学术交流 | 面向国土空间规划的“三调”地图产品体系设计
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摘要：
第三次全国国土调查（简称“三调”）产生了翔实的基础矢量数据和丰富的影像数据、统计数据。因此，设计相应的地图产品体系不仅有助于摸清家底、保障自然资源管理，同时也可为国土空间规划编制、国土综合治理等提供参考。从应用需求出发，明确了“三调”地图产品的结构形态，提出了“三调”地图产品体系的设计理念，并针对各类需求构建了面向国土空间规划的“三调”地图产品体系，最后以余姚市为例设计了“三调”地图产品，以期为“三调”地图产品生产提供战略指导。
关键词：第三次全国国土调查；地图产品体系；国土空间规划；地图生产
第三次全国国土调查细化和完善了全国土地利用基础数据，掌握了翔实准确的全国土地利用现状和土地资源变化情况，其数据成果的应用是摸清家底、保障自然资源管理的支撑，是国土空间规划编制、国土综合治理等工作的迫切需求。地图作为空间数据的可视化工具和报告工具，能够直观、客观、准确地表达地理要素的数理统计和空间分析信息，引导用户发现潜在知识，提供决策支持，是资源调查、规划编制、分析评估的基本成果要求，更是辅助决策、助力国土综合治理的重要手段。因此，设计一套以地图产品为主线的结构完整、条理清晰、分类科学的产品体系，可为应用“三调”数据服务国土空间规划决策提供战略指导。
目前，面向于相似普查工作设计的地图产品体系多从数据加工深度、表达内容类型等生产者角度进行横向分类，此种分类方式便于地图生产，但对于应用需求更为复杂的“三调”地图产品，若使用此种分类方法将会存在服务目标有偏差、信息提供不到位的问题。基于此，本文从“三调”数据实际应用需求出发，从使用角度进行纵向分类，设计面向国土空间规划的“三调”地图产品体系。针对数据成果展示、国土空间规划编制、国土空间规划实施评估等关键环节的需求，构建宏观层面的产品定位和微观层面的产品设计方法，并将其应用于余姚市“三调”地图产品设计，以期为“三调”地图产品生产提供明确指导。
“三调”地图产品体系设计理念
第三次全国国土调查带来了包括境界、地貌、土地利用、土地权属、永久基本农田、其他土地要素、独立要素在内的矢量数据和数字正射影像图、数字高程模型等栅格影像数据以及一些相关统计数据。其应用主要包括以下2个方面：
1）基础展示：“三调”的首要目的就是明确土地利用和资源分布现状，因此利用“三调”数据制成土地利用、权属界线、自然资源分布图等展示地图是“三调”的成果需求，也是“三调”数据的基本应用方向。此外，利用“三调”数据还可生产面向大众的行政区划图、卫星影像图等展示区域概况的地图产品。
2）服务规划：以“三调”成果为数据支撑的国土空间规划编制及规划实施评估也是“三调”数据应用的重要方向。国土空间规划编制需借助“三调”数据和相关社会经济数据进行专题统计并构建系列国土空间定量评价和模拟模型，通过专题地图对分析结果和布局方案进行可视化表达，辅助国土空间规划制定。规划实施评估是基于“三调”数据从规划实施层面对规划有效性进行评估，需采用专题地图进行地图解说，传达数据背后的规划建议，优化国土空间规划制定，促进“规划—监测—评估—优化—规划”的良性循环系统形成。
地图产品是指在市场需求的指导下，具有明确产品结构形态以供生产参考的服务于应用的地图，如旅游地图、行政区划挂图等。地图产品从内容层次、产品类型和承载介质3个属性刻画产品结构形态。内容层次是指地图提供信息的抽象程度，可分为数据、信息、知识三层。数据层次是对客观事物属性的记录；信息层次是对数据的加工处理，体现数据的内涵；知识层次是人对客观世界探索成果的总结。产品类型是从数据加工深化程度对地图产品进行分类，分为基础类和衍生类。基础类产品是对地图所用数据进行初步加工（如分类、统计等）的地图产品；衍生类产品是对数据进行深入加工（如地理分析）的地图产品。承载介质是产品存在的媒介形式，分为传统媒体（如纸、丝绸等）、数字媒体（如手机、电脑等）和新媒体（如全息、增强现实等）。
