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本文来自 #GIS Day创意GIS作品征集# 比赛的第一名获奖者： 叶山， 威斯康辛大学麦迪逊分校地球科学系，博士研究生。
作为一名“ 恐龙+GIS”的爱好者，其作品《 北美西部的恐龙化石分布图》获得了超多恐龙忠粉的追捧与喜爱，今天作者就要给大家奉上详细的制作教程~
今天给大家展示一下我在 #GIS Day制图比赛# 中的参赛作品的制作方法。世界上没有完美的地图，尤其是这种主要用于“制图炫技”的地图。由于每个人的审美偏好不同，每一幅作品都不可能让所有人满意。
我在知乎上发布过一些地图设计中的基本原则，它们是由我的本科导师、地图学家辛西娅·布鲁尔（Cynthia Brewer）总结的，有兴趣的话可以移步围观：
但即使是这样的“原则性建议”，也并不符合所有人的胃口。因此在这里，我只重点介绍这幅参赛地图制作过程中用到的3种“ 不太常规”的手段。具体细节的把控（例如颜色选择和风格设计）就留给大家按照自己的审美和喜好去自由发挥了。
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点状要素之间的连线
这里用到的是ArcMap中的XY To Line（XY转线）工具。首先需要的是准备数据。我从PaleoBioDB古生物数据库中导出了北美洲恐龙化石的数据，并储存为csv格式。数据里，每一个化石都对应着两组坐标，即其现在的位置（lat和lng）以及它形成时的位置（lat_paleo和lng_paleo），如下图的黄色高亮部分所示。
将该文档添加到ArcMap的数据框之后，先连续两次通过Display XY Data（添加XY数据，在数据栏的对应数据中点击右键打开）工具，将所有数据根据其现坐标和古坐标添加到地图中，形成两组点状要素。
然后在ArcToolbox中打开XY To Line工具，并按下图进行设置：
完成之后，一个新的线要素层会被添加到ArcMap中。每一个数据中的两个坐标会被一条线所连接。
每条线要素的列联表里还包含了该数据的其它属性，可以根据它们来对线进行渲染。这个功能不仅能够绘制这种一对一的线，也能用于绘制一对多的线，比如某个飞机场始发航线目的地的示意图，就可以利用这个功能来绘制。
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点状渲染
实际上，在ArcMap自带的渲染风格里，就有类似的点状渲染风格。但ArcMap自带的风格无法根据地图投影的变化而重新排列点阵。想要让点阵根据地图的投影而改变排列方向和密集程度，就需要另辟蹊径，通过ArcMap中的Grid Index Features（创建格网索引要素）工具来制作。这个工具原本是被设计来制作地图册的，但实际上它的用途远远超过了预期。比如在进行空间热点分析时，可以用它来代替希森多边形，在某些情况下能够获得更可靠的结果。而制作点状渲染也是这个工具的重要潜在用途之一。
首先，建议在数据框属性中，把地图的坐标系调整为WGS 1984 Web麦卡托。然后在ArcToolbox里开启Grid Index Features工具，并按照下图进行设置：
运行之后，ArcMap里会生成一个新的网格要素。例如，当我针对“大陆”图层进行网格创建之后，会得到覆盖大陆区域的网格要素。接下来，如果我们不希望点状要素“溢出”到陆地边界之外，可以进行下一步操作（我的地图作品中省略了这一步，因此有部分点落到了陆地范围之外）：
选择之后，将选中的网格再次导出为新的要素。这些网格的中心就全部都位于陆地范围之内了。提取可用的网格之后，打开它的列联表，新建一个属性，并用Field Calculator（字段计算器）将其赋予同样的值（字段的属性和具体的值是任意的，只要保证所有的值都一致即可）。这是为稍后的渲染做准备。
下一步是对网格进行渲染。打开网格的属性，按照下图所示进行渲染：
完成之后，你就能获得由点状图案填充的大陆。之后你可以对地图进行重新投影，而点阵的排布和密度也会随着投影发生变化，让投影的效果更为生动。
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光影效果
参赛地图中光影效果的制作使用到了Multiple Ring Buffer（多环缓冲区）功能。对光影效果的制作应于最后一部完成，在开始制作之前，一定要把投影、中心和缩放调整到满意的状态。
首先，新建一个多边形要素，将其添加到ArcMap，再用编辑工具在该空要素里创建一个椭圆形，该椭圆形的一端将成为灯光效果聚焦的高光区域。如下所示：
接下来，在数据库属性里，设定好地图的背景颜色。然后在椭圆形的属性里进行渲染设置。如下图所示：
需要注意的点：1）渐变色阶越多，渐变效果越好；2）渐变部分的百分比应小于等于50%，否则会出现灯光在远端再度收敛的错误效果；3）角度应设为0度；4）在色带上点击右键，可以选择打开编辑窗口；5）颜色1为灯光聚焦处的颜色，应比底色更亮；6）添加的颜色2需与地图的背景颜色完全一致。
设置完以后，将该图层放于地图中所有点、线要素的下方。然后，在ArcToolbox里打开Multiple Ring Buffer工具，并按照下图所示进行设置：
其中，缓冲区的数量越多，光影的效果就越好。而缓冲区的大小则需要根据地图的总体尺度来决定。如果不单独设置，缓冲区的距离单位为你的坐标系所决定。请注意：设置缓冲区时，应按照缓冲距离从小到大依次添加，否则在下一步里难以呈现光影渐变的效果。
当缓冲区要素生成以后，打开其列联表，并按下图所示添加一列新的属性，起名为“透明度”，类型为任何数值类型：
然后打开Field Calculator（字段计算器），按照下图对该属性赋值：
这一列属性将会决定缓冲区的透明度。距离最大的缓冲区透明度为100%，因此你需要根据你缓冲区中的距离数据，来调整在计算器中输入的内容。完成后会得到类似下图所示的结果。
接下来，打开缓冲区要素的属性，将其渲染方式改为Single symbol（单一符号），并让它的渐变和色带设置与上面的椭圆形完全相同。
之后，右键点击Advanced（高级设置），选择Transparency（透明度）。
此时会出现一个新的窗口，在其中的下拉菜单里，选择刚才添加的“透明度”属性。如下图所示：
点击确认之后，光影效果的渲染就会完成。因为这里只是做示范，我只设置了20圈缓冲区，距离从20km渐变到400km。在参赛地图里，我设置了180圈缓冲区，背景和色带的颜色也有所不同，因此其光影渐变效果更加柔和。
以上就是我的地图中所用到的三种不太常用的操作。参赛地图中的其余内容都是通过ArcMap的常规操作完成的。
祝大家画图愉快~
