北京【地图上的四季】

进入九月,天气转凉,秋意渐浓,北京进入一年中最美的季节。

北京是一个四季非常分明的城市,夏天和冬天比较漫长,春天和秋天虽然短暂,但加起来也有四个月,以下是在网上查询的北京四季划分:

  • 3月下旬到5月上旬是北京的春季,共2个月,其中
    • 3月下旬——4月上旬是初春,一个月;
    • 4月下旬——5月上旬是晚春,一个月。
  • 5月下旬到9月上旬是北京的夏季,共4个月,其中
    •     5月下旬——6月上旬是初夏,一个月;
    •     6月下旬——8月上旬是盛夏,两个月;
    •     8月下旬——9月上旬是晚夏,一个月。
  • 9月下旬到11月上旬是北京的秋季,共2个月,其中
    • 9月下旬——10月上旬是初秋,一个月;
    • 10月下旬——11月上旬是晚秋,一个月。
  • 11月下旬到次年3月上旬是北京的冬季,共4个月,其中
    • 11月下旬——12月上旬是初冬,一个月;
    • 12月下旬——次年2月上旬是隆冬,两个月;
    • 2月下旬——3月上旬是晚冬,一个月。

在北京生活多年,一直想制作一幅北京的四季地图,在上一篇公众号文章中,我们介绍了公司新推出的ECartoRender晕渲产品解决方案(【ECartoRender】地貌晕渲解决方案),在地貌晕渲以及三维景观地图制作方面有很好的应用。

于是,最近做了几幅北京的晕渲地图,使用同一个DEM数据源,叠加了四个季节的卫星影像,影像的时相选取分别依据上述的四季分划时间,目前跟大家分享的还是初步成果,影像的左下角还有少量缺失,将在后续进行完善。

大家可以从地图上感受大北京的四季,也能从地图上感受北京的地形地貌特征。

基础DEM数据和Landsat 8卫星影像的前期处理工作主要使用Geographic Imager和Global Mapper,DEM主要的处理工作为镶嵌,裁切,高程拉伸等(将高程数据拉伸到0-65535,然后存为无符号的16位数值型),Global Mapper中的栅格计算功能非常适合,影像数据的主要处理工作为投影变换、镶嵌、调色以及与DEM套合裁切,这些工作在Geographic Imager和Global Mapper中非常便。


数据源的下载与处理可以参考左下角“阅读原文”和”【干货分享】Landsat 8 Photoshop教程


后期的渲染工作主要在ECartoRender中进行,因为采用基于光线追踪的渲染算法,其效果远远好于GIS晕渲的算法,产品采用3D动画建模的思路,可以进行丰富的设置(光照/材质/角度/去噪/掩膜/…等等),并具有动画建模能力,在地形晕渲和景观图制作方面具有非常好的应用效果。

(一)DEM数据源

(二)基础晕渲图

(三)叠加分层设色高度图

(四)叠加春季影像(时相2020/04/29)

(四)叠加夏季影像(时相2020/08/03)

(五)叠加秋季影像(时相2019/10/20)

(六)叠加冬季影像(时相:2020/01/08)

(七)斜视图(45度俯视)

【视频教程】地图配准 & Geosptail PDF生成与应用

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PDF格式由于其跨平台、与设备无关的特点,同时能保存文字、矢量、图片等内容,应用非常广泛,也是现代出版印刷行业的标准格式。Adobe Acrobat Reader在其较新的版本中增加了测量工具集(查询坐标/量测/查询属性),支持读取嵌入了地理信息的PDF格式,也即Geospatial PDF。

MAPublisherGeographic Imager是分别运行在Adobe Illustrator和Photoshop上的地图制图软件,扩展了强大的GIS功能,使用户在强大的矢量图形&栅格图像编辑环境中,能够进行GIS操作,生产具有地理精度的高质量地图。也支持输出Geosptial PDF地图。

如果您是直接在MAPublisher中导入GIS数据生产的地图,是具有地理空间属性的(坐标/投影/属性等)。那么对于很多单位之前采用其他平台生产的地图,不带坐标的情况下怎么办?使用MAPublisher可以很方便的为不带坐标的地图(支持AI/EPS/PDF/JPG等格式)恢复坐标,这样便于之后叠加其他专题信息更新地图,也可以输出Geospatial PDF,提供弱GIS部门作为底图使用,或者使用Avenza Maps App在移动设备(手机或平板)上应用。