基于国土空间规划对地图深化地理认知、提供各级决策支持、多维一体化提供服务的产品需求，“三调”地图产品在内容层次方面应处于信息层次。“三调”地图提供的是对“三调”原始数据的解释信息，是数据加工后的产物。在产品类型方面，既包含对数据简单分类、统计的基础类产品，又包含对数据进行地理分析的衍生类产品；在承载介质方面，不仅有传统的纸质图册、图集、挂图，还有在线地图、手机地图等电子地图产品。因此，“三调”地图产品应以表现国土空间信息为内容，以表达初加工及深加工国土空间数据为目的，制图区域包含国家、省、地市、县多级行政单位，服务各级政府部门及公众的纸质地图和在线地图产品，如图1所示。
图1 “三调”地图产品结构形态
“三调”地图产品与传统普通地图和专题地图在结构形态上极为相似，但单纯的某类普通地图和专题地图又不能完全满足“三调”数据的应用需求，因此设计“三调”地图产品体系时，需要在摸清家底、展示基础区域概况、国土空间规划编制和空间规划实施评估的数据应用需求的指导下，结合传统的普通地图和专题地图理论，将普通地图和现有专题地图（如统计地图、区划地图、规划地图、综合评价地图等）的表达内容进行选取和重组（如规划服务类中的辅助决策分析图是将分布地图、综合评价地图等专题地图的表达内容进行重组得到新型地图产品），构建新的分类框架，使新分类体系下地图产品的表达内容能够满足应用需求，从而形成战略层面的产品定位，设计理念如图2所示。然后，针对各类产品的定位，在经典地图设计理论的支撑下，将传统制图表达方法与新型数据可视化方法相融合，在经典专题要素表示方法的基础上加入新颖统计图表可视化方法（如气泡图、曲面图、桑基图等）、复杂空间数据可视化方法（如变形地图、高度图等）、动态监测信息表示方法（如时间序列图等）等辅助决策信息可视化方式，再根据各类产品表达特点选取合适的表现手法（对于辅助决策分析图应注重分析模型的构建，并突出地理分析结果的表达），形成策略层面的“三调”地图产品设计方法。
图2 “三调”地图产品体系设计理念
根据产品需求，本文将“三调”地图产品划分为综合基础类、规划服务类和评估优化类3种类型，如图3所示。
图3 “三调”地图产品体系
1）综合基础类地图产品：以表达制图区域内国土空间原始指标为目标，综合反映全要素、专项单要素或者相关多要素现势状况的地图产品，如行政区划图、土地利用图、权属界线图、地表覆盖图、卫星影像图、地势图、自然资源分布图等，在产品形态上多为挂图或图集。
2）规划服务类地图产品：利用统计分析方法（如综合统计、复杂地理计算等）对研究专题进行分析评价，再通过专题制图方法对其结果进行科学表达，以表现研究区域自然或社会经济现象，辅助国土空间规划的地图产品。在内容上可根据数据加工深度分为统计层次的专题统计图和分析层次的辅助决策分析图：专题统计图，采用空间及属性特征统计的方式辅以专题制图技术，通过对统计结果的表达反映要素的空间结构和地域差异；辅助决策分析图，以规划层级为导向，从宏观区域总体功能区划、中观片区用地类型布局优化和微观详规空间要素配置3个层面设计地理分析模型，辅以专题制图技术，通过直观地表达综合分析结果辅助规划决策。
3）评估优化类地图产品：利用专题制图方法在空间维度上科学表达规划实施评估结果和优化方案，以充分体现指标空间特征的地图产品，在产品形态上多为系列专题图。
