GIS-10第十一章空間數(shù)據(jù)表現(xiàn)及地圖制圖

1、GIS-10第十一章空間數(shù)據(jù)表現(xiàn)及地圖制圖第一頁，共126頁。課 題：空間數(shù)據(jù)表現(xiàn)與地圖制圖目的要求：了解 GIS數(shù)據(jù)表現(xiàn)與地圖學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。理解地圖符號的概念，掌握地圖符號的分類、表現(xiàn)形式。理解專題地圖的概念，掌握面狀專題信息的主要表示方法和表現(xiàn)手段。了解專題地圖設(shè)計涵蓋的基本內(nèi)容。理解制圖綜合的目的和意義，了解影響制圖綜合的主要因素，掌握制圖綜合的基本方法。了解地理信息的可視化的基本概念和相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：地圖符號的相關(guān)內(nèi)容，專題地圖的表現(xiàn)，制圖綜合的方法教學(xué)難點(diǎn)：專題地圖的設(shè)計及表現(xiàn)教學(xué)課時：4課時教學(xué)方法: 講授第二頁，共126頁。主要內(nèi)容1 GIS數(shù)據(jù)表現(xiàn)與地圖學(xué)2 地圖符號3 地

2、圖上的注記4 專題信息表現(xiàn)5 專題地圖設(shè)計6 制圖綜合(制圖概括)7 地理信息的可視化第三頁，共126頁。空間數(shù)據(jù)的表現(xiàn)功能貫穿于GIS空間數(shù)據(jù)處理的始終，功能的許多方面，包括符號、專題信息表達(dá)、圖幅配置、制圖綜合等，都來源于地圖制圖，這也表明了地理信息系統(tǒng)和制圖學(xué)的淵源關(guān)系。從某種角度上來講，地理信息系統(tǒng)可以稱為“動態(tài)的地圖”，它提供了比普通地圖更為豐富和靈活的空間數(shù)據(jù)表現(xiàn)方式，如動態(tài)信息表達(dá)、虛擬現(xiàn)實等等。1、GIS數(shù)據(jù)表現(xiàn)與地圖學(xué)第四頁，共126頁。1、GIS數(shù)據(jù)表現(xiàn)與地圖學(xué)地圖與GIS地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖，是地圖信息的新載體地圖是GIS的重要數(shù)據(jù)來源地圖強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析、符號化與顯示，而

3、GIS更注重于信息分析。地圖是GIS輸出產(chǎn)品的一種類型地圖與計算機(jī)制圖地圖學(xué)中的新領(lǐng)域，是將地圖設(shè)計和繪制通過計算機(jī)程序和相應(yīng)的繪圖硬件來實現(xiàn)地圖符號已經(jīng)可以完全由計算機(jī)繪制計算機(jī)制圖綜合尚不成熟，需要更多的專家經(jīng)驗和知識輔助綜合進(jìn)行第五頁，共126頁。地理信息系統(tǒng)輸出產(chǎn)品類型 地圖圖像統(tǒng)計表其他（三維多媒體虛擬現(xiàn)實、電子沙盤等）第六頁，共126頁。第七頁，共126頁。1.1 構(gòu)成地圖學(xué)與GIS的數(shù)學(xué)法則比例尺地圖上直線長度與地面上相應(yīng)距離的水平投影長度之比地圖投影地球表面垂直投影到地球橢球表面，橢球表面按投影法則投影到平面1.2 地圖學(xué)與GIS的符號地圖符號表達(dá)地圖內(nèi)容的基本手段，它不僅能表

4、示事物的空間位置、形狀、質(zhì)量和數(shù)量特征，而且還可以表示各事物之間的相互聯(lián)系及區(qū)域總體特征。圖形符號注記1.3 地圖學(xué)與GIS的制圖綜合第八頁，共126頁。2 地圖符號及構(gòu)成特點(diǎn)（1） 概念地圖符號（Symbol）是地圖的語言，它是表達(dá)地圖內(nèi)容的基本手段，它包括在地圖上用以表示各種空間對象的圖形記號，以及與之配合使用的注記 。地圖符號的實質(zhì)是以約定關(guān)系為基礎(chǔ)，用一種視覺形象圖形來代指事物現(xiàn)象的抽象概念。地圖符號可以指出目標(biāo)種類（如公路）及其數(shù)量特征和質(zhì)量特征（如公路行車部分的鋪面種類和寬度），并且可以確定對象的空間位置和現(xiàn)象的分布（如人口密度等）。第九頁，共126頁。地圖符號舉例，如下圖第十頁，

