第二章地圖學(xué)

1、1、地圖學(xué)的定義和基本內(nèi)容2、地圖學(xué)同其他學(xué)科的聯(lián)系3、地圖學(xué)的發(fā)展趨勢2.1地圖學(xué)的定義和基本內(nèi)容一. 地圖學(xué)的定義及其發(fā)展 地圖學(xué)定義以地圖信息傳遞為中心，探討地圖的理論實質(zhì)、制作技術(shù)和使用方法的綜合性科學(xué)。完善的學(xué)科概念均設(shè)計三個方面：理論、技術(shù)、應(yīng)用，在發(fā)展的不同階段有不同的解決問題的重點。GIS的三種解釋：GIScience System Service地圖學(xué)的研究外延的發(fā)展變化：從強調(diào)地圖的設(shè)計制作到應(yīng)用分析 。傳統(tǒng)的地圖制圖學(xué)：以制作為中心 以手工描繪地圖圖形為基礎(chǔ) 研究制作地圖的理論、技術(shù)和工藝 具有如下特征：個人技術(shù)對地圖質(zhì)量有顯著影響；實踐經(jīng)驗積累是獲取知識的主要渠道；傳統(tǒng)

2、的師徒傳藝起主導(dǎo)作用。 地圖學(xué)的發(fā)展現(xiàn)代地圖制圖學(xué)電子計算機、網(wǎng)絡(luò)、傳感器技術(shù)的發(fā)展，驅(qū)動地圖學(xué)的理論、技術(shù)與方法發(fā)生了顯著變化，產(chǎn)生新的地圖學(xué)認識論、生產(chǎn)工藝與應(yīng)用模式 前蘇聯(lián)地圖學(xué)家薩里謝夫、蘇霍夫 提出的一整套制圖綜合理論 法國人J.Bertin 提出視覺變量理論美國人莫里斯 Morris提出形式語言學(xué)德國人的完形心理學(xué)（Gestalt）研究英國人 Board 提出的地圖模型論捷克人Kolacny提出地圖信息傳遞模型理論拓寬同技術(shù)變革共同構(gòu)成了現(xiàn)代地學(xué)的基礎(chǔ)傳統(tǒng)的： 地圖繪制、地圖概論、地圖投影、普通地圖編制、專題地圖編制、地圖整飾、地圖設(shè)計、地圖制印圍繞地圖的設(shè)計制作主線，技術(shù)路線現(xiàn)代

3、地圖學(xué)：由于眾多新概念和新理論的出現(xiàn)，在國內(nèi)外都有學(xué)者對學(xué)科體系的研究發(fā)表不同的見解，對地圖與地圖學(xué)的認識、方法論差別波蘭學(xué)者拉多依斯基：理論地圖學(xué)和應(yīng)用地圖學(xué)理論地圖學(xué) 理論方面（地圖信息傳遞功能、地圖信息變換、地圖圖形理論和地圖內(nèi)容的制圖綜合理論） 地圖評價（地圖學(xué)歷史、地圖的分類和評價標準、地圖功能、表示方法） 應(yīng)用方面（制圖方法、地圖復(fù)制方法和地圖分析解譯方法）應(yīng)用地圖學(xué)（地圖生產(chǎn)、機助制圖的應(yīng)用、地圖和地圖集的應(yīng)用、地圖作品收集及地圖教育） 地圖學(xué)理論地圖術(shù)語和表述系統(tǒng)格式塔、圖形語義、圖形效果和信息傳遞理論 地圖學(xué)方法論制圖規(guī)則系統(tǒng)符號識別規(guī)則、地圖系統(tǒng)分析方法、地圖設(shè)計與標準化方

4、法、地圖分類和使用方法、地圖制作和信息傳遞評價、優(yōu)化方法 地圖學(xué)實踐國際活動系統(tǒng)（地圖生產(chǎn)組織及流通方面）地圖組織機構(gòu)、地圖編輯、地圖生產(chǎn)、地圖發(fā)行、地圖使用及地圖學(xué)訓(xùn)練） 德國地圖學(xué)家費賴塔格跨越幾個科學(xué)部門橫斷科學(xué)為地圖學(xué)現(xiàn)代理論提供了支持地圖生產(chǎn)、研究、應(yīng)用上的計量化以計算機為主體的電子設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)代地圖學(xué)的基本特征地理學(xué)大地程測量攝影程測量地圖制圖學(xué)與地理信息工程地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)自然地理人文地理 地圖學(xué)的學(xué)科體系測繪科學(xué)與技術(shù)地圖信息論地圖信息傳輸論地圖感受論地圖模型論地圖空間認知論地圖信息可視化理論地圖符號論制圖綜合理論二. 地圖學(xué)各分支學(xué)科的內(nèi)容 理論方面 研究以地圖圖形顯示、

