面向談判劃界的國(guó)界信息可視化方法研究與實(shí)踐

張 毅，華一新，曹亞妮，曹一冰

(信息工程大學(xué)地理空間信息學(xué)院，河南鄭州450052)

一、引 言

國(guó)界是確定一個(gè)國(guó)家領(lǐng)土范圍以及將該國(guó)同鄰國(guó)和公海分界的界線，也是國(guó)家實(shí)施其主權(quán)的界限[1]。我國(guó)陸地與14個(gè)國(guó)家接壤，邊界總長(zhǎng)度約2．2萬千米，是世界上陸地邊界最長(zhǎng)的國(guó)家，邊界工作艱巨復(fù)雜，面臨的劃界問題雜亂繁重，并且直接關(guān)系到主權(quán)、安全和發(fā)展三大國(guó)家核心利益。陸地國(guó)界談判劃界工作是我國(guó)外交工作中一項(xiàng)長(zhǎng)期而重要的任務(wù)，直接影響到我國(guó)的主權(quán)和領(lǐng)土完整、國(guó)家安全、民族團(tuán)結(jié)以及邊境地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)安定和人民生活[2]。

可視化自提出以來，日益受到重視并得到了越來越廣泛的應(yīng)用。1987年McCormick在華盛頓美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)召開的關(guān)于科學(xué)計(jì)算可視化的首次會(huì)議上講道：“……對(duì)于科學(xué)工作者來說，要保證分析工作的完整性，促進(jìn)深入細(xì)致地開展工作以及與他人溝通交流如此深入細(xì)致的結(jié)果，絕對(duì)不可或缺的就是對(duì)計(jì)算結(jié)果和復(fù)雜模擬的可視化能力……據(jù)估計(jì)，與視覺相關(guān)的大腦神經(jīng)元多達(dá)50%。科學(xué)計(jì)算之中的可視化正是旨在讓這種神經(jīng)機(jī)制發(fā)揮起作用來[3]?！?/p>

談判劃界工作中的可視化尤為重要。談判劃界工作政治敏感性強(qiáng)、復(fù)雜度高、難度大，涉及歷史、地理、國(guó)際法、民族、宗教、軍事等多方面因素，需要考慮的問題很多。采用可視化的方法，不僅便于分析人員快速了解爭(zhēng)議區(qū)的相關(guān)信息，而且對(duì)于劃界決策方案的制訂、決策結(jié)果的分析評(píng)估等都具有重要意義。但是，目前陸地國(guó)界談判劃界決策支持系統(tǒng)的功能主要集中在信息管理、檢索、輔助劃界方法等方面，其可視化功能還比較薄弱，主要體現(xiàn)在國(guó)界談判劃界信息的表現(xiàn)形式有限、表現(xiàn)方法單一、適應(yīng)性不強(qiáng)等方面，缺乏有效而系統(tǒng)的可視化方法來輔助談判人員更快更好地做決策。因此，有必要對(duì)國(guó)界談判劃界信息的可視化方法進(jìn)行研究。

二、面向談判劃界的國(guó)界信息可視化內(nèi)容研究

面向談判劃界的國(guó)界信息可視化的內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

1)國(guó)界核心要素。諸如界線、界碑、界樁、島嶼、沙洲、口岸、跨界水等要素，在國(guó)界線定位與定向、國(guó)家周邊安全及區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作等方面具有重要意義和價(jià)值，在國(guó)界電子地圖中，需要進(jìn)行規(guī)范化、一致化表達(dá)。

2)與談判劃界相關(guān)的文檔資料、條約、地圖等。國(guó)界談判劃界涉及問題具有點(diǎn)多、面廣和時(shí)間跨度長(zhǎng)的特點(diǎn)，需要把談判相關(guān)的邊界歷史條約及附圖、議定書及附圖、會(huì)議文件、協(xié)定、表態(tài)口徑等超媒體資料(形式包括文本、地圖、照片、錄音和錄像)以一種結(jié)構(gòu)清晰、方便快捷的方式組織管理并集中展示，以便于分析決策人員對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行快速調(diào)用與查看，便于從整體上把握邊界情況的來龍去脈，在談判前與談判過程中快速準(zhǔn)確地獲得論據(jù)資料。

