基于ArcGIS的中国新冠肺炎疫情电子地图制作研究

基于ArcGIS的中国新冠肺炎疫情电子地图制作研究


2024年5月11日发(作者:vivo手机怎么快速截屏)

基于ArcGIS的中国新冠肺炎疫情电子地

图制作研究

摘 要:为快速直观了解中国疫情分布,采用中国某日的新冠肺炎疫情数据,

利用ArcGIS软件,实现了中国新冠疫情电子地图的地图可视化表达,直观比较

了电子地图横竖版式,采用ArcGIS Server和ArcGIS Online两种平台发布地图

服务实现专题地图快速发布,为疫情电子地图系统的制作提供地图参考。

关键字: 疫情地图,空间可视化,地图发布

中图分类号 文献标识码

Research on making electronic map of China's COVID-19 based on

ArcGIS

LIU Dandan

1

, ZHAO Jjie

2

( Engineering Institute, Panzhihua University, Panzhihua,

617000, China)

ABSTRACT:In order to intuitively understand the distribution of

the epidemic in China, the data of the novel coronavirus in China on a

certain day was used, and ArcGIS software was used to realize the map

visualization of the electronic map of the new crown epidemic in China.

The horizontal and vertical layouts of the electronic map were

compared intuitively, ArcGIS Server and ArcGIS Online platforms

publish the map service to realize the rapid release of thematic maps

and provide map reference for the production of the epidemic

electronic map system.

Keywords Epidemic map , Spatial Data Visualization , Map

Publishing

1 前言

所谓疫情分布地图,就是电子地图的制作流程和方法结合疫情数据而成。

1854年伦敦爆发严重霍乱,约翰•斯诺医生绘制出“死亡地图”

[1]

,被认为是当

代"疫情地图"的雏形。2020年1月初,新型冠状病毒肺炎疫情(以下简称“新冠

疫情”)在我国开始爆发,为了直观了解疫情发展,观察中国境内新冠肺炎确诊

病例,疑似病例,死亡病例的分布,尚在疫情暴发初期的2020年1月23日,就

有上海网友通过苹果地图绘制了“上海冠状病毒感染病例发现地”,标注了上海

最早的16个感染病例的发生地

[2]

。各省市卫生健康委员会以及互联网巨头都制作

了实时动态更新的疫情分布地图。作者采用某一天的全国疫情数据,运用ArcGIS

软件,通过不同可视化方法制作中国新冠疫情电子地图,探讨疫情电子专题地图

的制作过程中的地图语言设计和地图可视化表达,直观比较电子地图横竖版式,

采用对ArcGIS Server和ArcGIS Online两种平台发布地图服务实现专题地图快

速发布。并在制作过程中探究地图符号库和地图颜色设定,为疫情电子地图系统

的制作提供地图参考。

2数据来源与研究内容

2.1数据来源

疫情数据来自国家和各个省级的卫生健康委员会官方网站。利用计算机爬虫

手段,将收集到的2020年3月20日的疫情数据按省级行政单位整理到Excel表

格中保存,用统计数据描述各制图区域的疫情分布情况。

在国家基础地理信息网上获得的“国家基础地理信息系统1:400万数据”

作为编辑《中国新冠疫情分布地图》地理底图的数据资料,通过投影转换将兰伯

特投影转化为高斯投影,将投影转化后的省级行政区域矢量图加含有南海诸岛的

国界线保存作为底图。

2.2地图符号设计

符号设计首先从专题地图内容和使用要求出发,用简单的图形表达尽量丰富

的信息,即设计阶段中,选择好表达对象形象的素材,在抽象概括成具体的图案

符号。通过Adobe

图1 符号表达的流程

Fig.1 The flow of symbolic expression

Photoshop软件设计符合专题内容的图案,引用到ArcGIS成为标记符号,通

过调整大小,角度,偏移量等参数使其看起来更完美。最后将样式引用添加至列

表,创造专属符号库。流程见图1。

3 疫情地图的可视化表达方法

3.1点数法

点数法的优点是读者可以直观查看实体的密度差异信息,点的分布情况以及

疏密程度反映出地理实体在时间和空间的分布特征

[5]

。点值法广泛应用于人口、

动植物分布等专题地图中。见图2,在此次疫情分布地图中用蓝色代表治愈,红

色代表死亡,橙色代表确诊,显示出多重要素的空间分布特征。通过点密度图像

从视觉直接看出疫情分布情况,简洁明了。

图2 点密度疫情地图

Fig.2 Dot-density epidemic map

3.2分级统计图法

在疫情地图中按照省级行政区域划分制图区域。通过科学分析将确诊病例分

为八类。若分级过多产生复杂的色级,使疫情的分布差别不清视觉感觉凌乱。若

分级太少又会掩盖某些区域的具体差别。通过地图颜色设计表达确诊病例在全国

分布情况的差异。如下图3所示。

图3 分级统计图疫情地图

Fig.3 Classification statistics Epidemic map

3.3条件分级比率符号

比率符号可分为绝对连续比率、绝对分级比率、条件连续比率、条件分级比

[6]