5、傳遞、轉(zhuǎn)換、儲存、處理和利用空間信息的理論。 從語言學(xué)角度語義信息：表達符號與實際地物之間的對應(yīng)關(guān)系語法信息：符號結(jié)構(gòu)、組織表達相互間的關(guān)系語用信息：表達符號與讀圖用戶之間的關(guān)系 仙農(nóng)的訊號傳輸信息論可用于語法信息的測度計算。 地圖信息論 地圖感受論 研究用圖者對地圖圖形（包括符號、色彩、注記）的感受過程及其特點和對圖象的心理反映特征與地圖視覺效果的理論。為地圖整飾理論和方法的基礎(chǔ)。它從視覺感受角度研究地圖符號，從心理過程與美學(xué)觀點研究地圖色彩的選擇與組合。 Bertin的視覺變量理論體系 面向盲人的觸覺地圖符號設(shè)計 現(xiàn)代信息產(chǎn)品的“以人為本”特點的體現(xiàn) 地圖可認為是經(jīng)過概括了的再現(xiàn)客觀世界的

6、空間模型，是反映自然和社會現(xiàn)象空間分布、組合、聯(lián)系和變化的形象符號模型。 地圖還可認為是圖形數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)方法表達經(jīng)過抽象概括了的制圖對象的空間結(jié)構(gòu)。 地圖模型論位置大小距離方位形狀模式動態(tài)過程內(nèi)在聯(lián)系研究地理實體世界在人們大腦中如何建立空間概念，如何在表達空間中描述地理事物與現(xiàn)象，如何在心象地圖中通過認知推理解釋空間現(xiàn)象、提取空間規(guī)律 地圖空間認知理論空間認知：關(guān)于地理世界空間特征的認知與表達心象地圖_ 駐留在記憶中的實體世界與空間特征的表達心象地圖零碎的片斷變化的比例尺多層次結(jié)構(gòu)組織情感傾向性定性化相對空間關(guān)系不確定性、模糊性有變形、曲解非一致vs常規(guī)地圖連續(xù)的平面固定均一比例尺同一水準

7、物理（本體）定量化可量算（絕對、精確）明確準確一致性基于地圖的空間認知，在空間知識、經(jīng)驗、情感作用下通過心象地圖推理，往往產(chǎn)生、發(fā)現(xiàn)新的空間特征、規(guī)律，制圖人員當時都沒有意識到的德國地球物理學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家 魏格納，在病床上發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的陸地形狀驚人的相似，尤其是非洲與南美洲，幾乎可以吻合。世紀大發(fā)現(xiàn)“大陸漂移學(xué)說” （1910年）30年后，“板塊構(gòu)造學(xué)說”立方體是地圖的應(yīng)用空間（領(lǐng)域）?？梢暬c交流傳輸處于不同地位，發(fā)揮不同作用。可視化：呈現(xiàn)未知、面對個人、交互作用高交流與傳輸：表達已知、面對大眾、人圖交互作用低 空間信息可視化理論強調(diào)揭示現(xiàn)象本質(zhì)、展現(xiàn)內(nèi)在特征的一種思維過程，逐步明朗化、清

8、晰化MacEachren的【地圖學(xué)】3 空間表達論（可視化立方體）美國著名地圖學(xué)家，CA可視化專業(yè)委員會主席 地圖語言學(xué)理論 是在地圖符號系統(tǒng)和視覺變量理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合形式語言學(xué)逐步形成的地圖符號論研究的主要內(nèi)容地圖符號語法學(xué)地圖符號語義學(xué)地圖符號語用學(xué) 現(xiàn)代的地圖語言學(xué)分為地圖符號和語言媒體符號地圖符號語言、空間圖形結(jié)構(gòu)與自然語言的映射In the southto the southon the south 地圖綜合理論綜合是思維的抽象化過程，從細到粗的思維過程， 概括, 抽象化, 粗化, 化簡等。隨著比例尺縮小，保留重要地物，去掉次要地物目標選取的目標以概括的形式表達。如何判斷重要性？

