新編地圖學(xué)教程1課件

1、新編地圖學(xué)教程1新編地圖學(xué)教程1第一節(jié) 地圖概括概述一、 地圖概括的概念 地圖概括就是根據(jù)地圖的主題、用途、比例尺和制圖區(qū)域的地理特征，對各地理要素及其內(nèi)在聯(lián)系加以分析和研究，并進行選擇和概括，以反映甚至夸大表示地面某些最重要、最基本的事物或現(xiàn)象，而舍去某些次要的、非本質(zhì)的，甚至整類、整級的事物或現(xiàn)象，也就是說要對客觀事物進行取舍和化簡。又稱制圖綜合。分類和選取是地圖概括的主要手段，以數(shù)學(xué)方法及計算機為基礎(chǔ)的自動綜合概括已逐步發(fā)展起來。第一節(jié) 地圖概括概述一、 地圖概括的概念 地圖 在大比例尺地形圖上，可以比較詳細地表示出街道、街區(qū)平面圖形特點，突出建筑物和經(jīng)濟文化設(shè)施等 在中比例尺地形圖上，

2、只能表示出一些主要街道、街區(qū)平面圖形的主要特征，其他標(biāo)志已不能表示出來了 在小比例尺地形圖上，僅能顯示出城市的總輪廓；比例尺再縮小，就變?yōu)橛靡粋€點狀符號來表示其所在的位置了 在大比例尺地形圖上，可以比較詳細地表示出街道二、意義1、能使地理要素在各種不同類型、不同比例尺的地圖上得到 生動而恰當(dāng)?shù)伢w現(xiàn)。2、正確的地圖概括能反映客觀實際與地圖內(nèi)容之間的有機聯(lián) 系，提高地圖質(zhì)量。3、通過制圖綜合，可以把這些規(guī)律性以符號形式更加突出地 、直觀地反映出來；4、通過制圖綜合中解決由于地圖的縮小產(chǎn)生的矛盾（如精度 與地理特征、圖面載負量與易讀性等間的矛盾），二、意義三、 制約地圖概括的因素1.地圖的用途和主題

3、 編圖目的與任務(wù)不同，圖上反映空間數(shù)據(jù)的廣度和深度亦不同，地圖的用途是地圖概括的主導(dǎo)因素。如教學(xué)地圖與地形圖。 地圖主題決定要素的重要程度和選取，必然影響地圖概括。 同一種地理要素的選取也受地圖主題的影響。三、 制約地圖概括的因素1.地圖的用途和主題 地 理 圖地 勢 圖地圖的用途和主題的影響地 理 圖地 勢 圖地圖的用途和主題的影響 2.地圖比例尺 地圖比例尺限定了制圖區(qū)域幅面和要素總量,是決定地圖概括數(shù)量特征的主要因素。 地圖比例尺的變更，制約圖上地物的質(zhì)量特征 2.地圖比例尺 地圖比例尺限定了制圖區(qū)域幅比例尺影響地圖概的數(shù)量和質(zhì)量特征比例尺影響地圖概的數(shù)量和質(zhì)量特征 3.制圖區(qū)域的地理特

4、征 區(qū)域的自然和經(jīng)濟條件，同樣的地理事物在不同地區(qū)具有不同意義，因而影響對區(qū)域的表達。 3.制圖區(qū)域的地理特征 區(qū)域的自然和經(jīng)濟條件4.數(shù)據(jù)質(zhì)量 地圖概括是以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的種類、特點及質(zhì)量直接影響地圖概括的質(zhì)量。 空間數(shù)據(jù)：包括圖表、影像、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和文字資料。遙感資料概括成圖4.數(shù)據(jù)質(zhì)量 地圖概括是以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)5.圖解限制影響符號最小尺寸設(shè)計的因素： 視覺分辨能力；人的視力能辨認0.030.05毫米的線。 印刷與繪制技術(shù)；最好的繪圖技術(shù)能繪出0.060.09毫米的線劃，刻圖法可刻繪0.030.05毫米的線劃，較高的制印技術(shù)能印出0.080.1毫米的線。 地物和地理環(huán)境：如湖泊

