第七講第四章專題地圖設(shè)計(jì)

1、 第四章專題地圖設(shè)計(jì) 4.1 專題地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 專題地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面，即地圖投影的選擇與設(shè)計(jì)，制圖網(wǎng)格密度的設(shè)計(jì)和地圖比例尺的設(shè)計(jì)。 一、地圖投影的選擇與設(shè)計(jì) 地圖投影設(shè)計(jì)的基本宗旨是要保持制圖區(qū)域內(nèi)的變形為最小，或者投影引起的變形誤差分布符合用途要求，以最大可能保證地圖具有必要的地圖精度和圖上量測(cè)的精度。1、制圖區(qū)域 2、地圖用途 3、投影性質(zhì) 大比例尺的自然地圖(地質(zhì)圖、地貌圖、土壤圖、植被圖）都是反映國(guó)家和區(qū)域自然資源狀況的基本地圖，要求形狀正確，面積正確。采用高斯克呂格投影。 中比例尺則采用國(guó)際UTM投影。 小比例尺的自然地圖，則根據(jù)制圖區(qū)域本身的位置、大小和形狀來

2、選擇投影。 政區(qū)地圖：等面積性質(zhì)。 中小比例尺統(tǒng)計(jì)地圖：選擇區(qū)域慣用的地圖投影。 航空?qǐng)D必須選擇等角性質(zhì)的投影，根據(jù)比例尺的不同，從大比例尺用通用的高斯克呂格投影，中比例尺用國(guó)際UTM投影，到小比例尺用等角圓錐投影或等角斜方位投影 。 大比例尺的工程圖、旅游圖要求方位正確為首位，故應(yīng)采用高斯克呂格投影。中、小比例尺的工程圖、旅游圖：等角性質(zhì)的投影。 二、地圖比例尺設(shè)計(jì) 專題地圖對(duì)比例尺的規(guī)定不像普通地圖那樣嚴(yán)格，并要求形成系列。專題地圖中只有像地質(zhì)圖、地貌圖、土壤圖、植被圖以及航空?qǐng)D、航海圖等有著像普通地圖那樣的，較為嚴(yán)格的，有一定比例關(guān)系的系列比例尺系統(tǒng)。隨著比例尺不同，其內(nèi)容的詳細(xì)程度，分

3、類級(jí)別的表達(dá)，制圖綜合的大小及用途都會(huì)隨之改變。除此以外，其它的各專題圖的比例尺是隨專題內(nèi)容表達(dá)的詳細(xì)程度，表示方法的精確與概略，地圖的用途和地圖精度要求而定的。因此對(duì)單張圖而言，往往是在用途、內(nèi)容、量測(cè)精度要求和表示方法確定后，依據(jù)紙張大小來確定和調(diào)整。對(duì)地圖集而言，主要依據(jù)區(qū)域的級(jí)別，以及制圖區(qū)域的形狀與大小來確定一個(gè)基本比例尺，并依此設(shè)計(jì)基本比例尺為基礎(chǔ)的系列比例尺。 三、制圖網(wǎng)格密度的設(shè)計(jì) 專題地圖上對(duì)制圖網(wǎng)格的表示沒有明確的規(guī)定，主要視用途而定。 坐標(biāo)網(wǎng)的作用： 1、通過制圖網(wǎng)格便于指示并量測(cè)出某制圖現(xiàn)象或制圖物體的位置； 2、通過制圖網(wǎng)格反映不同制圖現(xiàn)象因地理位置的差異而發(fā)生在性質(zhì)

4、上的差異，尋求其發(fā)生發(fā)展的規(guī)律性。 大于1：100萬(wàn)的普通地圖上，存在著兩種制圖網(wǎng)格， 小于1：100萬(wàn)的普通地圖僅標(biāo)示有經(jīng)緯網(wǎng)。 1：1萬(wàn)1：20萬(wàn)地形圖：以圖廓線的形式繪出經(jīng)緯網(wǎng)； 1：50萬(wàn)1：100萬(wàn)直接繪出經(jīng)緯網(wǎng)。 1：1萬(wàn)1：10萬(wàn)地圖上必須繪出方里網(wǎng)。密度依次為10*10，4*4，2*2，2*2（CM）。專題地圖上對(duì)制圖網(wǎng)格的表示沒有肯定的規(guī)定，主要視用途而定。 大比例尺自然地圖： 與普通地理圖一樣，有分幅和編號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，也有同樣的方里網(wǎng)即坐標(biāo)網(wǎng)，其密度與同比例尺普通地圖一樣。政區(qū)地圖：表示經(jīng)緯網(wǎng)，主要用于指示居民地的地理位置。 大比例尺的城市平面圖：由編圖人員自行構(gòu)建方格網(wǎng)，

