3.4　地图绘制工具

用于绘制地理数据的工具与上文的可视化工具之间存在一些交集。不过随着近年来地理数据的显著增多，我们绘制此类数据图的手段也层出不穷。如今移动定位服务持续升温，随之也将出现更多带有经纬度坐标的数据。地图也是一种非常直观的数据可视化方式，值得我们关注。

在互联网发展的早期，绘制电子地图并不容易，效果也谈不上讲究。还记得当年在访问MapQuest网站时，必须先找到东南西北，然后才能得到一小幅静态地图吗？Yahoo！也曾提供过类似的服务。

这一情况直到数年后Google实现了顺滑地图（slippy map）技术后才有所改观（见图3-23）。顺滑地图技术存在了好一段时间，但直到人们的网速快到足够应付地图的连续更新，它才体现出真正的价值。我们今天使用的地图服务都用到了这一技术。除了能轻松地移动、缩放地图以便查找方向之外，地图也是浏览某些数据集的主要接口。

图3-23　利用Google Maps来查找方向

说明　顺滑地图技术是一种如今广泛使用的地图实现技术。大型的地图通常都会超出显示器屏幕的范围，因此会被分割为较小的图片，或者说区块（tile）。只有在显示器区域内的区块会显示，其他的都被隐藏起来。当用户拖动地图时，其他区块才会显示，给用户“正在拖动一整幅地图”的感觉。大家在查看高分辨率照片时可能也曾遇到过类似的处理方式。

3.4.1　可选项

随着各类型的地理数据纷纷涌入到公众领域，绘制这些数据的工具也开始涌现。其中一些只需要编写一点点代码就能运行，另外一些则需要多花些工夫。此外，还有一些工具根本就不需要编程。

1．Google、Yahoo！和Microsoft地图

这是最容易的在线工具，不过需要一些编程技巧才能实现。你的编程能力越强，就能通过Google、Yahoo！和Microsoft提供的地图API来完成越多的事情。

这三者的基本功能都很相似，但如果你是新手，我会推荐Google，因为它似乎最为可靠。它提供了基于JavaScript和Flash的地图API，以及其他一些地理相关服务，例如地形编码和方向查找等。你可以从入门指南开始，然后再扩展到其他功能，例如放置标记（见图3-24）、绘制路径或者添加覆盖图等。面面俱到的教程和代码片段应该能让你很快上手。

图3-24　在Google地图上放置标记有

Yahoo！也提供了基于JavaScript和Flash的地图API，以及一些地理相关服务，但就该公司的现状来看，我不确定它还能支撑多久。在本书写作时，Yahoo！的角色已经由积极的应用开发者转变为单纯的内容提供商。Microsoft同样提供了一个JavaScript的API（Bing旗下的产品）和一个Silverlight支持的API（Microsoft的Flash版本）。

用的地图API资源

□　Google地图API系列（http://code.google.com/apis/maps/）。

□　Yahoo！地图Web服务（http://code.google.com/apis/maps/index.html）。

□　Bing地图API（http://www.microsoft.com/maps/developers/web.aspx）。

2．ArcGIS

从核心上来看，之前提到的在线地图服务提供的只是一些基本的功能。如果你想从中得到更高级的地理数据图，恐怕就只能靠自己来实现某些功能。而桌面地图软件ArcGIS则正好相反。它是一款大型软件，可以处理大批量的数据，还提供了平滑、合成等众多其他功能。你可以在用户界面中完成所有的事情，所以也不需要写代码。

任何配有地图绘制人员的图形设计部门基本上都在用ArcGIS，专业的地理制图师也在用ArcGIS。还有很多人喜欢它。如果你对制作详尽的地理数据图感兴趣，那么ArcGIS值得一试。

我只在部分项目中用过ArcGIS，因为只要情况允许，我一般都倾向于靠编程来实现，而且我不需要它提供的所有功能。功能丰富带来的不利的一面是按钮和菜单元素过多。你也可以使用它的在线和服务器解决方案，但相较于其他实现方式而言，这些都显得有些笨拙。