2.1 综合基础类
综合基础类地图产品是对“三调”原始数据成果的展示，是综合全面反映区域地理特征的地图产品。通过基础点状、线状、面状符号及注记的表达，表现境界、道路、水系、地貌、地表覆盖等基础地理数据及其名称、分类、分级等属性信息。由于表达信息重点的差异，多种基础展示类地图产品的设计模式也各不相同，因此可根据图面要素类型，将其分为三类：①行政区划图；②土地利用、权属界线、地表覆盖、自然资源分布图；③卫星影像图、地势图。
行政区划图的图面内容主要包括各等级境界、行政区域、各等级道路、水系以及各类注记，其目的在于使用户能够一目了然地了解区划范围。因此行政区划图在制图综合过程中必须保证区划境界的正确性，处理好要素间的压盖关系。在区划面的设色中也应注意用色保持在4～5种颜色，色彩搭配和谐美观。
土地利用、权属界线、地表覆盖、自然资源分布图的内容主体明确突出、斑块众多且复杂、表现形式固定，其目的在于使用户能够清晰分辨各类型斑块的分布状况，因此此类地图的设计要点在于斑块色彩、样式设计，使其达到吸引目光、传达信息、建立印象的作用。斑块色彩及样式首先需符合国家制图标准，若无相关标准设计时应考虑色彩的自然景色象征和政治意义象征，如植被可使用绿色系的白绿、柳色、山葵色等；水系可使用蓝色系的水色、天蓝、桔梗色等，尽量贴近用户对要素的心理印象。
卫星影像图和地势图的图面内容主要包括境界、水系、影像或地貌晕渲以及相关注记，其目的在于使用户根据影像或地貌晕渲快速获取该区域地理环境或地势走向。因此，此类地图的设计要点在于影像和地貌晕渲的处理，如影像色彩调整、晕渲增加山体阴影等，以保证其真实、清晰、立体、美观。
2.2 规划服务类
规划服务类地图产品是借助专题制图方法对“三调”数据及相关社会经济数据的统计结果和地理建模分析成果进行科学表达，从而展示数据中蕴含的自然、经济、社会的互作机制，服务规划决策的地图产品，分为统计类产品和分析类产品。
1）统计类
统计类地图产品以“三调”基本统计成果和其他统计资料为数据源，针对某一自然资源、社会、经济主题，选取一种或多种相关统计指标，从数量、面积、长度、变化等方面进行统计分析，利用专题地图表达方法和统计图表可视化方法，展示统计数据中隐藏的信息。统计类地图需为用户宏观展示区域的总体情况，并多维度对比同级行政区专题属性特征，或对区域专题属性时空变化进行展示。因此该产品内容指向性强、数据结构清晰且表达信息量大，在符号及图表设计中难度有所增加，具体设计原则及方法为：
①地图底色和符号具有较大色彩面积、视觉突出的特点，因此对于主要统计指标，若为一维数据，采用分级统计图法，用同一色相不同明度或饱和度的颜色表示统计单元间的指标差异，分级数一般不超过5级，分级配色层级明显、协调舒适；若为二维数据或多维数据，采用分区统计图法表示指标构成及数量，符号结构科学易读，分辨性强。
②统计图表具有补充相关信息、辅助地图理解的作用，因此对于二级（或更低级）指标、补充性统计指标等次要数据，需根据数据特征选择合适的图表，如二维数据可选择散点图、折线图、柱状图、饼状图等；多维数据可选择气泡图、曲面图、雷达图等；时态数据可选择日历图、时间线等；关系数据可选择桑基图、和弦图、节点链接图等。
2）分析类
分析类地图产品以规划方案为主题指导，将“三调”数据结合社会经济数据，通过构建区位分析模型、承载力分析模型等空间分析模型进行综合分析，服务规划的布局平衡和协调。按照县市空间规划的市域、片区、单元3个规划层级，分析类地图产品可分别从宏观区域总体功能区划、中观片区用地类型布局优化和微观详规空间要素配置3个角度辅助规划决策。如在宏观层面上，可通过对城市发展空间多中心体系、城市发展空间利用效率等问题的探讨，辅助城市主体功能区划；在中观层面上，可通过对工业用地效率等问题的分析，指导工业用地布局优化；在微观层面，可通过对医疗设施可达性的度量，引导完善医疗设施空间配置。具体设计原则及方法为：