。在疫情地图中,表示新型冠状病毒的几何符号的大小与确诊病例的数量有

一定的比率关系。条件比率与数量指标不成绝对的正比关系,确保了最小的符号

能清晰可辨,最大的符号又不过分突出,且符号相互之间容易区分。如图4,分

级比率的符号大小在一定范围内保持不变,从而简化图例,方便读者提取专题信

息。采用条件分级比率表达疫情分布的可视化途径不失为好的方法。

图4 条件分级比率疫情地图

Fig.4 Condition grading scale epidemic map

3.4多种可视化方法的组合

统计专题地图表示方法的一个重要的特性,就是某些表示方法可以组合

[7]

专题地图可视化除了以上几种常见的单独表达外,更多的则是根据不同方法的优

点配合表示,以达到更好的反馈制图内容特征的目的。但是不是任意两种或几种

表示方法都可以组合使用,通过科学分析可以产生以下几种组合能更好反映专题

地图内容。不同可视化方法效果图如下图所示。

(a)色彩+比

例 (b)色彩+饼状图

图5 专题地图组合可视化

Fig.5 Thematic map portfolio visualization

3.5 竖版版式

传统的中国横版地图已经流传400年之久,且考虑到纸张成本,目前应用广

泛,横版地图沿着经线切割,最后通过地图投影转化成平面图,南海诸岛蜷缩于

右下角的小方格里,作为附图出现,比例尺只有主图的1/2

[8]

。读者无法全面直

观的认识中国全图

[9]

。2014年,由湖南地图出版社编制的中华人民共和国地图

(竖版)开始发行,竖版地图全景表示中国疆域,表达的陆地和海洋信息更加全

面,采用纬线切割这样更能反映中国的真实疆域,消除传统版式地图给读者中国

版图东西距离比南北距离更长的错觉。

由此提出制作竖版中国新冠疫情地图。通过ArcMap页面和打印设置选项设

计横竖版式以及调整地图的显示的范围,去除含有南海诸岛的插图,最后添加图

例和比例尺得到竖版疫情分布地图。如图6。

图6 竖版中国疫情地图

Fig.6 Vertical distribution map of China's epidemic

4.发布方式研究

4.1利用ArcGIS server发布

ArcGIS Server是ESRI发布的提供面向Web空间数据服务的企业级GIS软件平台,

其中地图服务功能是用ArcGIS使地图可通过Web端进行访问的方法,其核心模

图7 ArcGIS Server发布地图流程

Fig.7 arcgis server publish map process

为客户端-服务器模型。发布成功后用户可通过Web程序和ArcGIS for

Desktop以及其他程序使用该地图服务。使用ArcGIS Server完成缓存地图的发

布,发布流程如图7。

ArcGIS Sever 发布服务唯一支持的文件格式为MXD,制作完成MXD格式地图

数据后通过Map server publish工具发布。可采用多种方式连接ArcGIS server

服务器,选择切片方案并设置比例尺,可以选择根据动态图绘制和使用缓存中的

切片,目的是服务访问或者数据加载时避免过分卡顿,提高流畅度。发布地图服

务过程切片方案常选用“建议”。在“高级设置”模块中通过推荐的比例方案和

数据实际情况修改比例尺大小,发布之前进行分析,若有警告必须消除后才能发

布。

4.2 使用ArcGIS Online发布

ArcGIS Online是用于处理地理信息的基于云的完整的协作式内容管理系统,

允许组织成员使用、创建和通过Web访问地图,发布离线地图的流程图如图8。

图8 ArcGIS Online发布流程

Fig.8 arcgis online release map process

注册后,创建组织界面,创建成功后,切换到内容模块添加项目,添加自己

计算机的专题地图shape文件,填写发布细节信息, 完成发布。相比而言,此

发布方式相对简单。

5.结论

本文采用了几种常见的可视化表达方法以及电子地图横竖版式完成中国新冠

疫情地图,通过对ArcGIS Server和ArcGIS Online两种平台发布地图服务实现

专题地图快速发布。从疫情地图发展的长远趋势来看,从地图符号、色彩表达、

注记表示、多媒体表示方面还需进一步研究。

参考文献:

[1]

刘梅.支持多行业的WebGIS中间件体系结构及接口的研究与实现[D].电子

科技大学,2017.

[2]

褚传弘.新型地图创造新型连结:新冠肺炎疫情数字地图的传播变革[J].青

年记者,2020(28):40-42.

[3]

甘小芳.突发公共卫生事件中垂直领域新媒体影响力探究——以丁香医生

“新冠肺炎全球疫情地图上线”内容为例[J].西部广播电视,2020(06):3-4.

[4]

左文娜. 基于ArcGIS地图符号库制作与地图符号化模块设计[D].河南理

工大学,2014.

[5]

廖小韵.专题地图表示方法的研究[J].测绘通报,2005(12):52-55.

[6]

袁月欣,刘秀军,袁晓妍.浅谈专题地图符号系统的设计[J].测绘与空间地

理信息,2020,43(02):200-203.

[7]

马健,崔虎平等.专题制图规则及本体表达模型的研究[J].测绘科学技术学

报,2013,30(5):540-544.

[8]

罗昕,石剑峰.中国地图竖起来了[J].唯实(现代管理),2014(08):35.

[9]

湖南出版国内首批竖版《中华人民共和国地图》[J].中国矿

业,2014,23(07):60.

项目来源:

1.“工业固态废弃物土木工程综合开发利用”四川省高等学校重点实验室资

金项目(SC—QWLY—2021—Y—02)

2.攀枝花学院2022年教育教学研究与改革项目(JJ2289)


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