有用的ArcGIS资源

□　ArcGIS的官方产品页面（http://www.esri.com/software/arcgis/）。

3．Modest Maps

我在图3-13的例子中曾提到过Modest Maps，它显示了沃尔玛的成长史。Modest Maps是一个Flash和ActionScript的区块拼接地图函数库，并且支持Python。它由一群了解在线地图的人维护，而且他们不仅是因为客户而工作，还因为这是他们的爱好。从这个角度你应该能大概了解到这个函数库的质量。

Modest Maps更像一个框架，而不仅只是一个地图API（类似Google提供的那种）。它只提供极少的必备条件，方便你创建在线地图，然后就退到一边让你随心所欲地实现。你可以使用来源不同的地图区块，也可以根据需要定制。比如说，图3-13是黑色与蓝色的主题，但你也可以轻松地改成红色和白色（对应于深色和白色），如图3-25所示。

图3-25　利用Modest Maps创建的红白主题地图

Modest Maps是以BSD许可协议发布的，所以你可以免费用它来做任何事情。不过你还是需要对Flash和ActionScript有所了解，相关的基础知识将会在第8章介绍。

4．Polymaps

Polymaps有点像JavaScript版本的Modest Maps。它由同一群人中的一部分人开发及维护，提供同样的功能——而且还不止这些。Modest Maps只能进行基础的地图绘制，而Polymaps却有一些内置的功能，例如区域密度图（choropleth，见图3-26）和气泡图。

图3-26　显示失业率的区域密度图，通过Polymaps实现

由于是JavaScript，它给人的感觉更加轻便（因为需要的代码更少），不过只能支持现代浏览器。Polymaps通过可缩放矢量图形（Scalable Vector Graphics，SVG）来显示数据，所以不能在老版本的Internet Explorer中运行，但大部分人都是与时俱进的。FlowingData网站只有5％的访问者还在用低版本的浏览器，而且我估计这一比例很快就会下降为零。

我喜欢JavaScript地图函数库的另一个原因是所有的代码都在浏览器内原生运行。你无需任何编译或者Flash输出，因此执行起来更加容易，而且也便于日后更新。

有用的Polymaps资源

□　Polymaps官方网站（http://polymaps.org/）。

5．R

R的基础版本中并未提供地图绘制功能，但有一些工具包能帮助我们。图3-27就是我在R中绘制的一张地图。注释是后期在Adobe Illustrator中添加的。

图3-27　R中创建的美国地图

R中的地图在使用上存在限制，而且相关的文档也不够详尽。因此我只在数据足够简单，而且碰巧正在使用R时才会用它来创建地图。在其他的情况下，我会使用上述的工具。

有用的R地图资源

□　地区数据分析（http://cran.r-project.org/web/views/Spatial.html）——有关地区分析的综合性R工具包列表。

□　地理统计制图实用指南（http://spatial-analyst.net/book/download）——关于如何使用R及其他工具分析空间数据的可免费下载的电子书。

6．在线工具

还有一些在线工具也能帮你可视化地理数据。在多数情况下，它们会调用人们最常使用的地图类型，然后把不重要的内容剥去——有点类似简化版的ArcGIS。免费的工具有Many Eyes和GeoCommons，前者我们曾经讨论过，它只有一些基础功能，而且只能以国家或美国各州为单位。GeoCommons的功能更多，而且交互方式更加多样化，此外还能处理常见的地理文件格式，例如shapefile和KML。

此外还有一些付费工具，其中Indiemapper和SpatialKey是最有用的。SpatialKey更偏向于业务分析和决策制定，Indiemapper则更适合制图员和设计师。图3-28就是我用Indiemapper生成的例子，只花了几分钟时间。

图3-28　Indiemapper中创建的区域密度图

3.4.2　取舍

各种形式的地图工具能满足我们不同的需求。只学会一款软件，然后就能设计出各种地图无疑是最理想的，但很遗憾这种方法行不通。

比如说，ArcGIS的功能很丰富，但如果你只需创建简单的地图，就没必要花时间去学习它复杂的界面，也不值得花钱去购买。而R提供基础的地图功能，而且还免费，但可能达不到你想要的效果。如果你希望创建在线的、可交互的地图，可以选择开源的Modest Maps或Polymaps，但它们又需要更高的编程技能。在第8章你将会学到如何使用各种可用的工具。