①宏观区域辅助决策分析图需体现全域发展战略和目标、展现空间格局和功能布局、表现行动计划与策略并表达专题指标与评价结果。因此，此类地图产品应突出表现全局性、策略性内容且表达形式复杂，在设计时符号结构必须清晰明了，以降低读图难度，可适当使用运动线表现规划策略，同时主图、附图、图表位置需主次分明、配置合理，从而引导读图。
②中观片区辅助决策分析图需体现片区发展目标、展现要素空间布局与优化、表达建设项目与实施计划。因此，此类型地图产品应重点表现要素布局，在设计时可使用范围法突出优化区域，必要时可将要素密集区引出放大，局部突出要素布局。
③微观单元辅助决策分析图需落实与分解功能片区规划内容，在详规层次上展现要素空间布局与优化。此类型地图产品斑块众多且复杂，同时需详细表现要素布局，在设计时要求符号简单易读，不易被复杂斑块底色影响，斑块配色也应协调美观。
2.3 评估优化类
规划实施评估专题图按照《市县国土空间开发保护现状评估技术指南（试行）》，从“创新、协调、绿色、开发、共享、安全”6个方面在“三调”数据中提取相应指标数据，再通过专题制图手段科学地表达评估结果，直观地表现约束性指标达标程度、预期性指标发展现状，形成对当前规划的预判性评估及优化调整建议。由于评估优化类地图指标种类复杂且受众广泛（包括不一定具有专业背景的政府决策层人员），在设计时应根据指标类型区别设计方法，从而使指标更加易读和易于理解，具体为：
1）约束性指标的表达是体现底线管控的重要途径，是找出问题、强化管控的必要方式，因此在设计时需遵循“底线是什么？超出底线多少？为什么超出底线？”的思路。如选取生态红线作为主图底色，生态红线占用面积作为主图符号，生态红线占用类型及占比作为附图表，可清晰地表达生态红线占用情况，找出占用的根本原因。
2）预期性指标的表达体现了城市高品质健康发展水平，可梳理发展现状从而进行优化调整，因此在设计时需注重不同区域或同区域不同时间的指标对比，从对比中发现差异，调整发展布局。
3）优化类指标的表达反映了对规划区域的优化意见，是辅助规划调整方案设定的有效手段，因此在设计时可采用范围法、运动线、定点符号表现优化建议，特别地在使用定点符号时应注意符号与指代对象间易于联想，以降低阅读难度。
实践案例——余姚市“三调”地图产品设计
余姚市是隶属于浙江省的县级市，由宁波市管辖，位于宁波市西北部。总面积约1 500.8 km²，常驻人口约104.6万人。地处浙东盆地山区和浙北平原的交叉地区，水文、山林、土地等自然资源丰富。城市综合实力强，是国家卫生城市、全国文明城市，在2019年度全国综合实力百强县市中排名第12位，被确定为第二批中国特色农产品优势区，同时也是新型城镇化质量百强县市。由于余姚市在地貌环境、土地利用类型、社会经济发展等多方面都较具有代表性，因此选取余姚市作为研究区域开展“三调”地图产品设计。
底图数据和土地利用数据为余姚市“三调”数据初级成果（仅做示意，不代表现实实际情况），包括各级行政区界线、行政区注记、行政驻地、地类图斑等；文化设施和教育数量及位置、行政村位置等数据来源于城市电子地图。