本视频教程作为MAPublisher培训视频的一部分,详细演示了使用MAPublisher恢复地图坐标的三种方法:

1、已知地图的比例尺及地图投影,使用一个参考点将地图套合到GIS参考要素;

2、已知地图的比例尺及地图投影,使用比例缩放与平移将地图套合到GIS参考要素;

3、不知道地图的比例尺和投影,通过添加几个控制点对地图进行纠正。

最后,演示了在MAPublisher输出Geospatial PDF/GeoPDF的方法。

那么,如何用好Geospatial PDF地图呢,可以借助Avenza Maps app, 您可以下载Geospatial PDF地图地图到您的移动设备(Android或ios)上,这样可以在离线环境下,结合移动设备的GPS,进行数据(属性)采集、记录轨迹、测量,信息共享,进行外业核查、调查监测等应用。为此,我们制作了一批样例Geospatial PDF地图,以及介绍了Avenza Maps在风电设计、森林管理、道路建设与火灾扑救方面的应用

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【干货分享】Landsat 8 Photoshop教程

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制作地图时,Landsat 8卫星图像是一种非常好用的数据源。

本教程针对地图制作者和遥感影像制图人员,介绍了如何获取Landsat 8影像以及在Adobe Photoshop中如何制作Landsat 8场景。重点在于创建自然彩色图像(与宇航员低头看着地球所看到的图像相似),创建3D斜视图是Landsat 8图像的另一种用途。(如下图所示)

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尽管Landsat 8是旨在用专门的遥感软件所处理的科学产品,但是Photoshop的图像工具可以很好地与它配合使用。本视频教程中涉及的大多数流程需要具备中级Photoshop技能。一些更高级的过程需要借助Geographic Imager,一款基于Photoshop的强大的GIS插件。

除了使用原始的Landsat 8多波段影像,还介绍了一种可以公开下载的具有地理参考的Landsat Look图像数据源,这些准自然彩色图像是由波段7、5和3合成的,清楚地描绘了水体,植被,裸露的地球和冰川。

Landsat 8概述

  • 由美国国家航空航天局(NASA)和美国地质调查局(USGS)共同管理的Landsat 8计划提供了公共领域的免费卫星数据;
  • Landsat 8于2013年4月11日全面投入运营;
  • 卫星在极地轨道上以705公里(438英里)的高度每99分钟绕地球运行一次。卫星在其轨道的正下方记录了地球的日光面;
  • Landsat 8每天采集约400景新影像,包括400 GB数据量。处理后的数据将在采集后的24小时内向公众公开;
  • 尽管收集了大量数据,但要在大多数地区使用无云场景仍需要数年时间。获得一些非常潮湿的热带地区的无云图像可能永远不会发生;
  • 常规覆盖范围包括北纬和南纬82°40’之间的区域。最低点(侧向看)的场景将覆盖范围扩大到了稍高的纬度,但没有达到极点;
  • 卫星每隔16天并在一天中的同一时间返回地球上的同一位置。它根据下面的天气和其他收集要求记录新影像;
  • 上午是卫星记录地球上各处的场景的时间。它在上午10:00左右越过赤道;
  • Landsat 8影像场景是朝北的。但是,由于当南行卫星飞越地球时地球会向东旋转,因此场景中覆盖的区域遵循从东北到西南的轨道飞行路线。
  • 沿飞行路径轴,Landsat 8场景的宽为185公里,高为170公里(115 x 105英里)。
  • Landsat 8不是摄影成像。卫星的两个传感器从电磁波谱的不同波长部分(称为波段)收集数据。总共有11个波段。一些波段代表人眼看不见的电磁波谱部分。
  • Landsat 8影像是带地理参考的,并使用高程模型对其进行过正射校正。投影为UTM / WGS 84坐标系。
  • 下载的Landsat 8波段为16位灰度地理标记,它们是普通的.tif图像,但具有地理配准信息。请注意,卫星传感器以12位深度收集原始数据,对外发布时内插为16bit。
  • 各波段的地面分辨率(每个像素代表地球上的距离)通常为30米。但包含15米分辨率全色数据的波段8是一个重要的例外。频段10和11从以100米分辨率采集的数据并向上采样到30米分辨率。
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本视频教程参考了美国著名制图学家Tom Patterson提供的相关资源,由北京易凯图科技有限公司录制,作为MAPublisher培训视频的补充,主要包括以下内容:

