QGIS乐高阴影地图·上—乐高基础与数据获取
本文作者都昏，大家可以去关注他的B站主页，有一些QGIS相关的很不错的教程。链接放这了：https://b23.tv/Vd6mU2X
01乐高基础知识
正如所有对地图学有了解的人所知道的，当我们选择将我们生活的环境空间在一张白纸上或绘图软件上进行重现的时候，尽管我们不可避免的造成一些省略和缩放，但依旧要遵循尽可能真实的现实认知，因此需要获取尽量趋近现实的数据与信息。
在绘图方法上，往往也选择遵循贴近现实的展示方法。依据格式塔心理学的理论，直观的整体性的视觉感受带来的影响，要远胜于部分差异带来的视觉感受。因此，当我们展示植被，会使用绿色；展示荒漠，会使用黄色；而当有一天，我们希望以乐高模型的形式去展示一个地区的特征的时候，我们的第一件事，是需要去了解：乐高积木是什么样子？
哪怕是最不在意乐高积木的玩家，也能大致的提出核心砖块的样子：一个小方块上面一个小圆钮，但这明显不符合我们对于真实重现的要求，因此我们需要更多的细节。
当然，如果你仅仅想设计自己独有的乐高模型，那毫无疑问并不需要关于尺寸方面的更多信息，因为已经有很多相关工具可以协助这方面的操作，诸如官方提供的LEGO Digital Designer或者是第三方的工具，Part Designer之类，都可以快速实现。
因为我要做出一张符合现实的LEGO地图，所以我使用的主体工具，依赖QGIS这样的地理空间数据平台，其中并不会包含所需要的LEGO模块尺寸，因此我需要更进一步的了解。
在网络上的检索中，我获取了两部分页面的信息，在中文互联网上我检索到这样一张图，来自Dr. Qiu的博客（1），是单个颗粒的尺寸。
因为目标地图不考虑背面，我忽略了底面的细节尺寸，并因为凸起圆柱部分会藏入方块内部，只在最终渲染阶段涉及其在上表面的信息。
以上信息其实仍然是不够完备的，毕竟还有LEGO标记的尺寸等，但至少在目前，已经得到了粗略的尺寸信息。
当大多数人谈及或赏览一张常规的二维地图时，空间上和意义上的多个第三维往往是被忽视的。当我们把它呈现在乐高上的时候，完全可以通过立体层数的多寡与颜色的不同呈现出三个或更多个第三维。但是为了更优的展示效果，我考虑以最常见的数据和最平庸的信息来简化，务求最优的展示效果。
目标区域我选择了爱尔兰岛，有几方面的理由。
1.我个人对于爱尔兰地区各类文艺作品的钟爱；
2.海岛区域面积小，有较好的细节；
3.爱尔兰地区山地、丘陵、平原、湖泊等地形一应俱全，没有过高的高峰，节省材料同时不会过于无趣；
4.英语国家在互联网上能有效的收集官方数据资料。
如果你硬要说后面这几条都是为了第一条找的借口，我只能说，你说的对啊。
针对爱尔兰岛，我们继续来讨论第三维的问题。所谓地图的第三维，就是绘图表达出的信息，例如我们所常见的世界政区图，就是以政治区划作为地图的“第三维”，不同的区划等于不同的唯一值；而另一类常见的地图，科研论文中的配图，一般是将不同地区的数据比值，例如人口/土地面积，作为地图的第三维，进行分级并以不同颜色展示，作为分层设色地图（Choropleth）；最真实的展示第三维的地图，就是地形图了，将实际的高程抽象为等高线，或者用渲染的方式展示不同高度的阴影，其展示的第三维就是真实的空间意义上的第三维。
而我们现在要做的是将其中的两种方法结合，一方面用颜色展示其唯一值的“第三维”信息，体现在乐高积木的颜色；另一方面用一定的缩放比例确定同一位置乐高的层数，用于代替高程的“第三维”信息。
所以考虑到这里，需要的数据资源就变得渐渐清晰：
1.爱尔兰共和国政区边界
2.北爱尔兰区域边界
3.爱尔兰岛数字高程DEM
4.爱尔兰区域覆被数据
像爱尔兰共和国边界这样的数据，在该国政府数据公开网站上，往往可以直接获取。感觉似乎因为多年前受联合王国统治的原因在，两国间使用的英语相似，爱尔兰测绘局的名字与英国相似，为Ordnance Survey Ireland，战略意图同英国一样颇为显著【笑】，地址是osi.ie，其公开的数据有百余种，可见于其Open Data Portal（4）。北爱尔兰区域的边界数据可以在OpenDataNI自己的官方站（5）找到。
DEM的全球数据，各种来源、分辨率，已经是十分常见知名了，SRTM、ASTER、NASADEM、TanDEM，就不在这里聊了，选一个即可。
最后的最后，地区覆被的数据。最为天然的选择当然是真实的土地利用覆被，当然也可以选择人为划定的区域边界，那么更为细节和具体的选择，还要依据数据处理的实际结果而定。因此在这，先准备了ESRI提供的一套2020年土地覆被数据（6），作为待用的数据。
GIS从业人员解决地理空间信息可视化问题的流程思路，其实应该是比较明晰的：基础数据汇总->原始数据分析->地理空间计算处理->处理结果分析->数据可视化处理。在上部的最后阶段，我们就来逐步讨论数据汇总后的步骤。