5、共126頁。地圖符號是由形狀不同、大小不一和色彩有別的圖形和文字組成，注記是地圖符號的一個重要部分，它也有形狀、尺寸和顏色之區(qū)別。就單個符號而言，它可以表示事物的空間位置、大小、質(zhì)量和數(shù)量特征；就同類符號而言，可以反映各類要素的分布特點(diǎn)；而各類符號的總和，則可以表明各要素之間的相互關(guān)系及區(qū)域總體特征。第十一頁，共126頁。第十二頁，共126頁。（2） 地圖符號分類 1）按照符號的定位情況分類可以將符號分為定位符號和說明符號。定位符號是指圖上有確定位置，一般不能任意移動的符號，如河流、居民地及邊界等，地圖上的符號大部分都屬于這一類；說明符號是指為了說明事物的質(zhì)量和數(shù)量特征而附加的一類符號，它通常

6、是依附于定位符號而存在的，如說明森林樹種的符號等。它們在圖上配置于地類界范圍內(nèi)，但都沒有定位意義。 第十三頁，共126頁。（2）地圖符號分類2）.按符號和所表示對象的比例關(guān)系分類可分為：比例符號、半依比例符號不依比例符號第十四頁，共126頁。半比例符號第十五頁，共126頁。（2）地圖符號分類3.按符號所表示制圖對象的地理特征量度分為： 定性符號、定量符號和等級符號第十六頁，共126頁。形象符號抽象符號（2） 地圖符號的分類4）按地圖符號的視覺含義分類第十七頁，共126頁。5）按照符號所代表的客觀事物分布狀況分類可以把符號分為體積符號、面狀符號、點(diǎn)狀符號和線狀符號?？臻g分布：三維 0, 1, 2

7、, 3 x, y, z時空分布：四維 0, 1, 2, 3, 4 x, y, z, t地圖符號的幾何分類點(diǎn)狀符號線狀符號面狀符號體積符號空間信息的幾何特性第十八頁，共126頁。（2） 地圖符號的分類 體積符號：表達(dá)空間上具三維特征的現(xiàn)象的符號。具定位特征，與比例尺相關(guān)。地圖符號的幾何分類第十九頁，共126頁。面狀符號是一種能按地圖比例尺表示出事物分布范圍的符號。面狀符號是用輪廓線（實線、虛線或點(diǎn)線）表示事物的分布范圍，其形狀與事物的平面圖形相似，輪廓線內(nèi)加繪顏色或說明符號以表示它的性質(zhì)和數(shù)量，并可以從圖上量測其長度、寬度和面積，一般又把這種符號稱為依比例符號。 第二十頁，共126頁。點(diǎn)狀符號是

8、一種表達(dá)不能依比例尺表示的小面積事物（如油庫等）和點(diǎn)狀（如控制點(diǎn)）事物所采用的符號。點(diǎn)狀符號的形狀和顏色表示事物的性質(zhì)，點(diǎn)狀符號的大小通常反映事物的等級或數(shù)量特征，但是符號的大小與形狀與地圖比例尺無關(guān)，它只具有定位意義，一般又稱這種符號為不依比例尺符號。 第二十一頁，共126頁。線狀符號是一種表達(dá)呈線狀或帶狀延伸分布事物的符號，如河流，其長度能按比例尺表示，而寬度一般不能按比例尺表示，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目浯?。因而，線狀符號的形狀和顏色表示事物的質(zhì)量特征，其寬度往往反映事物的等級或數(shù)值。這類符號能表示事物的分布位置、延伸形態(tài)和長度，但不能表示其寬度，一般又稱為半依比例符號。 第二十二頁，共126頁。