3)爭(zhēng)議區(qū)的基本情況。爭(zhēng)議區(qū)是鄰國(guó)間對(duì)某一邊境區(qū)域的歸屬存在爭(zhēng)議的地區(qū)，一般指兩國(guó)主張線之間的閉合區(qū)域[2]。邊界爭(zhēng)議區(qū)的自然環(huán)境、人文環(huán)境、社會(huì)條件等因素對(duì)邊境地區(qū)的穩(wěn)定、發(fā)展及劃界決策都具有很大的影響。因此，爭(zhēng)議區(qū)的社會(huì)狀況、人口結(jié)構(gòu)、民族組成、宗教習(xí)俗、自然資源、環(huán)境狀況、水文氣候、地質(zhì)、災(zāi)害情況等的具體情況，都應(yīng)當(dāng)成為可視化關(guān)注的內(nèi)容。

4)主張線差異情況。鄰我雙方主張線不同，必然導(dǎo)致面積、水資源、礦藏、生物多樣性等各種差異情況的出現(xiàn)，只有將其以某種可視化的形式表示出來，才能讓分析決策人員對(duì)爭(zhēng)議區(qū)的區(qū)域重要性作出直觀、綜合和正確的評(píng)判，從而作出最有利的談判劃界決策。

5)劃界方案線。與上述主張線差異情況類似，劃界方案線對(duì)爭(zhēng)議區(qū)進(jìn)行空間劃分，引起了雙方“所占”地理空間區(qū)域的變化，繼而導(dǎo)致爭(zhēng)議區(qū)內(nèi)部面積、各種自然資源、人口、民族在數(shù)量上的“重新分配”。因此，動(dòng)態(tài)展現(xiàn)不同的方案線帶來的各種談判劃界影響因子在數(shù)量上的分配及差異，是對(duì)劃界方案線優(yōu)化調(diào)整的重要依據(jù)。

三、面向談判劃界的國(guó)界信息可視化方法研究

1．基于“目錄樹”組織與搜索的國(guó)界多元?dú)v史資料的可視化

國(guó)界歷史資料具有內(nèi)容復(fù)雜、格式多樣、來源不一、跨時(shí)空尺度等特點(diǎn)，因此，對(duì)這部分內(nèi)容的可視化是集資料理析、查詢檢索和可視化呈現(xiàn)為一體的綜合過程。

1)理清資料。資料的管理應(yīng)當(dāng)分門別類，層次分明，與決策者的認(rèn)知慣性相符合。本文采用“目錄樹”的方式對(duì)多元?dú)v史資料采用橫向分類、縱向分層的方法進(jìn)行組織。依據(jù)歷史資料的類別和格式，同時(shí)考慮到談判劃界的重要性，將其分為日常管理、地形圖、專題圖、邊界情況資料等4類，其中邊界情況資料目錄下又包含了歷史情況、日常管理、條約匯編、邊界概況4個(gè)子目錄。

2)多種查詢手段。要看到資料內(nèi)容，首先要在龐雜的資料庫中檢索到有效信息。為了便于用戶能夠快速找到相關(guān)的資料文檔，本文提供了基于目錄樹搜索的多種查詢方式，包括資料名稱查詢、關(guān)鍵字查詢、時(shí)間查詢、全文檢索和組合查詢，查詢的結(jié)果可作為選擇集在查詢工作目錄中留存，便于延續(xù)兩次查詢工作，提高查詢效率。

3)豐富、靈活的呈現(xiàn)方式。對(duì)于所查詢到的資料，根據(jù)其存儲(chǔ)格式不同，采用不同的顯示(播放)插件，以相同的窗口風(fēng)格和一致的操作方式展現(xiàn)給用戶，包括地圖(二維、三維)、影像、文檔(TXT、WORD、PDF等)、聲音、圖片、視頻等。在呈現(xiàn)方式上，采用單窗口、多頁面的布局形式，便于用戶選擇性瀏覽。同時(shí)，考慮到工作人員對(duì)綜合內(nèi)容的對(duì)比瀏覽需求，在單窗口中又采用了多視圖的方式，可將不同類型的資料信息以多視圖的方式排列在“復(fù)合”單窗口中同時(shí)顯示。

