Value-by-alpha地图原理与制作

刘福良

Value-by-alpha地图原理与制作

刘福良

（江西省天久地矿建设工程院 江西鹰潭 335001）

Value-by-alpha地图是制图学家Robert Roth等人于2010年提出的新型专题地图制图，可用于可视化定性数据或定量数据。Value-by-alpha地图已成为地图学专题地图中的新成员，引起国际上广泛关注，而国内对value-by-alpha地图的研究较少。本文旨在概述专题地图、阐述value-by-alpha地图在专题地图框架中的地位、解释value-by-alpha地图的原理，同时提出一种value-by-alpha地图的制作思路。

专题地图；value-by-alpha地图；透明地图

引言

地图是人类认识世界的重要途径，在人类文明史上具有举足轻重的地位。根据用途，地图分为普通地图（general-purpose maps或reference maps）和专题地图（thematic maps）。Value-by-alpha地图（VBA 地图）是地图学家于近年提出的新型专题地图表达形式，其于2010年首次由美国宾夕法尼亚州立大学地图学家Robert Roth等人提出[1]，随后在地图学界引起了广泛的关注（例如文献[2～3]）。本文旨在介绍VBA地图的原理和制作方法。

关于VBA地图的中文释义，目前国内尚未明确地翻译。VBA地图的关键是使用了计算机视觉RGBA色彩空间中alpha通道，该通道的作用是控制图像的透明程度，其取值范围为0～100%，其中0代表完全透明、100%代表完全不透明。鉴于此，本文提倡将VBA地图译为透明地图。考虑到释义的严谨性，该译名尚需更多学者讨论。余文中采用原名“VBA地图”。

1 专题地图概述

前文将地图根据使用目的分为普通地图和专题地图，其中专题地图是指为一定地使用目的绘制、突出显示地图上与单一或若干主题相关的空间要素的地图。根据内容，专题地图分为三大类[4]：自然地图、人文地图和其它地图。自然地图例如植被覆盖图、气象图等，人文地图例如行政区划图、历史文物地图等。根据制图形式，常见的专题地图又可分为分级统计图、比例符号图、点地图、等值线地图等。本节根据制图形式概述专题地图。

1.1 分级统计图

分级统计图是按区域汇总的统计数据的常用表达方法，其通过为地图上的不同的统计区域设置不同的颜色或纹理的方式可视化统计数据。由于统计数据往往数值不一、大小各异，在实际使用中往往将统计数据分成有限的若干组，即从小到大根据数值分级，因此这类地图称为分级统计图。分级统计图是最常用的专题地图之一。

1.2 比例符号图

比例符号图的功能类似分级统计图。在比例符号图中，统计数据在分级后，各级使用大小不同、但尺寸成比例的符号展示出来。常用的符号包括圆、正方形和三角形，此外，也有不少比例符号图使用圆柱作为符号、讲统计数据绘制成柱状图。在所有符号中，最常用的是圆，对应的地图称为圆形比例符号地图。

1.3 点地图

与比例符号图中常用大小不一的圆作为符号表达统计数据不同，点地图中使用大小均一的圆点，一个圆点代表一定量的数值。例如，在人口分布的点地图中，如果使用1个圆点表示100万人口，则需在人口1000万的甲省上均匀绘制10个圆点，而在人口2500万的乙省上绘制25个圆点。显而易见，点地图与比例符号图相比，不仅同样能够表达数量，而且还能在一定程度上表达数量的分布特性。

1.4 等值线地图

等值线地图是重要的专题地图，在地质、测绘、矿产等多领域具有重要的用途。在等值线地图中，数值相同的地点被连接成线（称为“等值线”），甚至形成闭合圈。实际使用时，并且将所有的数值相等的地点都连接呈现，而往往是间隔一定的数值，这样的数值称为等值距。常见的等值线图例如等高线图和等温线图。

2 VBA地图原理和分类

VBA地图可视为继分级统计图、比例符号图、点地图、等值线地图后的又一种新型的专题地图。

根据Robert Roth推荐的背景颜色，VBA地图可分为黑色背景VBA地图和白色背景VBA地图。根据其所绘制的变量本质，VBA地图又可分为三类，分别是：定性VBA地图、单极限定量VBA地图、双极限定量VBA地图。

2.1 定性VBA地图

定性VBA地图是指用于可视化定性变量（qualitative variables）的VBA地图。

2.2 单极限定量VBA地图

单极限定量VBA地图是指用于可视化单极限定量变量（unipolar quantitative variables）的VBA地图。单极限定量变量是指具有单向极限的定量变量，例如地区内男性人口比重，其理论最小值应为零，而且只能为正值、不能为负值，即改变量的取值以零为起点只具有单向的极限。在单极限定量VBA地图上，主色调只有一种。

2.3 双极限定量VBA地图

双极限定量VBA地图是指用于可视化双极限定量变量（bipolar quantitative variables）的VBA地图。与单极限定量变量不同，双极限定量变量具有双向的极限。典型的双极限定量变量如不同国家的人口增长率，有正值亦有负值、以零值为中点具有正负双向的极限。在双极限定量VBA地图中，主色调有两重，每种色调的色级可以有多种。

3 VBA地图制作

由于VBA地图较新、是国际上提出的新型专题地图，常用GIS软件（例如ESRI ArcGIS、Supermap）中尚无专门的VBA制图模块。经探索，笔者建议如下的制图方法。

（1）使用ArcGIS打开普通地图数据、选择合适的投影；

（2）修改地图数据的属性表、为需要用于VBA制图的变量设置专门的字段；

（3）在ArcGIS“图层属性”中，为新增字段设置不同的颜色；

（4）在ArcGIS“Data framepro perties”中，设置VBA地图的背景颜色；

（5）利用ArcGIS“图层属性”中“显示”选项卡中的“透明度”设置，调整alpha值。

4 结语

VBA地图是新型专题地图，是国际上新近提出的制图技术，目前国内尚无对VBA地图的介绍。本文从专题地图的概述起，解释了VBA地图的原理、梳理了其分类，并提出了一种VBA地图的制图方法。虽然VBA地图于2010年才提出，目前已经在国际上引起广泛的关注，希望本文对VBA地图在国内的应用起到点滴的推动作用。

[1]ROTH R E，WOODRUFF A W，JOHNSON Z F.Value-by-alpha Maps：An alternative technique to the cartogram[J].The Cartographic Journal，2010，47（2）：130～40.

[2]ETHERINGTON T R，PERRY G L.Visualising continuous intra-landscape isolation with uncertainty using least-cost modelling based catchment areas：common brushtail possums in the Auckland isthmus[J].International Journal of Geographical Information Science，2016，30（1）：36～50.

[3]WHEELER A.Visualization techniques for journey to crime flow data[J].Cartography and Geographic Information Science，2015，42（2）：149～61.

[4]祝国瑞.地图学[M].武汉：武汉大学出版社，2004.

P283.1

A

1004-7344（2016）27-0198-02

2016-9-8

刘福良，男，助理工程师，本科，从事测绘工程工作。