战争历史事件可视化表达研究与实践
陈敏颉1，陈 达2，崔虎平1，夏 俊1
（1.信息工程大学地理空间信息学院，河南 郑州 450001；2. 31682部队，甘肃 兰州 730020）
摘 要： 针对现有战争历史事件可视化存在的表示方法单一、时间信息表达缺乏等问题，以战争历史事件为研究对象，分析其要素组成和相关特点；在此基础上探讨了战争历史事件可视化策略，开展了基于历史事件运动轨迹的可视化表达方法的分类研究。最后以这些可视化原则和方法为指导，对工农红军长征历史事件进行可视化表达。拓展了地图表达时空综合信息的能力，为战争历史事件信息全面、真实、生动的表达提供了一定的理论依据和实践基础。
关键词： 战争历史事件；可视化原则；可视化方法；工农红军长征
目前就战争历史事件而言，相关的记录材料很多，但还是以文字描述及录像为主，可视化方面的研究和成果非常少，且存在以下问题：①多采用动线法、定点符号法等传统专题地图表示方法，表示方法单一，无法反映其战争过程的动态变化，没有很好地发挥出地图在战争历史中的空间认知作用；②侧重表示某个战争历史事件发生的地点和路线，而对其发生的时间、事件中人员、兵力等其他重要信息表示较少，没有突出时间特征和其他属性特征的表达；③战争历史事件可视化设计和实现更多从制图者角度出发，对事件时空综合认知的研究还比较缺乏，没有充分考虑用户认知需求和视觉感受，影响用户对战争历史事件全面、多角度的认知。
基于以上问题，本文结合可视化相关理论，分析了战争历史事件的要素组成和特点；探讨了战争历史事件中各要素可视化表达的方法，开展了基于历史事件运动轨迹的可视化表达方法的分类研究；并以工农红军长征历史事件为例进行可视化表达。增强地图在表达时空信息方面的能力，为便于用户认知、深刻理解战争历史事件信息提供了一定的理论依据和实践方法。
1 战争历史事件的概念和特点
1.1 战争历史事件的概念
战争历史事件一般由战争发生的时间、地点、人物、属性（军队类型、兵力、武器等）和发展过程等要素构成，通过将这些要素进行可视化可以全方位、多角度地表达战争历史事件[1-2]。
1.2 战争历史事件的特点
战争历史事件综合考虑了时间、空间等要素的相互联系，而以往地图的表达大部分没有放在事件环境里去表达，且缺乏时间信息，这就导致了对事件的表达方法单一，不够完整。因此，需要归纳出战争历史事件的相关特点以指导其可视化设计，特点主要如下：
1）5 w+1 h特征。这里的5 w分别指“who”、“what”、“where”、“when”、“why”；1 h 指“how”[3-4]，这是战争历史事件中的六要素。5 w+1 h的特征决定了在对事件信息可视化时要表示的内容以及表达的方法。在可视化中主要是将事件中的时空信息、事件人物、属性以及事件起因、经过、结果等要素进行生动的展示，核心是对事件时空过程可视化[5]，帮助用户全面、真实、快速地理解整个战争历史事件，探索隐含的规律。
体育课程作为高中教育的重要课程，是深受学生喜爱的一门课程。然而，当前高中体育教学中却面临着教学内容单一、教学方法陈旧、教学模式僵化的问题，球类运动、广播体操、田径运动等占据着高中体育教学的主体，这些项目虽然具有很好的健身价值，但难以全面满足学生的学习需求，特别是对于运动天赋较差的学生而言，更是如此。拓展训练作为体育教学的补充，项目更加丰富多样，如信任背摔、电网、穿越火线等经典项目，可以很好地丰富体育教学。