9、1.定名量表：對空間信息的處理只使用定性 關(guān)系，一般不使用定量關(guān)系的量表.2.順序量表：按某種區(qū)分標(biāo)志把事物現(xiàn)象構(gòu)成的數(shù)組進(jìn)行排序，區(qū)分為一種相對等級的方法.3.間距量表：是指利用某種統(tǒng)計單位對順序量表的排序增加距離信息，即成為間距量表.4.比率量表：是以制圖數(shù)據(jù)的起始點(diǎn)為基礎(chǔ)，按某種比率關(guān)系進(jìn)行排序，且呈比率變化.（3）地圖符號的量表第二十三頁，共126頁。圖 地圖符號4種量表系統(tǒng)第二十四頁，共126頁。第二十五頁，共126頁。1.綜合抽象性2.系統(tǒng)性3.約定性4.傳遞性5.時空性由形狀、尺寸和顏色變化組成的各種地圖符號并不是孤立的，它們具有內(nèi)在的聯(lián)系。通過符號的變化可以把地圖內(nèi)容的分類、分

10、級、重要、次要等不同情況表達(dá)出來。（4）地圖符號的特征第二十六頁，共126頁。1）符號的形狀符號的形狀主要是表示事物的外形和特征，面狀符號的形狀是由它所表示的事物平面圖形決定的，點(diǎn)狀符號的形狀往往與事物外部特征相聯(lián)系，線狀符號的形狀是各種形式的線劃，如單線、雙線。2）符號尺寸符號尺寸大小和地圖內(nèi)容、用途、比例尺、目視分辨能力、繪圖與印刷能力等都有關(guān)系，不同的比例尺的地圖，其符號大小也有所不同。3）符號的顏色符號的顏色可以增強(qiáng)地圖各要素分類、分級的概念，簡化符號的形狀差別，減少符號數(shù)量，提高地圖的表現(xiàn)力。使用顏色主要用以反映事物的質(zhì)量特征、數(shù)量特征和等級。 （5）符號的構(gòu)成要素第二十七頁，共12

11、6頁。整體感、差異感、立體感等不同的感受效果。地圖符號使用了不同的視覺變量，如尺寸、形狀、灰度、紋理、方向和顏色等，實現(xiàn)了不同的感受效果。（6）地圖符號的感受效果第二十八頁，共126頁。地圖上能引起視覺變化的基本圖形、色彩因素稱為視覺變量，也叫圖形變量。是構(gòu)成地圖符號的基本元素，其由六元素組成：1.位置 是指符號在圖上的定位點(diǎn)或線2.形狀 如用圓表示村鎮(zhèn)，用表示首都3.尺寸4.色彩 是應(yīng)用最廣泛，區(qū)別最明顯的變量5.網(wǎng)紋 網(wǎng)紋即構(gòu)成符號的暈線、花紋6.方向 方向指符號方向的變化a、地圖符號視覺變量（6）地圖符號的感受效果第二十九頁，共126頁。1.形狀變量是視覺上能區(qū)別開來的幾何圖形的單體。（

12、6）地圖符號的感受效果a、地圖符號視覺變量第三十頁，共126頁。2.尺寸變量是組成不同形狀的符號在量度上的變量。（6）地圖符號的感受效果a、地圖符號視覺變量第三十一頁，共126頁。3.方向變量適用于長形或線狀的符號a、地圖符號視覺變量（6）地圖符號的感受效果第三十二頁，共126頁。4.顏色變量 是最活躍的視覺變量，又包含三個子分量：色相，亮度，彩度。a、地圖符號視覺變量（6）地圖符號的感受效果第三十三頁，共126頁。 5.網(wǎng)紋變量 指在一個符號或面積內(nèi)部對線條或圖形記號的重復(fù)交替使用。線劃網(wǎng)紋點(diǎn)狀網(wǎng)紋混合網(wǎng)紋a、地圖符號視覺變量（6）地圖符號的感受效果第三十四頁，共126頁。b、 視覺變量的組