2．國(guó)界談判劃界信息的專題圖表示法

專題地圖是突出而較完備地表示一種或者幾種自然或社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，而使地圖內(nèi)容專門化的地圖[4]。國(guó)界談判劃界信息專題圖是指在爭(zhēng)議區(qū)地理底圖上，重點(diǎn)表示鄰我雙方的主張線，各個(gè)區(qū)域的資源、面積、人口、動(dòng)植物、地貌、重要設(shè)施等與鄰我利益密切相關(guān)的專題信息的分布、數(shù)量及重要性情況的地圖。

國(guó)界談判劃界信息專題圖主要用于反映爭(zhēng)議區(qū)域的地理環(huán)境及對(duì)談判的影響狀況，既具有一般專題圖的特點(diǎn)，又有其自身的特殊之處。國(guó)界談判劃界信息專題圖體系的建立應(yīng)遵循以下原則：

1)基本涵蓋與談判相關(guān)的全部因素。通過對(duì)國(guó)界談判劃界影響因素的分析研究，本文認(rèn)為資源、人口、動(dòng)植物、地貌、重要設(shè)施、歷史邊界是與談判利益密切相關(guān)的，故以此為頂層分類標(biāo)準(zhǔn)來構(gòu)建國(guó)界談判劃界信息專題圖。

2)定性表示與定量表示相結(jié)合。談判人員對(duì)國(guó)界相關(guān)信息的了解不應(yīng)當(dāng)僅停留在定性的層面，而是要對(duì)具體的數(shù)量指標(biāo)有相應(yīng)的概念。因此國(guó)界談判劃界信息專題圖體系中不僅要有采用定點(diǎn)符號(hào)法、線狀符號(hào)法、范圍法等方法表示地理信息分布的專題圖種，而且要有采用統(tǒng)計(jì)圖表法表示地理信息數(shù)量指標(biāo)的專題圖種。圖1所示為本文構(gòu)建的國(guó)界談判劃界信息專題圖體系。

3．爭(zhēng)議區(qū)基本情況的“卡片式”可視化方法

為了便于談判人員對(duì)爭(zhēng)議區(qū)的整體情況進(jìn)行統(tǒng)一、清晰和快捷的把握，本文采用對(duì)象化建模的方式，以爭(zhēng)議區(qū)為可視化超類對(duì)象，以“卡片”的形式統(tǒng)一呈現(xiàn)爭(zhēng)議區(qū)基本情況。具體是將談判關(guān)心的爭(zhēng)議區(qū)基本情況進(jìn)行分類分級(jí)，明確爭(zhēng)議區(qū)基本情況分幾級(jí)，每一級(jí)具體分幾類，形成嚴(yán)格的分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn);一級(jí)分類作為爭(zhēng)議區(qū)“卡片”的信息標(biāo)簽，每個(gè)信息標(biāo)簽下按照分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)布置所屬信息項(xiàng)，當(dāng)查看某個(gè)爭(zhēng)議區(qū)基本情況時(shí)，首先彈出一張卡片，卡片中載負(fù)的爭(zhēng)議區(qū)信息以標(biāo)簽頁分類，點(diǎn)擊某一標(biāo)簽頁即在卡片中獲得該類信息的全部信息項(xiàng);對(duì)于標(biāo)簽項(xiàng)下有嵌套的情況，采用彈出式窗口管理模式，為避免窗口雜亂，每一級(jí)彈出式窗口強(qiáng)制處于“激活”狀態(tài)，直到關(guān)閉方可操作上一級(jí)窗口?！翱ㄆ健笨梢暬椒▽?zhēng)議區(qū)的基本情況進(jìn)行了層級(jí)式呈現(xiàn)，符合外交談判人員的認(rèn)知習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)了爭(zhēng)議區(qū)基本情況信息的清晰呈現(xiàn)。