5、這種方格網(wǎng)是獨(dú)立的，隨意的，與坐標(biāo)網(wǎng)是不一個(gè)系統(tǒng)，目的是為了易于查找各種地名，密度一般55厘米。人文地圖：對(duì)制圖網(wǎng)格的表示沒有特別的要求，只是概略地表示一些密度較稀的經(jīng)緯網(wǎng)格，有的根本不表示。 某些用網(wǎng)格形式表示的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)圖，城市地價(jià)評(píng)級(jí)圖或由點(diǎn)數(shù)法轉(zhuǎn)換為其他表示方法的圖型而需用網(wǎng)格作為過渡時(shí)，需要在圖面打上一定的密度網(wǎng)格。網(wǎng)格的密度的確定往往與比例尺有關(guān)，根據(jù)比例尺不同，有的換算為相當(dāng)于實(shí)地的100100米，有的相當(dāng)于250250米的網(wǎng)格。在用點(diǎn)數(shù)法表示人口密度圖上，如果要轉(zhuǎn)換另外的表示方法，地圖比例尺是1：100萬(wàn)，那末網(wǎng)格密度以11厘米為好；如果是1：250萬(wàn)，則網(wǎng)格密度以44毫米為

6、好，因?yàn)檫@兩種網(wǎng)格大小都相當(dāng)于實(shí)地1010公里，一個(gè)網(wǎng)格為100平方公里，很易于計(jì)算人口密度，便于利用網(wǎng)格直接得到統(tǒng)計(jì)值，并轉(zhuǎn)換成其它表示方法。航空?qǐng)D、航海圖都必須表示有一定密度的經(jīng)緯網(wǎng)，其密度與比例尺有關(guān)，大致與自然地圖的要求一樣。工程地圖中亦必須有制圖網(wǎng)格，大比例尺工程圖用的是坐標(biāo)方里網(wǎng)，以便于計(jì)量的100米100米，250米250米，500米500米等為好。密度依比例尺為準(zhǔn)。小比例尺圖則用經(jīng)緯網(wǎng)。4.2 專題地圖的符號(hào)設(shè)計(jì)一、 視覺變量的基本概念視覺變量：能引起視覺差別的最基本的圖形和色彩變化因素叫做視覺“變量”或“基本圖形變量”。法國(guó)學(xué)者J 伯庭（JBertin）所領(lǐng)導(dǎo)的巴黎大學(xué)圖形實(shí)

7、驗(yàn)室經(jīng)過多年研究，從具體圖像中抽象出6個(gè)最基本的因素，也就是6個(gè)最基本的視覺變量，即：形狀、方向、尺寸、明度、密度、和顏色。J 伯庭的視覺變量觀點(diǎn)被人們認(rèn)為是比較完善的分析方法，不過許多地圖學(xué)家對(duì)其中的“密度”變量尚存在著不同的看法。 1、 形狀： 由有區(qū)別的外形所提供的圖形特征。 點(diǎn)狀符號(hào)：形狀就是符號(hào)的外形，它們可以是有規(guī)則的圖形（如幾何圖形）也可以是不規(guī)則的圖形（如藝術(shù)符號(hào)）； 線狀符號(hào)和面狀符號(hào)：形狀則是指構(gòu)成線和面的那些像元的形狀，而不是線和面的外部輪廓，但通過這些像元形成了不同的線狀符號(hào)和面狀圖紋、圖案。形狀變量是符號(hào)在視覺上最重要的差別。形狀變量表達(dá)定性數(shù)據(jù)。 2、尺寸：指符號(hào)在

8、大小直徑、寬度、高度、面積，甚至在體積上的變化。 點(diǎn)狀符號(hào)：是指符號(hào)整體的大小，包括符號(hào)的直徑，或?qū)挾?、高度和面積的大小。 線狀符號(hào)：指線條的寬度。 面狀符號(hào)：則是指構(gòu)成其符號(hào)的像元大小，像元大小的變化引起的是整個(gè)面狀圖紋紋理的變化，而不是面狀范圍的變化。尺寸變量表達(dá)定量數(shù)據(jù)。 3、方向：指點(diǎn)狀符號(hào)和線狀、面狀符號(hào)的構(gòu)成元素的方向。方向符號(hào)受圖形特點(diǎn)的限制較大，有的幾何符號(hào)能區(qū)別其方向，而圓形符號(hào)則無(wú)方向分。 4、明度：指圖形色調(diào)的相對(duì)明、暗程度，它能引起人在視覺上的差別。明度差別不僅限于消色（白、灰、黑），在彩色圖形中，在同樣色調(diào)基礎(chǔ)上也同樣可反映其明暗的程度。通常表示分級(jí)數(shù)據(jù)。 5、密度：

9、指保持符號(hào)平均明度不變的條件下改變像素的尺寸和數(shù)量。它可以通過放大或縮小內(nèi)部圖形的方式體現(xiàn)。 6、結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)變量是指符號(hào)內(nèi)部像素組織方式的變化。與密度不同的是在于符號(hào)內(nèi)部像素的結(jié)構(gòu)組合或排列方式的不同，它反映出符號(hào)在視覺上的較大差異，因而被列入基本視覺變量之中。通常表示定性數(shù)據(jù) 7、顏色：色彩變量主要指色相變化，色相變化可以形成鮮明的差異。既可以表達(dá)定性數(shù)據(jù)也可以表達(dá)定量數(shù)據(jù)。 視覺變量的感受效果：1、整體感和差異感 形狀、方向、近似色、密度都可以產(chǎn)生整體感。強(qiáng)對(duì)比的色彩、亮度和尺寸可以產(chǎn)生差異感。2、等級(jí)感 主要是尺寸和亮度變量，密度有時(shí)也可以，色彩、方向和形狀變量通常不產(chǎn)生等級(jí)感。3、數(shù)量