13、合第三十五頁，共126頁。表3-1 地圖符號視覺變量所表達(dá)的制圖對象特征制圖對象特征位置P形狀F色彩H尺寸S網(wǎng)紋T方向D色相H1純度H2亮度H3大小S1粗細(xì)S2長短S3分割比例S4排列T1疏密T2空間分布符號定位點(diǎn)、線、面質(zhì)量特征符號的形狀變化符號的色相變化符號內(nèi)網(wǎng)紋排列變化符號內(nèi)網(wǎng)紋疏密變化符號內(nèi)網(wǎng)紋方向變化數(shù)量特征等值線位置符號的色相變化符號純度變化符號亮度變化符號大小變化符號粗細(xì)變化符號長短變化線狀符號內(nèi)分割比例符號內(nèi)暈線、花紋排列變化符號內(nèi)網(wǎng)紋疏密變化內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)符號的色相變化結(jié)構(gòu)符號的純度變化結(jié)構(gòu)符號的亮度變化結(jié)構(gòu)符號內(nèi)分割比例結(jié)構(gòu)符號內(nèi)網(wǎng)紋排列變化結(jié)構(gòu)符號內(nèi)網(wǎng)紋疏密變化等級強(qiáng)度符號

14、形狀變化符號色相變化符號純度變化符號亮度變化符號大小變化符號粗細(xì)變化符號長度變化符號內(nèi)網(wǎng)紋排列變化符號內(nèi)網(wǎng)紋疏密變化時空動態(tài)符號位置變化線、面狀符號的色相變化線、面狀符號的純度變化線、面狀符號的亮度變化符號大小變化符號內(nèi)網(wǎng)紋疏密變化符號方向變化第三十六頁，共126頁。1.整體感與選擇感整體感是指閱讀不同視覺變量構(gòu)成的符號圖形時，感覺好象一個整體，沒有哪一種顯得特別突出c、視覺變量的視覺感受效果第三十七頁，共126頁。2.等級感 是指符號圖形被觀察時能迅速、明確地產(chǎn)生出的等級感受效果。如居民地圖形符號的大小，道路的粗細(xì)等第三十八頁，共126頁。第三十九頁，共126頁。3.數(shù)量感 是指讀圖時從符號

15、的對比中獲得的數(shù)量差異感受效果尺寸 是產(chǎn)生數(shù)量感最有效的視覺變量100100100190252801520050一維二維三維圖 數(shù)量感的形成主要在于尺寸的變化第四十頁，共126頁。第四十一頁，共126頁。第四十二頁，共126頁。4.質(zhì)量感 被觀察對象能被讀者區(qū)分成不同的類別或性質(zhì)的感受效果稱為質(zhì)量感。產(chǎn)生質(zhì)量差異的最有效變量：形狀、顏色（色相）、結(jié)構(gòu)第四十三頁，共126頁。第四十四頁，共126頁。5.動態(tài)感第四十五頁，共126頁。第四十六頁，共126頁。第四十七頁，共126頁。6.立體感一般利用近大遠(yuǎn)小(尺寸)、光影變化(亮度)、壓蓋遮擋、色彩空間透視、網(wǎng)紋變化等形成立體感第四十八頁，共126

16、頁。第四十九頁，共126頁。第五十頁，共126頁。3 地圖上的注記3.1 地名及其在地圖中的意義注記中名稱注記的主要種類是地名；地名具有音、形、義三要素；地名關(guān)系著行政管理、領(lǐng)土主權(quán)和民族尊嚴(yán)1960年聯(lián)合國成立地名專家組，指導(dǎo)地名標(biāo)準(zhǔn)化1977年成立中國地名委員會及各地地名審核機(jī)構(gòu)1977年聯(lián)合國通過“采用漢語拼音作為中國地名羅馬字母拼寫法的國際標(biāo)準(zhǔn)”第五十一頁，共126頁。地形圖上的注記第五十二頁，共126頁。3.2 注記的作用與功能地圖注記分為：名稱注記：說明各種事物的專有名稱。說明注記：說明事物的種類、性質(zhì)、或特征。 數(shù)字注記：說明事物的數(shù)量特征。圖幅注記：說明地圖的編制狀況。 系統(tǒng)地