  • 如何下载Landsat 8影像;
  • 镶嵌与裁切(使用Landsat Look影像,借助Geographic Imager);
  • 投影转换(借助Geographic Imager);
  • 如何在MAPublisher中叠加带坐标的影像更新地图;
  • 影像融合(使用Landsat Look影像与第8波段);
  • 使用原始的432波段合成真彩色影像并套合Look影像进行增强;
  • 使用PS影像色彩调整工具编辑影像。

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制图师记:Tom Patterson

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根据制图师不同和地图的目的不同,制作地图的过程可能会有很大差异。Tom Patterson是公开数据集Natural Earth和热门网站Shaded Relief背后的制图人之一,他将制图视为一种创作过程。他看到地理空间数据就像艺术家看他们的调色板上的油墨。“它们是制作地图的原材料,” Patterson说。 “对我来说,地图制作过程始于在线搜集地理空间数据,然后完成对这些数据的视觉描述——地图。”

Patterson最近从位于西弗吉尼亚州并工作了26年的美国国家公园管理局Harpers Ferry 中心退休。Harpers Ferry 中心是美国国家公园管理局的媒体中心,其中大部分面向消费的地图,展品和出版物在此产生。

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厦威夷海底地图

Patterson以制作具有漂亮晕渲效果的地图而闻名,这是他在整个职业生涯中一直专注的技术。这是他钟爱的东西,也是他认为使他的地图独一无二的特点。Patterson说:“在制作晕渲时,我会竭尽全力以漂亮和理想化的方式描绘自然世界,将晕渲与地表覆盖数据、阴影效果、渐变和小插图相结合,并加以控制和约束。” 我最终希望创造一种晕渲效果,读者会发现它具有吸引力,并且与上面的矢量元素和谐地融为一体。” Patterson喜欢用明亮的颜色来描绘地形,也喜欢讲故事。“地图不仅仅是点,线,多边形,文字和像素的组合。对我来说,一张非常好的地图远远超过这些部分的总和,“他说。“地图是一种重要的交流形式,它们应该有效地将制图师的想法分享给地图读者。”

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包含海底地形、地势和水系的灰色晕渲
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基于气候变化(水平)和高程(垂直)交叉混合设色的晕渲效果

制作图形创意地图时,您希望使用能够为您提供最大控制权的工具。使用MAPublisher,您可以使用Adobe软件轻松访问和操作地理空间数据。“MAPublisherGeographic Imager弥合了图形和GIS世界之间的鸿沟。”

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Patterson是MAPublisher的早期使用者,早在1996年在北美年度制图协会(NACIS)会议上了解了这款Adobe Illustrator插件,如果您曾经使用过Natural Earth数据,您可能有兴趣知道其中大多数矢量元素是使用MAPublisher和Adobe Illustrator创建的。

在关于操作数字高程模型(DEM)数据的演示中,他评论说,为Adobe Photoshop提供类似MAPublisher的软件将非常有用,因此他也是Geographic Imager软件研发最早的倡导者。“我的建议被当时在场的Avenza总裁Ted Florence听到。他让我联系Avenza的软件开发团队,集体讨论有关Adobe Photoshop的GIS插件的想法。Geographic Imager 由此应用而生。“

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三维地图

除了他对制图界的许多贡献外,帕特森还担任过NACIS的前任主席和现任执行董事等重要职务。帕特森创建了已经被全球广泛使用开源数据集(Natural Earth),他最近为一个新的地图投影做出了贡献,该投影正在掀起制图和GIS世界的风暴—— Equal EarthMAPublisher10.4已支持该投影)。他打趣道:“这种等面积的伪圆柱投影得到了迅速的关注——似乎制图师和地图使用者一样,对以真实大小描绘国家并以令人愉悦的方式呈现的世界地图的需求还没有得到满足。”