3）以时间为序列组织事件，突出时间要素的重要性。现在对战争历史事件发生的空间环境关注较多，对时间信息的认知较少，战争历史事件是随时间变化而发展的，它不仅仅是发生在特定的空间内，时间同样在其中有着重要的影响。时间的流动才导致了空间的变化和事件的发展，事件的演变也正是按照时间的顺序来进行，时间和空间这两者都是事件存在的重要因素。要想用户了解整个事件，设计者就要以时间为序列组织事件。
2 战争历史事件可视化策略
考虑到时空结合是历史战争事件的一大主要特点，在这里提出了根据历史战争事件中的运动轨迹选择可视化表达方法的策略，主要分为以下4类：
安：当然是范·克莱本的演绎！关于你说的解构，我认为他是第一个抛开此曲极其复杂的技术，而以更高的视角审视此曲完整艺术价值的演奏家！这样的视角也是极有前瞻性的。他的演奏不追求极致速度，却是满满的音乐性、歌唱性。他无须用这首曲子证明什么，也并未因为其中的技术而歇斯底里。他把“拉三”当成纯粹的音乐。
根据战争历史事件的特点，下面主要介绍战争历史事件信息中各要素的可视化方法；考虑到时空特点是事件信息的一大主要特点，提出了根据事件信息的时空特点选择可视化表达方法的策略，开展了基于历史事件运动轨迹的可视化表达方法的分类研究。
2.1 战争历史事件可视化方法
战争历史事件中时间的粒度范围包括年、月、日，是一种线性时间，可以采用时间轴的表达方式。①时间是均匀分布的，每个刻度代表具体时间，通过将事件发生的地点与时间轴上的时间刻度相连，在一张图上能同时直观地看到时间和空间信息，例如，某时某地发生何事，某两个事件发生的时间间隔长短和距离远近等；②时间轴的形状可以随战争中的运动轨迹变化，二者能有较好的契合，可获得较好的视觉感受，也有利于同时表达时空信息。一种方法是使用静态时间轴刻画时间信息[11]，采用静态的表示方法，给读者营造一个稳定的读图环境，不易漏掉其他重要的信息。另一种是采用动画交互的方式，可供读者反复进行观察和思考，并有可能发现其中一些内在规律。从不同时间层次展示战争历史，用户可以选择某个重要事件，切换时间刻度，进入局部地图与事件的浏览。
时间表达具有一种在粒度上的层级系统，包括秒、分、小时、日、月、年等[6]，包含线性时间和周期时间[7]。事件是随时间变化运动发展的，许多研究者选择用动画方式来展示事件中运动轨迹的演变，描述事件运动路线随时间不断变化或者描述在不同的时间点发生的事情[8-10]。
2.1.1 时间信息的可视化
1）底图数据。包括行政区划数据和地形数据等。行政区划数据来源于“世界行政区划网站”（http://www.xzqh.org），地貌、交通、水系、境界等地理底图数据来源于“中国测绘网”（http://www.cehui8.com/3S/GIS/20130702/205.html）的国家基础地理信息中心1:400万数据。
战争历史事件中的空间信息以点、线、面3种形式进行可视化。点描述的主要是军队运动过程中经过的标志性地点，如某个城市或者某个建筑物等，直接用不同的点状符号将其实际位置标出，表示其空间分布，还可以对重要地物用高亮、闪烁等方式突出表示。
线描述的主要是战争历史事件中军队的运动轨迹，轨迹一般是移动物体在空间中的位置及该位置周围的地理情况，也叫“时间-空间路径”[11-12]，常用的可视化方法是流地图Flow Map[13-14]，它将时间事件流与地图进行融合，例如拿破仑远征俄罗斯战争图就是一个经典的案例。在战争历史事件中，运动轨迹用流地图的方法，用带有箭头的一系列线段将事件中经过的点和运动轨迹表示出来，线宽、线的色彩还能表示其他质量和数量特征。
面主要描述的是战争历史事件中的相关区域分布，通过面的色彩、透明度等对其空间分布和属性进行表达。
2.1.3 人物、属性、事件过程的可视化