圖1 國(guó)界談判劃界專題圖體系

4．基于劃界方案調(diào)整的劃界影響因子動(dòng)態(tài)可視化

基于劃界方案調(diào)整的劃界影響因子動(dòng)態(tài)可視化是指在劃界方案線的動(dòng)態(tài)調(diào)整過程中，實(shí)時(shí)計(jì)算并展示資源、面積、人口等劃界影響因子的變化與分配情況，從而便于外交談判人員把握劃界方案的優(yōu)劣，作出正確的決策。本文采用空間疊置的方法將劃界方案分割的區(qū)域圖層與爭(zhēng)議區(qū)各類影響因子的分布圖層(例如資源分布圖)進(jìn)行空間疊置，統(tǒng)計(jì)出雙方所占各種影響因子的種類、分布、數(shù)量等情況，并以統(tǒng)計(jì)圖(表)的形式進(jìn)行展現(xiàn)。具體展示方式可以采用統(tǒng)計(jì)專題地圖的方式在爭(zhēng)議區(qū)內(nèi)部(地圖圖面上)展現(xiàn)劃界影響因子在雙方的分布，也可以以統(tǒng)計(jì)圖表的方式單獨(dú)展示雙方所占有的劃界影響因子在量上的對(duì)比;當(dāng)對(duì)某一爭(zhēng)議區(qū)進(jìn)行多種影響因子綜合統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，由于不同影響因子的量綱、權(quán)重不同，不能直接進(jìn)行匯總，應(yīng)依據(jù)劃界影響因子的權(quán)重評(píng)價(jià)體系，先對(duì)各因子歸一化處理，然后進(jìn)行加權(quán)匯總計(jì)算，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)多因子綜合分析的動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)。

5．劃界方案線的二三維聯(lián)動(dòng)可視化

國(guó)際慣例中，通常以地形特征要素作為國(guó)界劃界的依據(jù)，比如在劃界時(shí)常常以山脊線、河流中線為界。擁有清晰地理特征的爭(zhēng)議區(qū)，特別是具有獨(dú)一無二分水嶺或主山脊線的爭(zhēng)議區(qū)，一般具有較強(qiáng)的劃界說服力。劃界方案線的二三維聯(lián)動(dòng)可視化是指在二維地圖上擬制的方案線可直接切換并自動(dòng)精確套合在融合了正射影像的大比例尺三維地形上，通過對(duì)照顯示，觀察方案線是否準(zhǔn)確通過了地形特征線;同樣，在三維地形上通過編輯功能對(duì)方案線進(jìn)行微調(diào)，修正后的方案線又可以回溯并更新到二維地形圖中。通過二三維聯(lián)動(dòng)可視化及操作，確保了劃界方案的精確與合理。

四、國(guó)界談判劃界可視化方法的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

本文基于Esri的二次開發(fā)組件ArcGIS Engine 9．3，以Skyline作為三維信息平臺(tái)，在．NET環(huán)境下用C#語言實(shí)現(xiàn)了上述幾種可視化方法，地形及專題數(shù)據(jù)為模擬數(shù)據(jù)，具體情況如圖2、圖3、圖4所示。

圖2 基于劃界方案調(diào)整的劃界影響因子動(dòng)態(tài)可視化

圖3 爭(zhēng)議區(qū)劃界影響因子綜合動(dòng)態(tài)可視化

圖4 二、三維聯(lián)動(dòng)的劃界方案線調(diào)整

五、結(jié)束語

談判劃界是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的工作，劃界因素的多樣性、實(shí)際操作的復(fù)雜性、計(jì)算機(jī)輔助決策的困難性使得國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)談判劃界決策支持的理論與方法研究較少?？梢暬砟畹奶岢鰹檎勁袆澖缋碚撆c方法的發(fā)展提供了新的思路，使得分析決策人員能夠充分利用人類眼睛通往心靈深處的廣闊帶寬優(yōu)勢(shì)[7]，快速看到、理解、探索和分析從而得到更多信息。本文以國(guó)界談判劃界需求為指引，結(jié)合GIS的理論、技術(shù)與方法，對(duì)談判劃界決策過程中的國(guó)界地理信息可視化方法進(jìn)行了研究，并有效應(yīng)用于國(guó)界談判劃界信息系統(tǒng)，取得了較好的效果。如何利用可視化方法對(duì)多種因素之間的關(guān)系以及對(duì)多因素綜合影響等進(jìn)行深層表達(dá)、推理、分析與評(píng)估，從而更加科學(xué)有效地輔助談判劃界的決策形成尚需深入研究。

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