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局部放大效果

作为在该领域取得成功和受尊敬的专家,我们问帕特森会给新的制图师提供什么建议,找到他们的方式?“寻求建议,”他说。 “地图设计和制作主要是一项独立的任务,你创建的任何地图对你来说都很容易理解和合乎逻辑的,因为你是制造它的人。但是,你的读者可能不会那么看,“帕特森说。“避免这些潜在’沟通失败’的最简单方法就是向别人展示你的地图草稿”

帕特森为制作制图师提供的另一个建议是给读者一个放慢速度阅读地图的理由。“在当今媒体饱和的环境下,设计一幅地图的诀窍在于吸引读者的眼球,点燃他们的好奇心,吸引他们。在他们放下你的地图很久之后,把重点放在你想让他们记住的信息上。”

原文:https://www.avenza.com/resources/blog/2019/05/08/cartographer-chronicles-tom-patterson/

编译整理:北京易凯图科技有限公司 陈春华

地图投影及其重要性

地球是一个球体(实际上…它不是……它是一个不规则的球体,两极略扁,赤道略鼓,但是在地图制图中我们将其近似为一个球体),而打印的地图或电脑屏幕是平的。那么我们如何从那个球体变成平面地图呢?这就是地图投影的作用!

从球体到平面将会涉及一定量的变形(失真)。地图投影的失真越少,它就越适合。许多地图投影针对特定区域进行匹配适应,并将最大限度地减少这些区域的变形(以牺牲扩大其他区域失真为代价)。

在描述这些失真时,制图师会使用三个属性:投影在角度(形状)、面积和距离方面是否保真,分别为等角、等面积和等距离。例如,如果国家A的大小是国家B的两倍,那么它将准确地反映在等面积地图投影上。在等距离地图投影中,如果A和B的距离是A和C的两倍,您将能够在地图上看到。

这些属性是互斥的,地图投影只能在三个属性中的一个保持为真,实际上大多数地图投影三个属性都有变形,但是找到了一个很好的折衷方案。

哪种投影最好?这取决于……这取决于您要制图的区域、可用的纸面形状和大小以及地图的用途。


下面以世界地图所采用的几种常用投影方法进行说明。

Mercator(墨卡托)

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这可能是最常见的地图投影之一。数十年来,它一直被用作世界挂图的标准投影,目前谷歌和其他网络地图服务使用略有修改的墨卡托投影(web mercator)。它在航海界中也很受欢迎,因为地图上的直线对应于恒定的罗盘路线(尽管不一定是两点之间的最短距离)

墨卡托投影是圆柱形投影,保形,因此形状不会扭曲。但缺点也很明显,即在较高纬度地区确实存在相当大的失真。它于1569年首次被荷兰制图师Gerardus Mercator使用。

Miller(米勒投影)

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米勒投影是由Osborn Miller于1942年设计的改良墨卡托。它的面积失真小于墨卡托投影,但这是以引入一点形状失真为代价的。这使它成为一种有用的折衷投影方案。

Winkel-Tripel

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Winkel-Tripel投影源自方位投影,也试图最小化所有三种失真。自“国家地理”将其用于世界地图以来,它变得非常流行。它由德国制图师Oswald Winkel于1921年设计。

Robinson(罗宾逊投影)

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另一个变形折衷的投影,由Arthur Robinson于1963年设计(“看起来正确”)。它是国家地理的Winkel-Tripel投影的前身,也被Rand McNally广泛用于他们的世界地图。

结论…

为地图选择投影时,请考虑地图的目的和焦点,还要考虑可用空间。例如,如果你在垂直空间有限,但想要展示整个世界,罗宾逊投影是比Winkel-Tripel更适合。

参考文献 Hans van der MaarelMap projections and why they matter

编译:陈春华


 您知道吗?

MAPublisherGeographic Imager内置了近4000种常见的地图投影,包括我国使用的北京54、西安80和CSCS2000等,当然也包含上述几种常见的世界投影,还可以支持自定义投影,支持不同投影之间的转换,让您在高端图形软件Adobe Illustrator和Photoshop进行地图设计时随时进行投影转换。详情参考下述文档。

Avenza Projections Guide.pdf