2）以时间序列筛选和组织事件数据。本文以时间为序列，选择中国共产党领导的中国工农红军（红一方面军、红二方面军、红四方面军和红二十五军）在1933～1936年间的重大历史事件记录。
事件过程可视化采用注释法，将空间位置、时间轴和事件描述连接起来，可以了解到战争中不同时间、不同地点上发生的重要事件，通过语言和视觉变量两种形式表达信息，加深用户的认知。
2）时空结合特征，时空跨度较大。所有战争历史事件必须在一定的空间内随着时间变化发展，时间和空间结合紧密，因此对其进行研究时要避免出现时空分离的情况。战争历史事件不同于一般社会事件，其周期都比较长，发生的范围也比较广泛，一般选择在比较大的场景范围内将其可视化。另外，每个战争历史事件的时空特征都有所不同，在对其进行可视化表达时要充分考虑其时空特点，这也是合理选择表达方法的一大依据。
通过设置交互可以从不同层次展示战争历史，用户可以选择某个重要事件，进入局部地图与事件的浏览，或者切换时间／空间刻度和角度，对于某一主题/线索的搜索展示更多的事件过程，从而更全面地了解战争历史。
2.2 基于事件空间轨迹的可视化表达方法的分类
战争历史事件具有多种要素，用可视化方法能够表示其中一种或多种要素，如何将多种要素在系列图上显示以揭示要素间的联系，从而全面、完整呈现整个事件，以及如何使用户获得较好的视觉感受，便于阅读认知，是其可视化的难点。
在样品预溅射过程(1.3.2)激发掉可能存在污染物或氧化物的表面，待测元素同位素质谱峰强度趋于稳定后即可正式采集分析数据，一般每个激发点采集3到4组分析数据，同一样品选取对称的2到3个位置进行激发，收集全部数据进行平均处理，即为待测杂质元素浓度。
1）轨迹呈线性的战争历史事件可视化方法。轨迹呈线性是指在一定比例尺的底图上，事件的整体运动轨迹呈现出东西向或南北向等单向发展的特点。轨迹呈线性的典型例子即上文所提到过的拿破仑征俄示意图，该图中拿破仑军队只有前进和撤回两个方向，采用了“流地图”的方法，并结合叙事符号传递了大量的事件信息。若时间特征不明显，仅表示空间信息，则把运动的轨迹在地图上表示出来即可；若想在地图中加入时间特征，可采用线性时间轴的方式展现。
我们过去的公民教育是：不要对这个国家说三道四，拣好的说就是爱这个国家，家丑不可外扬。错了，真正的公民是有责任的，不光是说这个国家好叫爱国，指出这个国家和政府运作过程中的毛病也是爱国，一定程度上讲是更爱国。——崔永元认为，我们应该想办法容纳这种声音，让这种声音发出来。
2）轨迹呈环形的战争历史事件可视化方法。轨迹呈环形是指在一定比例尺的底图上，事件的整体运动轨迹呈现出多向发展并且连接为接近圆环形状的事件。轨迹呈环形的事件很容易就联想到类似于钟表的环状时间轴表示法，环形的时间轴是用户阅读的视觉中心，将其他要素的信息按时序联系组织起来环绕在时间轴周围，形成完整的“视觉场”，引导读者按照时间顺序完成阅读，便于用户形成对事件的整体认知。比如中央红军的长征路线就是环状，将空间轨迹与钟表盘相结合，将重要事件发生的地点、时间轴、事件描述三者连接，可以同时观察不同时间、不同地点发生的不同事件，或两个事件发生的距离和时间间隔等时空综合信息。
3）轨迹交叉较多的战争历史事件可视化方法。 轨迹交叉较多指在一定比例尺的底图上，事件的运动轨迹呈现出方向杂乱无章且相互交叉的特点。在平面地图上表示则会显得杂乱无章，不便于用户理解，因此可以采取在二维空间增加一个时间维的方法如时空立方体，或者用“捆绑法”，将同类性质的轨迹线连接到一起，可以避免轨迹重叠而造成视觉上的混淆，同时可以反映事件运动轨迹随时间变化的情况。