10、感 尺寸變量產(chǎn)生數(shù)量感。4、質(zhì)量感 色彩變量或與形狀變量的組合產(chǎn)生質(zhì)量感。5、動(dòng)態(tài)感 視覺變量有規(guī)律的排列可以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)感。6、立體感 線性透視、空氣透視、紋理梯度、色彩變化、亮度變化和光影變化產(chǎn)生立體感。 二、符號(hào)設(shè)計(jì)涉及的因素 地圖語(yǔ)言：地圖符號(hào)、地圖色彩、地圖注記。 地圖符號(hào)是地圖語(yǔ)言中最主要、最基本的部分。地圖符號(hào)設(shè)計(jì)的必要條件是必須規(guī)定符號(hào)構(gòu)形的閾值，這里有兩層概念，一層是符號(hào)作為整體的最小尺寸，也就是最小的可見度；另一層是符號(hào)內(nèi)部在構(gòu)形上的差異度，即符號(hào)的可分辯性。同時(shí)，符號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)還要受到地圖用途、比例尺、生產(chǎn)條件以及地圖內(nèi)容和制圖技術(shù)方面的制約。符號(hào)構(gòu)形的知覺閾值 ：見下表 符號(hào)設(shè)

11、計(jì)的制約因素： 地圖內(nèi)容， 地圖比例尺， 地圖用途， 所需的感受水平， 視覺變量， 視力及視覺感受規(guī)律， 技術(shù)和成本因素， 傳統(tǒng)習(xí)慣與標(biāo)準(zhǔn)。 三、各類符號(hào)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)1、 幾何符號(hào) 幾何符號(hào)是指以簡(jiǎn)單幾何形狀為輪廓的，表示呈點(diǎn)狀分布物體的一種符號(hào)類型。幾何符號(hào)的構(gòu)圖方法：幾何符號(hào)的基本圖形是圓形、三角形、方形、菱形、五星形、六邊形及梯形等（圖43），幾何圖形的基本形雖然不多，但是通過多種變化和組合可以形成豐富的幾何符號(hào)家族。幾何符號(hào)的構(gòu)圖方法有以下幾種：（1）輪廓變化 （2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化（3）方向變化（4）幾何變形（5）組合 （6）顏色 幾何符號(hào)的系列結(jié)構(gòu) 幾何符號(hào)通過上述的幾種構(gòu)圖方法可以演變

12、成許多不同的符號(hào)，從而解決了幾何符號(hào)基本圖形不多和欲表達(dá)對(duì)象十分眾多的矛盾。然而真正應(yīng)用于具體的專題圖，如經(jīng)常見到的礦產(chǎn)圖和工業(yè)圖時(shí)，因?yàn)閹缀畏?hào)簡(jiǎn)單的圖形不易與對(duì)象引起聯(lián)想，而使讀者難以記憶，從根本上降低了讀圖的效果。所以在設(shè)計(jì)幾何符號(hào)時(shí)，應(yīng)該按照系列設(shè)計(jì)的概念，即利用不同的基本形態(tài)表現(xiàn)一級(jí)分類，依各自的差異表現(xiàn)二級(jí)分類，再依不同的顏色表現(xiàn)三級(jí)分類（圖4-6）。當(dāng)符號(hào)不大時(shí)，顏色差異比結(jié)構(gòu)差異更明顯，所以也可依顏色差異區(qū)分二級(jí)分類，依結(jié)構(gòu)差異區(qū)分三級(jí)分類（圖47）。按照系列概念來設(shè)計(jì)符號(hào)，是提高符號(hào)可讀性和自明性的最好途徑。 1、 藝術(shù)符號(hào) 藝術(shù)符號(hào)是區(qū)別于幾何符號(hào)的另一種以表示呈點(diǎn)狀分布物體為主的符號(hào)類型，由于符號(hào)形象逼真美觀，有較強(qiáng)的自明性，被稱為藝術(shù)符號(hào)，并廣泛應(yīng)用于人文經(jīng)濟(jì)地圖和旅游地圖中。藝術(shù)符號(hào)的設(shè)計(jì)是一個(gè)藝術(shù)提煉和加工改造的過程，歸結(jié)起來有以下三個(gè)手段，即提煉、夸張和結(jié)合。透視符號(hào)的設(shè)計(jì) 透視符號(hào)是按照一定的透視原理繪制的，多半用來表現(xiàn)各種建筑物，多用于各種旅游地圖中。 為了說明透視符號(hào)的設(shè)計(jì)，在此先對(duì)涉及透視的有關(guān)基本知識(shí)作一簡(jiǎn)單介紹。 （1）視點(diǎn) 指畫者眼睛的位置。 （2）畫面 是假設(shè)在眼睛和建筑物之間的一個(gè)與地面垂直的透明平面。 （3）視