5、、沼澤、森林等的最小輪廓面積至少要2.53.2平方毫米，才能清晰可辨 。 地圖的內(nèi)容受符號的形狀、尺寸、顏色和結(jié)構(gòu)的直接影響，并制約著概括程度和方法。5.圖解限制影響符號最小尺寸設(shè)計的因素： 地圖的內(nèi)容受第二節(jié) 地圖概括的基本方法一、選取 反映制圖空間數(shù)據(jù)的類型及其區(qū)域差異 反映制圖空間數(shù)據(jù)在不同比例下的信息容量 反映空間數(shù)據(jù)的精度結(jié)果要求：第二節(jié) 地圖概括的基本方法一、選取 反映制圖空間數(shù)據(jù)常用方法： 資格法等比數(shù)列法 用于河流等線狀地物要素的選取區(qū)域指標(biāo)法 適用于各類要素的選取定額法圖解計算法 用于居民點選取回歸分析法 多用于1：10萬、1：20萬地圖 上居民點的概括 根式定律法：開方根規(guī)

6、律 用于從大比例尺編制小比例尺圖常用方法：資格法等比數(shù)列法 用于河流等線狀地物要素的選取區(qū)（1） 圖解計算法：以地圖符號的面積負載量 (S) 確定符號選取數(shù)量指標(biāo)的方法。S = n (a + p) n為/cm2居民點個數(shù)； a為符號面積； p為注記面積S = n (pr 2 + 3.5 d 2 )南京市字寬dr注記面積 pr1、定額法： 規(guī)定單位面積內(nèi)應(yīng)選取的事物或現(xiàn)象的總數(shù)或密度，以保證地圖具有相當(dāng)豐富的信息，而又不影響地圖的易讀性。 上式做一變形，小圓面積為pr 2，每個漢字面積為寬高，設(shè)為d 2，地名一般由三個漢字組成，外加字符間隔0. 5個字符，則上式可變?yōu)椋?（1） 圖解計算法：以地

7、圖符號的面積負載量 (S) 確定符號SSi/100mm2 = (Spri2 + S3.5 di2 ) / 100mm2 此方法一般用于確定居民點選取數(shù)額居民點面積負載量：地圖上每100mm2 區(qū)域面積中， 居民點面積的總和不應(yīng)超過的上限。一般S的值不應(yīng)超過某一指標(biāo)，常以100mm2面積內(nèi)，符號的面積所占數(shù)量為指標(biāo)。如，對于東北這樣人口集團式居住的地區(qū)，在1：10萬的地圖上，每100mm2面積內(nèi)，符號面積不能超過50mm2，在1：20萬中，不能超過30mm2，1：50萬不能超過16mm2。 實際應(yīng)用中，是將前式反推，即先由經(jīng)驗參數(shù)獲得居民點面積負載量，然后n就可以用100mm2面積內(nèi)的限制指標(biāo)，

8、除以(r+p)得到。 SSi/100mm2 = (Spri2 + S3.5 d（2） 回歸分析法 地圖上居民點的選取程度，同實地密度之間存在著相關(guān)關(guān)系。 這里相關(guān)系數(shù)只說明兩個變量的相關(guān)關(guān)系及緊密程度，不說明二者間的數(shù)量關(guān)系。即要找到一個最合適的選取數(shù)量，使它與實際數(shù)量間的相關(guān)性最高。所以r值可以是一個驗證最后選取程度好壞的指標(biāo)。 xi 為居民點實地密度x 為居民點平均密度yi 為圖上選取數(shù)y 為選取的平均數(shù)（2） 回歸分析法 地圖上居民點的選取程度，同經(jīng)全國抽樣計算地形圖上居民地1：10萬和1：20萬地形圖上居民地選取的回歸曲線y = axba,b 為待定系數(shù)建立回歸方程：經(jīng)全國抽樣計算地形

9、圖上居民地1：10萬和1：20萬地形圖上1:10萬地形圖居民地選取指標(biāo)多用于1：10萬、1：20萬地圖上居民點的概括1:10萬地形圖居民地選取指標(biāo)多用于1：10萬、1：20萬地例 1：10萬地圖上居民地選取的回歸方程：y=14.24X-0.576假設(shè)有一個區(qū)域，實地密度是每平方公里少于110個居民點，則X110，求得Y95%，即選取程度為95%，則選取指標(biāo)是11095%105，即只有105個居民點可留下。 總結(jié)：定額法的選取受地理區(qū)域、地理要素的意義及其分布特點、符號大小、字體規(guī)格等因素的影響。缺點是，難以保證選取數(shù)量同所需要的質(zhì)量指標(biāo)取得協(xié)調(diào)。往往是達到了質(zhì)量要求，但有些地區(qū)按定額選取卻遠達