4）无特定轨迹的战争历史事件可视化方法。有一些战争历史事件只是在固定的某一个或者几个地点发生，并无特定的运动轨迹，空间特征需在地图上标明发生地点来反映，对这些点进行聚类分析可以进行事件发生频率等的统计，获取隐含的信息。对于时间表示可采用时间轴动画、在不同地点用渐变透明度（饱和度、亮度）标识以表示在该地点事件发生的时间。
3 战争历史事件可视化实例
3.1 长征历史事件数据的获取和处理[15]
3.1.1 数据获取
依照“全面、准确、真实”三大原则，将与长征历史主题相关的信息进行收集。
此外也要考虑到你所处的环境。例如在婚礼过程中，身处安静的环境里，相机锁定焦点时持续发出的蜂鸣音就会显得很不合时宜。在一些野外条件下，响声甚至会吓跑被摄主体，所以在这种情况下开启提示音无遗是愚蠢之举。
2.1.2 空间信息的可视化
关键词是论文的核心是作者对文章主题进行精炼之后得到的结果，有着很强的代表性[3]。研究领域的热点，通常可以用频次高的关键词来确定并且中心性超过0.1的关键词，则被认为具有较强的影响力，通过该点展开的研究较多[4]。由于不同的人对同一内容有不同的理解方式，导致命名的关键词不一致[5]。因此，本研究将含义相同、相近或存在包含与被包含关系的关键词进行合并最后重新运行软件，得到图2。高中心性关键词(＞=0.1)有大鼠、肿瘤、护理、糖尿病、教育、教学、慢性肝病、帕金森病、凋亡、治疗、糖尿病、肾病、小鼠十二个高中心度词。
2）长征历史事件专题数据。包括时间、地点、人员、数量、重要事件的起因、经过和结果等，通过文献记载（例如档案、书籍、期刊、学术论文、研究报告、地图、纪录片等）和网络搜索引擎得到。
3.1.2 数据处理
长征历史事件相关的文献资料非常之多，其中很多原始数据信息存在错误、残缺、重复、前后不一致等问题；而且由于数据来源不一，各数据采用的标准、尺度也多种多样。因此在进行可视化设计之前，必须对所搜集到的数据信息进行处理。
1）明确长征历史事件中要表达的要素。用户要对事件全面认知，因此按事件要素将数据进行分类，包括时间、人物、地点、属性和事件描述。
强制对流换热系数hf和接收器附近风速有关。可以用ROBERT[6]实验数据拟合曲线得到强制对流换热系数与风速的关联式
人物和属性可视化的关键是合理利用各种视觉变量。战争中人物主要指军队的类型，用不同的形状和色彩进行区分；人员和武器数量用统计图表中的柱状图进行表示，其高低表示人员多少，结合时间轴，可以知道军队规模随时间变化情况。
3）数据清理和变换。对于重复的数据删除多余的；对存在信息缺失的数据进行补充完善；对标准、尺度不统一的数据，转换为统一尺度下的通用标准格式，如时间统一用公元标准，以“日”为最小粒度。
3.2 长征历史事件可视化实现
首先要分析长征的时空特征：时间上，整个长征历史事件历时2 a以上，时间跨度较大，并且事件过程随时间变化频繁；空间上，红军长征共跨越14个省份，足迹遍布大半个中国区域，整个长征的运动轨迹呈现为类似顺时针方向的圆弧状，由江西、福建等地开始，经由贵州、四川等地，至陕北地区结束。
按照本文提出的可视化策略，以“便于用户认知”为原则[9]，设计出如图1所示的中国工农红军静态图，该图依赖严谨的结构布局，经过丰富的视觉层次表现，引导用户以时序完成对长征历史事件的认知。
1.5 病理检查及观察指标 清扫标本送常规病理检查，计算试验组Ⅵ区清扫标本中黑染组织和未黑染组织，以及对照组Ⅵ区标本的淋巴结总数量、转移淋巴结数量，有无甲状旁腺。计数侧颈区淋巴结清扫后各区标本的淋巴结总数量、转移淋巴结数量。
1）时间轴中的时间划分采用类似于钟表刻度的方法，使时间均匀分布；