17、利用字體、尺寸和色相，地圖注記便成為空間信息歸類的手段。第五十三頁，共126頁。3.3 注記的定位注記排布 注記在圖上的排列方式，主要有四種： 水平字列：平行于南北圖廓。 垂直字列：垂直于南北圖廓。 雁行字列：字符連線與注示物走向平行，成直線，字直立。 屈曲字列：字符連線與注示物走向平行，成自然彎曲，字向不直立。慎重地進(jìn)行注記定位能夠加強(qiáng)地圖的視覺平衡。第五十四頁，共126頁。4 專題信息表現(xiàn) 分布方式表示分布范圍表示類別表示數(shù)量表示動態(tài)點(diǎn)定位符號符號形式：幾何符號文字符號象形符號符號顏色符號大?。ㄓ蒙顪\不同的顏色表示主次）數(shù)字注記定點(diǎn)擴(kuò)展法、定位圖表法線線狀符號線的形式線顏色線條粗細(xì)，長短，

18、附加不同數(shù)目的小短線動線法面面狀符號（范圍法）質(zhì)底法點(diǎn)值線法，分級統(tǒng)計圖法，圖形統(tǒng)計圖法，等值線法和分層設(shè)色法表示擴(kuò)展的范圍法，擴(kuò)展圖形的圖形統(tǒng)計圖法第五十五頁，共126頁。按照專題制圖對象的分布特點(diǎn)選擇符號 分布特征狀況表示方法固定一點(diǎn)一定瞬間的狀態(tài)移動 空間變化符號法、運(yùn)動線法符號法、定位圖表法固定一線一定瞬間的狀態(tài)移動空間變化線狀符號法、線狀符號和運(yùn)動符號結(jié)合線狀符號法重疊固定面積一定瞬間的狀態(tài)移動空間變化質(zhì)底法、等值線法、定位圖表總和、范圍法、區(qū)劃法結(jié)合等值線法、運(yùn)動符號等值線法、定位圖表和符號總和散布一定瞬間的狀態(tài)移動空間變化點(diǎn)值法、質(zhì)底法、區(qū)劃法、圖表統(tǒng)計法和色彩統(tǒng)計法、區(qū)劃搭配運(yùn)

19、動符號點(diǎn)值法和區(qū)劃法結(jié)合、圖表統(tǒng)計法和色彩統(tǒng)計法連續(xù)分布一定瞬間的狀態(tài)移動空間變化質(zhì)底法、等值線法、定位圖表總和、地形塑擬表示運(yùn)動符號等值線法、定位圖表總和第五十六頁，共126頁。專題地圖定點(diǎn)符號法舉例第五十七頁，共126頁。專題地圖質(zhì)底法舉例第五十八頁，共126頁。專題地圖的分類和內(nèi)容 專題地圖含義專題地圖是突出地表示一種或幾種自然現(xiàn)象和社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖。按內(nèi)容可分為三大類：自然地圖、社會經(jīng)濟(jì)地圖和其他專題地圖。自然地圖表示自然界各種現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關(guān)系，如地質(zhì)圖、水文圖等；社會經(jīng)濟(jì)地圖表示各種社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關(guān)系，如人口圖、行政區(qū)劃圖等；其他專題地圖，指不

20、屬于上述二類的專題地圖，如航海圖、航空圖等。 第五十九頁，共126頁。第六十頁，共126頁。2004年川中區(qū)域遙感圖象：土表水分專題信息第六十一頁，共126頁。第六十二頁，共126頁。面狀專題內(nèi)容的表示方法 面狀專題內(nèi)容的表示方法，最常用的有：等值線法、質(zhì)底法、范圍法、點(diǎn)值法、符號法、動線法、統(tǒng)計圖法等1、等值線系指在地圖上通過表示一種現(xiàn)象的數(shù)量指標(biāo)的一些等值點(diǎn)的曲線，如等高線、等溫線。等值線法宜用于表示地面上連續(xù)分布而逐漸變化的現(xiàn)象，并說明這種現(xiàn)象在地圖上任一點(diǎn)的數(shù)值或強(qiáng)度。如地形圖上的等高線。 第六十三頁，共126頁。第六十四頁，共126頁。2、質(zhì)底法質(zhì)底法又名底色法，質(zhì)底法就是把整個制圖