10、不到數(shù)量指標(biāo)；而有些地區(qū)卻超標(biāo)。例 1：10萬地圖上居民地選取的回歸方程： 編制確定要素選取的區(qū)域指標(biāo)圖，在計算機制圖過程中，此方法的使用需有專家系統(tǒng)的支持?？偨Y(jié)：資格法優(yōu)點是標(biāo)準(zhǔn)明確，簡單易行。缺點是，只有一個標(biāo)志作為衡量選取的條件，有時不能全面衡量事物現(xiàn)象的重要程度，而且不易體現(xiàn)選取后的地圖容量，難以控制各地區(qū)圖面載負量的差別。2、資格法：取一定的數(shù)量或質(zhì)量指標(biāo)作為選取的資格 總結(jié)：資格法優(yōu)點是標(biāo)準(zhǔn)明確，簡單易行。缺點是，只有一個標(biāo)志作3、根式定律法 德國地圖學(xué)家特普費爾 (F.Topfer) 提出的方案： 新編地圖所應(yīng)選取的地物數(shù)量與原始地圖地物數(shù)量之比符合原始地圖與新編地圖的比例尺分母

11、之比的平方根。NB = NA MA / MBN 為圖上地物數(shù) A 原始圖 M 為比例尺分母 B 新編圖3、根式定律法 德國地圖學(xué)家特普費爾 (F.Topfe開方根規(guī)律的擴展實際上，在講影響地圖概括的因素的時候，相同的地物在不同區(qū)域的處理要性是不同的，如水在干旱區(qū)與濕潤區(qū)，此外，還有符號尺寸的大小也會影響所表達內(nèi)容的豐富程度，因此，特普費爾又在基本公式的基礎(chǔ)上，增加了符號尺寸改正系數(shù)C和地物重要性改正系數(shù)D，將公式擴展為：開方根規(guī)律的擴展實際上，在講影響地圖概括的因素的時候，相同的 NB = NA (MA / MB )X NB = NA ( SA / SB ) (MA / MB )X NB =

12、NA ( fA / fB ) (MA / MB )X點狀要素線狀要素面狀要素NA資料地圖中有關(guān)要素數(shù)量； NB新編地圖中有關(guān)要素數(shù)量； MA資料地圖比例尺分母；MB新編地圖比例尺分母； SA、SB線狀符號寬度； fA/fB面狀符號面積； x選取級，數(shù)值越大，重要性越小，選取數(shù)量越少。一般x=0（詳 盡），x=1（詳細）、x=2（欠詳細）、x=3（簡略）。 NB = NA (MA / MB )X點狀要素線狀例一河流選取指標(biāo)9 (11)24 (25)NB2559NA1:25萬 1:50萬X = 31:10萬 1:25萬X = 2河流條數(shù) 比例尺指標(biāo) 括號外為沒考慮C，若考慮C，設(shè)原始寬度為0.25

13、MM，概括后寬度為0.24MM,則SA / SB =1.04，由此得括號內(nèi)數(shù)字，分別為59*0.4*1.04=25, 29*0.35*1.04=11例一河流選取指標(biāo)9 (11)24 (25)NB2559N 提示：以線狀為例，由于原始線的寬度已知，可先令SB為一個值，按制圖要求的某一X值算出NB，然后再令一個SB值，算出NB，直到NB數(shù)目不致太多而雜亂，也不致太少而不能反映區(qū)域特征。 提示：以線狀為例，由于原始線的寬度已知，可先令例二資料地圖比例尺為1：1萬，新編地圖比例尺為1：5萬，資料地圖上居民地個數(shù)為87，則新編地圖上的居民地應(yīng)為： 表1(MA/MB)x的值MA：MBX0X1X2X31：1

14、.510.8160.6670.5441：210.7070.50.3531：2.510.6320.40.2531：410.50.250.1251：510.4470.20.0891：1010.3160.10.0321：2010.2240.050.011x=0（詳盡）NB87187個x=1（詳細）NB870.44739個x=2（欠詳細）NB870.217個x=3（簡略）NB870.0898個例二資料地圖比例尺為1：1萬，新編地圖比例尺為1：5萬，開方根規(guī)律的基本特點：直觀地顯示了地圖概括時從重要到一般的選取標(biāo)準(zhǔn)，是一個有序的選取等級系統(tǒng)。是線性方程，在地圖比例尺固定的條件下，地物選取的比例一致。 未