按照上文提及的产品体系思路，在综合基础展示方面，根据余姚市“三调”成果要求，首先需完成余姚市土地利用现状、专项用地、土地权属等调查成果图件，以摸清余姚市具体用地情况，同时可针对了解区域概况的需求生产行政区划图、卫星影像图等图件。在规划服务方面，余姚市需按照“事权对应、分级管控”的构想及科学划定“三线三区”的要求依次进行市级国土空间总体规划和分区国土空间规划编制，因此应先通过“三生”空间、水资源、建设用地等统计图掌握余姚市资源分布、开发建设的整体状况，再通过生态保护空间网络、路网可步性、教育设施可达性等分析图辅助宏观区域总体功能区划、中观片区用地类型布局优化和微观详规空间要素配置。在评估优化方面，由于进行国土空间规划编制需对现行市域总体规划和土地利用总体规划进行实施评估，按照《市县国土空间规划实施评估指标》需在“三调”数据中提取相应指标，评估现行规划实施水平，提出优化建议。具体产品体系如图4所示。
图4 余姚市“三调”地图产品体系
本文将从综合基础类、规划服务类和评估优化类中各挑选一张有代表性的地图产品，联系上文地图产品设计方法介绍其具体的设计方案，样图制图指标及表现方法见表1。
表1 样图制图指标及表现方法
《土地利用现状图》是综合基础类中反映区域土地利用特征的地图产品，需使用户能够迅速了解土地利用整体分布趋势及各类型土地的分布状况。由于主要要素斑块复杂、信息量大，在设计时仅保留各级行政区界线和行政驻地及其注记辅助阅读，避免过多不必要要素影响信息获取。斑块色彩及样式采用国家土地利用图制图标准设计，最终成图如图5所示。
图5 余姚市土地利用现状图
《生态保护空间网络结构分析图》是规划服务类中宏观区域辅助决策分析的地图产品，从生态保护角度出发，基于生态用地综合价值识别生态源地，根据土地利用类型构建生态阻力面，采用累积耗费距离模型计算生态廊道，识别生态节点，以掌握余姚市生态保护格局，从而引入或恢复生态景观斑块，重建或恢复生态空间的整体连通性。因此在设计中，采用范围法明确生态源地范围，采用定点符号和线状符号表现生态节点及生态廊道，描绘生态保护空间网络。同时使用饼状图表达余姚市生态源地类型占比和土地覆盖类型占比等辅助信息。在此基础上，可将生态阻力较高且无明显生态廊道的中心城区单独提出，根据其土地覆盖类型建议新增两条生态廊道，最终成图如图6所示。
图6 余姚市生态保护空间网络结构分析图
《国土空间规划实施评估图——共享—宜居》是评估优化类中反映社区（行政村）宜居水平的地图产品，可从人均住房面积、人均绿道长度、万人拥有休闲设施数量、公共服务设施可达性等多个方面展示宜居水平。以乡村文化、教育设施可达性为例，对于设施数量及设施可达性等预期性指标，可采用分级统计图表示各街道（乡镇）设施数量，采用定点符号表达设施分布和设施供给盲区，通过与设施点单向相连线状符号形象表示设施30 min可达乡村；对于建议新增设施区域此类优化类指标，可采用范围法圈出建议优化区域。最终成图如图7所示。
图7 余姚市国土空间规划实施评估图——共享—宜居
本文提出的地图产品体系建立在“三调”数据应用的需求上，具有较好的实际操作价值。由于各城市国土空间规划的构想和要求各不相同，本文对规划服务类中分析类地图产品仅做了规划层级（市域、片区、单元）上的地图特点及设计方法总结，对于其中选用地理分析模型的梳理、不同分析模型所呈现的地图特点挖掘和表示方法设计还需进一步研究。在产品设计方法研究中，对于在线地图实现方法的考虑较少，如何平衡在线地图产品实现难度和地图表现效果也有待进一步探索。以上两方面研究需要更多国土空间规划编制和电子地图设计专业人员共同努力。
END
引文格式：王令琦，杜清运，苏世亮，等. 面向国土空间规划的“三调”地图产品体系设计[J].地理信息世界,2020,27(4):102-108.
作者简介：王令琦，陕西西安人，地图学与地理信息系统专业，主要研究方向为民生地图设计、辅助决策分析图设计与地图产品体系设计
编辑：张永超
初审：齐 阳
审核：彭震中