对于研究区的分析，某种意义上，数据预处理应该是第一步。其实我们之前也做了一些关于爱尔兰的“分析”，此时的旧事重提其实是更进一步的考量。在我们汇总了不同来源的多种数据后我们要清楚的意识到一点，这些数据无法直接一同进行使用。尽管GIS平台为了便利我们的使用，提供了有效的动态投影工具将不同CRS或SRS的数据统一到第一个被加载的数据的投影上，但同时也为我们留下了一些陷阱——在数据处理过程中奇奇怪怪的错误，因此，为研究区域选定一个有效的投影坐标系统，对我们有很大的帮助。
爱尔兰地区的投影坐标系，其实我们可以在GIS平台，如QGIS，中进行一个简单的查询，搜索“Irish”，有五个投影坐标系统可以供你选择。怎么选择呢？
其实站在直接选择爱尔兰数据的角度，以OSI的投影坐标系统为准就好了，使用的多是EPSG：2157，因此这就是最简单的的选择。当然了，除了EPSG：2157之外，EPSG：29900，EPSG：29901，EPSG：29902，EPSG：29903看似也可以作为选择，可如果仔细研究一下EPSG官方站上关于这几个坐标系统的信息，就会发现有趣得很。EPSG：29900是因为修改了名字被弃用，成为了EPSG：29902。EPSG：29901只能用于北爱尔兰地区，不能用于爱尔兰共和国；而EPSG：29902恰恰相反；他们两个均在1975年被EPSG：29903取代，但EPSG：29903也在25年后，2001年1月1日，被EPSG：2157所替代。所以你看，看似很多的可能性，但当你稍加探索，正确的答案只有一个；讽刺的是，即便你不探索，也会误打误撞遇上正确的答案。
不过关于坐标系统的故事，也许也在暗示我们：地理学的相对优解最终没有被国家和政治的隔阂所阻碍？至少OSI和OSNI在坐标系统上的合作，按着OSI的说法，统合了该地区投影坐标系统和GPS定位的一致性，提升定位精度，符合欧洲标准还能获得低廉的数据获取价格，好处多多。当然了，从悲观者的角度看，我们只能说共同的利益才是解决分歧的最好方法。
数据处理结果如下表
表1｜数据处理结果列表
完成了数据的投影统一后，下一步就是划定一个明确的制图区域。其实制图区域这个事吧，本来是不怎么重要的，因为在我们的Composer里，emmm现在改叫Layout了，本应该是自由调整的。但为什么我这么急于做这件事情呢？因为确定了同一投影坐标系统的区域范围后，我们才更容易精准把握每一个乐高单元的大小。
此外，在爱尔兰岛以外的海洋区域，也可以选择留出一部分空间，对于制图渲染和最终的乐高搭建，都有一定的帮助。
那么在这里呢，我要使用的属于是我十分喜爱的一个QGIS网格工具Create Grid，可以直接计算边界，并生成不同大小形状的格网，非常有效，辅以一定的调整，可以轻松的做出合适数量和大小的网格。使用小技巧是调整的时候不要关闭窗口，可以对照log进行调整。
在这里呢，我基本参考了LEGO的产品#10701，是48*48的底板，格网是一共2304，EPSG：2157投影下爱尔兰地区的长宽比例，大约为36:46，处于经济考虑，我思考可以使用1块。
单块策略如下，注意参数选择。
图2｜Create Grid工具示意图
04文章参考
| 链接编号 | 主题 | 链接 |
|---|---|---|
1 | Dr.Qiu的博客 | https://ridiqulous.com/lego-instruction-1/ |
2 | Dr. Bartneck的博客 | http://www.bartneck.de/ |
3 | 多侧面图文件 | https://www.bartneck.de/wp-content/uploads/2019/04/lego-2x4-brick-dimensions-measurements-3001.pdf |
4 | OSI Open Data Portal | https://data-osi.opendata.arcgis.com/ |
5 | OpenDataNI | https://www.opendatani.gov.uk/ |
6 | ESRI Land Cover | https://www.arcgis.com/apps/instant/media/index.html?appid=fc92d38533d440078f17678ebc20e8e2 |
7 | OSI关于坐标系统的介绍 | https://osi.ie/wp-content/uploads/2015/04/IG-to-ITM-Migration_updated-March-2011.pdf |
再说一句，欢迎关注作者的B站个人主页：https://b23.tv/Vd6mU2X也可以选择在文末点击“阅读原文“直接跳转作者B站个人主页
作者｜都昏
排版｜Moon
校阅｜数读菌
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