15、考慮到地理差異，特別是制圖地物分布的密度變化。選取級x的調(diào)整可適當(dāng)彌補地理差異的影響。(5)用于從大比例尺編制小比例尺圖總結(jié)：根式定律法適用于同一種符號的同一類地圖，但它只指出取舍的限額，而具體保留哪些要素，舍去哪些要素，仍需由制圖者根據(jù)資格法確定。因此，它與定額法一樣，都要與資格法配合作用。 開方根規(guī)律的基本特點：直觀地顯示了地圖概括時從重要到一般的二、 簡化（一）質(zhì)量特征的 簡化 地物表示到地圖上時，要有主次之分，例如實地道路、橋梁很多，但只有我們希望表示的道路和相應(yīng)的橋梁才把它畫在地圖上，所以地圖上的地應(yīng)經(jīng)過分類和分級處理，不符合制圖目的的地物都要舍棄掉。二、 簡化（一）質(zhì)量特征的 簡化

16、 地物表示到普通地圖內(nèi)容通常分為十大類，遵循一定的規(guī)范。專題地圖則根據(jù)相應(yīng)內(nèi)容的學(xué)科體系分類。1:25萬時，水系分類僅保留了河流、運河、常年湖和水庫。1971年版1:10萬水系分類普通地圖內(nèi)容通常分為十大類，遵循一定的規(guī)范。1:25萬時，（二）數(shù)量特征的簡化 減少事物的數(shù)量差別，增大數(shù)量指標(biāo)內(nèi)部數(shù)值變化的間距，對于數(shù)量指標(biāo)低于規(guī)定等級的事物予以舍棄。分級愈多，數(shù)量化簡的程度就越低。 （二）數(shù)量特征的簡化 減少事物的數(shù)量差別，增大（三）圖形特征的簡化1、基本要求： 保持輪廓圖形和彎曲形狀的基本特征；保持彎曲轉(zhuǎn)折點的相對精確性；保持不同地段彎曲程度的對比。2、基本方法： 按最小尺寸限定進行選取 按

17、開方根定律進行簡化W,d 為最小尺寸，則Wiw,did，取Wiw,did，舍Wiw,did或Wid ，部分取（三）圖形特征的簡化1、基本要求：2、基本方法：W,d 為最新編地圖學(xué)教程1（四） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化 空間數(shù)據(jù)構(gòu)成平面圖，在簡化過程中應(yīng)盡量保持地物原有的格局特征。（四） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化 空間數(shù)據(jù)構(gòu)成平面圖，在簡化過三、 夸 張編圖目的不同，影響了內(nèi)容詳簡地圖從設(shè)計圖例開始便開始采用夸張 如公路設(shè)計。 強調(diào)重要的地物，符合審美和寓意的需要。 如某河流中游比上下游都寬，但在小比例尺上表示時仍采用從源頭到河口漸粗的實線表示，意味著流量不斷增加?？鋸埣仁堑貓D藝術(shù)性的需要，也是地圖技術(shù)上的需要。三

18、、 夸 張編圖目的不同，影響了內(nèi)容詳簡1. 局部夸大 ：有時為了顯示和加強某些特征，需要夸大某些碎部，如一條多微小彎曲的山區(qū)公路，若按指標(biāo)進行化簡，微小彎曲有可能全部被舍掉，公路將變成一條平直線段，從而失去原有特征，此時，就需要在刪除大量細小彎曲的同時，夸大其中某些小彎曲。如長江的表達。當(dāng)然這種夸張要適可而止。 1. 局部夸大 ：有時為了顯示和加強某些特征，需要夸大某些2. 位移：當(dāng)比例尺縮小后，為表達正確的相互關(guān)系，需將某些要素進行移位，原則是“將次要的事物移位，主要事物應(yīng)盡量保持其實際位置”。如當(dāng)公路符號與居民地符號相互重疊時，就要移動居民地符號的位置，而不移動道路符號。因為道路符號的局部移位，必然引起道路方向和形狀的改變，而居民地符號移位，只是點的移位，對不具有方位