9、簡化到何種程度？定性、定量的變化規(guī)律。采用什么樣的簡化技術(shù)策略？。比例縮小綜合普通地圖制圖學(xué)專題地圖制圖學(xué)遙感制圖學(xué)計算機制圖學(xué)網(wǎng)絡(luò)地圖設(shè)計與發(fā)布移動地圖制圖學(xué)地圖制印學(xué) 制作技術(shù)方面實際制作地圖的工藝方法與應(yīng)用理論因制圖目標、表達內(nèi)容、數(shù)據(jù)形式、技術(shù)方法、技術(shù)環(huán)境不同而產(chǎn)生了不同的地圖制圖學(xué)體系 應(yīng)用方面研究地圖應(yīng)用的原理和方法通用的數(shù)學(xué)模型與計算方法面向空間位置的數(shù)據(jù)加工處理地學(xué)現(xiàn)象與過程的專業(yè) 化規(guī)律探求多元統(tǒng)計聚類分析相關(guān)分析主成分分析概率分析。優(yōu)化技術(shù)模擬退火爬山技術(shù)。智能計算神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)Agent遺傳算法粗集?？臻g數(shù)據(jù)挖掘 計量地理 空間分析地學(xué)各分支專業(yè)化的分析、計算（地質(zhì)統(tǒng)計 K

10、rig插值計算）地圖分析：運用數(shù)學(xué)工具對圖形、語義信息處理得到空間特征，派生出新的信息，但沒有融入地學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)知識、模型，不能回答深層次的地學(xué)問題空間數(shù)據(jù)挖掘：結(jié)合地學(xué)領(lǐng)域的知識，基于專業(yè)模型經(jīng)過復(fù)雜的計算，發(fā)掘地學(xué)規(guī)律、解釋地學(xué)機理、揭示地學(xué)特征。是在大量空間數(shù)據(jù)積累基礎(chǔ)上的“淘金”。但目前對空間分析與空間數(shù)據(jù)挖掘的界線沒有區(qū)分開，其他還有空間統(tǒng)計、空間量算等。馬克思主義哲學(xué)地理學(xué)地理信息系統(tǒng)測量學(xué)藝術(shù)（ 參見 教材及其他參考書）2.2地圖學(xué)同其它學(xué)科的聯(lián)系1.模擬地圖向數(shù)字地圖轉(zhuǎn)移（1）模擬技術(shù)生產(chǎn)模擬產(chǎn)品：傳統(tǒng)地圖集的編制、地圖冊的生產(chǎn)；（2）模擬技術(shù)生產(chǎn)數(shù)字產(chǎn)品：掃描地圖集中頁面制作

11、電子地圖多媒體光盤（3） 數(shù)字技術(shù)生產(chǎn)模擬產(chǎn)品：CorelDraw矢量化跟蹤輸出常規(guī)印刷紙張圖（4）數(shù)字技術(shù)生產(chǎn)數(shù)字產(chǎn)品：數(shù)字攝影測量生產(chǎn)DEM三維動畫電子圖；傳統(tǒng)模式(1) 過渡模式 (2)(3) 現(xiàn)代模式(4)不僅技術(shù)手段都是在數(shù)字環(huán)境下通過數(shù)字技術(shù)工具，產(chǎn)品形式也是數(shù)字式的2.3地圖學(xué)的發(fā)展趨勢2. 制圖向制圖、用圖并重轉(zhuǎn)移隨著空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建立完成，大量地圖數(shù)據(jù)庫的完成，如何應(yīng)用地圖分析工具挖掘地理目標形態(tài)、分布特征、分布結(jié)構(gòu)、分布模式 日益受到重視。3. 品種單一向產(chǎn)品多樣化轉(zhuǎn)移空間數(shù)據(jù)庫符號庫顏色庫文字注記可視化圖形數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用環(huán)境多樣，表現(xiàn)形式多樣，用戶層次多樣 “以人為本”，自適應(yīng)可視化 用戶參與制圖，GoogleEarth 網(wǎng)民回帖、標注“自適應(yīng)”是電子地圖的設(shè)計者和用戶之間的一種技術(shù)與需求的協(xié)調(diào)統(tǒng)一關(guān)系。GIS產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)該遵循“以人為本”的原則，即充分考慮不同文化特點、不同專業(yè)背景、不同知識經(jīng)驗、不同終端以及不同數(shù)據(jù)質(zhì)量要求的用戶的需要，從而提供用戶一種個性化的內(nèi)容、功能和服務(wù)天氣、光線（亮，暗）特殊光源條件（綠色光，大霧，晚上）數(shù)據(jù)加載速度（網(wǎng)絡(luò)速度，大數(shù)據(jù)加載）外界環(huán)境（如室內(nèi)，室外，安靜，嘈雜）顯示設(shè)備（PC，LCD，PDA，固定電話