复杂数字数据布局的示例。 例如，假设需要比较在不同地点使用特定俚语的人数。 在 GIS 地图上显示， 较大和较小的气泡将分别代表更多和更少的人， 此时您得到的不是一排排令人厌烦的数字， 而是气泡图。 这使人们对数量和位置之间的关系一目了然， 也节省了时间和精力。

数量图

GIS 数量图是彩色编码的， 但使用相同颜色的不同阴影来显示地图上描绘的东西数量的变化。 它是一种完美的 GIS 制图解决方案， 能够可视化分布在大范围内的大量详细数据。

GIS 地图层

GIS 地图层的神奇之处在于， 它们允许在同一屏幕上将不同类型的地图堆叠在一起。 通过这种方式， 不同的层次可以相交和协同， 能够提供更多的信息。 用户可以轻松地在不同的层之间切换， 而不会混淆。 最基础的一层就是所谓的 GIS 底图。 大多数人都熟悉经典的卫星视图底图。 然而，根据特定用途， 任何类型的数据都可以用作底图， 以便在其上构建其他层。

交互式 GIS 制图

传统的地图可以制作得很好， 但它缺乏动感， 在空间和时间上都是有限的， 就像一张静止的照片， 它根本无法与谷歌地图相比， 在谷歌地图上， 可执行以下操作：

• 将地图拖到任何位置；
• 放大到一栋房子；
• 缩小以一次看到整个世界轮廓；
• 在各层之间切换(政治、物理、街景)；
• 点击不同的对象以了解它们是什么(识别)；

一张普通的交互式 GIS 地图比看上去的要详细得多。 它可以向用户提供额外的细微差别、相关和精确的数据。 让我们来仔细看看最有趣的 GIS 制图系统交互工具。

地图查询

许多 GIS 地图系统都有一个查询功能， 基本上就是一个数据过滤器。 它显示地图上某个 AOI (感兴趣区域)内的哪些部分/区域具有相同的质量或代表相同的数量。 通过键入/询问问题来进行查询， 让系统知道要突出显示哪些功能。

AOI 特定信息

如果 GIS 的交互式世界地图看起来过于庞大和令人困惑， 那么通过定义特定的 AOI 来缩小范围是一个好主意。 例如，您可以在地图上绘制等高线， 将感兴趣的区域包围其中。 另一种方式是输入特定的属性， 系统则会自动勾勒出 AOI。 无论如何，在地图上使用定义的区域是非常方便的。

测量和距离工具

是否还记得，在地图上放一把尺子来测量两点之间的距离， 为了达到精准度，眼睛会费力地辨认出尺子上的小标记的情形。 而一个较好的 GIS 制图软件应该有一套交互式的测量和距离工具， 能够触手可及。

直通层搜索

在不同层次之间切换可能很有趣， 有时，搜索感兴趣的特定属性或值会更快。 一个设计良好的 GIS 地图系统配备了穿透图层搜索工具， 会自动向您显示包含要查找的数据图层。

打印 GIS 地图

即使是一张 GIS 地图也必须偶尔打印出来， 才能为用户提供 PDF 或其他格式的硬拷贝。 然而，这很可能注定会成为一个过时的功能， 因为大多数 GIS 地图系统正变得越来越容易被用户通过 Web 应用程序进行访问。

当然，GIS 地图系统并不局限于上面列出的很酷的交互功能。 地图制图工具始终可以针对特定的利基市场进行定制， 以解决高度特定的问题。 从这个意义上说， 交互式 GIS 地图有着真正广泛的应用， 而且这项技术也在不断发展。

GIS 软件：基本组成部分

如上所述，用于绘图的 GIS 工具根据需要解决的问题的利基和类型而有所不同。 然而，它们都应该有三个基本组成部分：

• 图例
• 信息窗口
• 工具栏

这就是为什么一个较好的 GIS 地图软件必须同时具备这三项功能。

图例

初见任何 GIS 地图都很有趣， 它具备各种不同的颜色、阴影和不同大小的形状。 从视觉上看， 它非常吸引人， 但如何在语言层面上理解这一切？ 这就是为什么所有的GIS地图服务都应该有一个图例， 通过图例，列出地图上显示的所有属性， 无论是数字还是单词， 以及相应的视觉表示，如符号和分类分隔符等。

信息窗口

有时，图例根本不足以完全理解地图的内容， 且与常规地图相比， GIS 地图工具的互动性被证明拥有一个巨大的好处， 简单地点击地图上的任何项目， 就会在弹出窗口中显示有关它的特定信息。

工具栏

最后但并非最不重要的一点是， 通过工具栏， 用户可以访问各种交互式的 GIS 地图工具， 如放大、缩小、搜索等。

实践中的 GIS 制图

决策者依靠的是相关和明确的数据。 GIS 制图软件可以尽可能清晰的方式可视化关键数据， 为用户提供解决问题所需的见解。 GIS 地图可以显示位置、数量、密度，识别 AOI 内的对象， 甚至监控变化等。

对于 GIS 地图而言， 最简单的用途可能是将特定的要素作为点来突出显示， 以显示它们的确切位置。 通过查看地图上某些对象的分布， 人眼可以发现某些模式或趋势， 这可以帮助更好地了解数据动态。 例如，这张 GIS 地图显示了南非不同类型的钻石的开采地点， 地图给每种类型赋予了不同的颜色。 采矿业是许多从使用 GIS 技术中高度受益的行业之一。

南非钻石矿场地图

统计和数字数据通常以大表格和电子表格的形式出现， 这可能真的令人生畏。 在 GIS 地图上将它们可视化为颜色、阴影和吸引人的形状， 可以简化事情并改进决策过程。 下面的地图比较了不同州的大学生人数。 它本质上是一个数量图， 利用棕色阴影，较深的阴影表示较高的值。

按州划分的美国大学生分配图

通常，要处理的数据越多， 理解这些数据就越令人困惑。 有时，在 GIS 地图上显示人员、对象或其他属性的密集或不密集分布显示，就足以理解。 房地产经纪公司经常使用热图来分析大范围内的价格、收入和其他数据的分布。

在定义了 AOI 后，GIS 制图软件可以检测该区域内的单个项目。 例如，飓风的路径可以在地图上作为 AOI 勾勒出来。 下一个合乎逻辑的步骤是识别 GIS 地图上不幸以飓风方式结束的对象。 如果他们在 AOI 之内， 可能已经受到一定的影响。

地图绘制的 GIS 工具可以发现地图上给定点和一定距离内区域间的关系。 衡量发生在距离台湾恒春镇47公里的地震的影响， 就是确定不同地点之间关系的一个很好示例。 距离震中越近， 震级越高， 对该地区的破坏也越大。

我们也可以利用 GIS 地图服务来监控变化的动态。 使用时间序列方法比较不同日期的图像， 可以发现趋势并做出更明智的决策。 例如，当需要监测森林砍伐时， 它在林业方面效果很好。 LandViewer 提供了该地区森林砍伐的卫星图像， 一系列变化检测图像代表了这一过程。

很难想象 GIS 在农业中的应用是从什么时候开始。 现代农民和种植者如果没有 GIS 地图服务以及 GPS 和智能农业机械的使用， 根本无法维持稳定的粮食生产。

GIS 制图是未来

实际上，GIS 制图已经完全融入我们的日常生活和工作中。 从在地图上查找位置到获取有关地图上对象（例如商店、餐馆和娱乐场所）的其他信息， 再到监测农作物和矿场，用途数不胜数。 GIS 在农业中发挥着至关重要的作用， 为农民和种植者提供重要和及时的数据。