心事重重的欧阳锋坐公交时误过了两站，回到家菜都已经凉了。吕凌子重新去厨房热了菜，端回餐桌。吃饭时两个人都不说话，欧阳锋始终埋着头。欧阳锋的这种精神状态令吕凌子暗自担忧，身为妻子，她十分了解丈夫的个性，即便自己有满腹怨言，也只能忍着，她不能眼睁睁地看着丈夫被逼上绝路，或推下深渊。
2）用一系列带箭头的线段表示随时间变化的运动轨迹，用形状和色彩两种视觉变量来区分不同的军队，增加投影和渐变等拓展的视觉变量，使运动轨迹有一定的立体感和动态感；
2018年5月中旬我初识刘崐六世孙女刘红和她的弟弟刘忠,5月22日有幸应邀参加湖湘文化研究会和清风杂志社联合主办的刘崐首届学术研讨会,10月17日又应邀到周南学士实验学校，参加刘崐铜像拜谒仪式,亲身感受了人们对学识高深的清官楷模刘崐的景仰和怀念之情。作为一个对湖南人才和湖湘文化有过系统研究的社会科学专家,我深切地感到，应当把刘崐真实完整地书写出来。
李志勇心里特别高兴，可他没想到，拜访过程并不顺利。 “我见到那家酒店的经理时，那经理只是上下打量了我几眼，看我一身乡土气，就不耐烦地把我赶了出来。无奈的我走出酒店，恰巧碰到了另一个供货商，人家穿着西装马甲，胳膊下夹着小皮包，头发梳得溜光水滑，皮鞋擦得锃亮酒店经理看见了，赶紧连声打招呼‘老板您好您好’，我心里真不是滋味。”酒店门前的李志勇看了看自己，身上是皱巴巴的衬衫，脚上是15块一双的皮鞋，叹了一口气。
3）将重要事件发生的地点、时间轴、事件描述三者连接，可以同时观察不同时间、不同地点发生的不同事件，或两个事件发生的距离和时间间隔等时空综合信息；将柱状图和时间轴结合，能直观看到中央红军数量随时间变化情况，还能发现隐藏的信息，例如，在1934年12月初，红一方面军人员数量从56 000变为30 000，从图中可以发现是因为突破国民党的封锁线造成了战斗减员；1935年8月中旬，毛儿盖会议后人员数量骤减，用户很易联想到红军过草地造成的非战斗减员；
4）色彩在事件表达中还能引导用户情感，传达给用户隐形的情绪。长征给人们传递的是积极的革命主义精神，所以图面主色调较为鲜艳，如红一方面军运动路线、连接线和人员数量采用较为鲜艳的橘红色；苏区作为背景要素，采用饱和度较低的淡红色，并增加一定透明度；长征的起点和终点用具有革命象征意义的红色五角星标注；图面装饰采用黑白的长征行军图给人们传递一种艰苦奋斗的精神，这些都引导着用户的情感认知。
图1 中国工农红军长征图
4 结 语
本文结合可视化相关理论，分析了战争历史事件的要素组成和特点，探讨了战争历史事件中各要素可视化表达的方法并开展了基于历史事件运动轨迹的可视化表达方法的分类研究；拓展了静态地图表达时空信息方面的能力，为用户全面认知战争历史事件提供了一定的理论支撑和实践方法。但关于事件信息可视化还有许多理论和方法值得研究和探索，例如增加动态交互环节，从不同层次展示战争历史，将VR等技术与事件可视化结合，使用户更加真实、多感官地认知事件。
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中图分类号： P208
文献标志码： B
文章编号： 1672-4623（2019）02-0065-04
收稿日期： 2017-12-06。
项目来源： 国家自然科学基金资助项目（41471336）；国家重点研发计划项目（2016YFB0502300）。
doi： 10.3969/j.issn.1672-4623.2019.02.018
第一作者简介： 陈敏颉，硕士研究生，主要从事地理信息可视化研究。
标签：战争历史事件论文; 可视化原则论文; 可视化方法论文; 工农红军长征论文; 信息工程大学地理空间信息学院论文; 31682部队论文;