21、區(qū)按某一種指標(biāo)或幾種相關(guān)指標(biāo)的組合劃分成不同區(qū)域或類型，然后以特定手段表示它們質(zhì)的差異。 首先按現(xiàn)象的性質(zhì)進(jìn)行分類或分區(qū)，制成圖例，在地圖上繪出各分類界線，然后把同類現(xiàn)象或?qū)儆谕粎^(qū)劃的現(xiàn)象繪成同一顏色或同一暈紋。常用于表示地表面上的連續(xù)面狀現(xiàn)象（如氣象）、大面積分布的現(xiàn)象（如土壤覆蓋）或大量分布的現(xiàn)象（如人口）常見的質(zhì)底法地圖有區(qū)劃圖，包括行政區(qū)劃圖、農(nóng)業(yè)區(qū)劃圖、植被區(qū)劃圖等以及類型圖，包括土地利用圖、植被類型圖和地質(zhì)圖等。第六十五頁，共126頁。2、質(zhì)底法質(zhì)底法又名底色法，用于將區(qū)域劃分為質(zhì)量相同的地段。 首先按現(xiàn)象的性質(zhì)進(jìn)行分類或分區(qū)，制成圖例，在地圖上繪出各分類界線，然后把同類現(xiàn)象或?qū)?/p>

22、于同一區(qū)劃的現(xiàn)象繪成同一顏色或同一暈紋。常用于表示地表面上的連續(xù)面狀現(xiàn)象（如氣象）、大面積分布的現(xiàn)象（如土壤覆蓋）或大量分布的現(xiàn)象（如人口）第六十六頁，共126頁。專題地圖質(zhì)底法舉例（2）第六十七頁，共126頁。專題地圖質(zhì)底法舉例（3）第六十八頁，共126頁。3、范圍法又名區(qū)域法，用于表示某種現(xiàn)象在一定范圍內(nèi)的分布。范圍法分為精確范圍法和概略范圍法。 主要用來反映具有一定面積、呈片狀分布的物體和現(xiàn)象，例如森林、煤田、湖泊、沼澤、油田、動物、經(jīng)濟(jì)作物和災(zāi)害性天氣等。 在地圖上表示范圍可以采用各種不同的方法：用一定圖形的實線或虛線表示區(qū)域的范圍；用不同顏色普染區(qū)域；在不同區(qū)域范圍內(nèi)給以不同暈線；在

23、區(qū)域范圍內(nèi)均勻配置暈線符號，有時不繪出境界線；在區(qū)域范圍內(nèi)加注說明注記或采用填充符號。第六十九頁，共126頁。4、符號法符號法就是用各種不同形狀、大小和顏色的符號表示現(xiàn)象的分布及其數(shù)量特征和質(zhì)量特征。通常以符號的大小表示數(shù)量的差別，形狀和顏色表示質(zhì)量的差別，而將符號繪在現(xiàn)象所在的位置上。符號法可分為個體符號法和和線狀符號法。 圖11-10 線狀符號法示例（地質(zhì)構(gòu)造線）第七十頁，共126頁。5、動線法動線法一般是用箭形符號表示現(xiàn)象的運(yùn)動路線和方向，如人口遷移路線、洋流和貨運(yùn)路線等（圖示）。6、統(tǒng)計圖法1）圖形統(tǒng)計圖法 （圖示）（定域統(tǒng)計圖法、分區(qū)統(tǒng)計圖法 ）2）分級統(tǒng)計圖法 （圖示）3）定位統(tǒng)計

24、圖法（圖示）第七十一頁，共126頁。第七十二頁，共126頁。專題地圖分區(qū)圖表法第七十三頁，共126頁。專題地圖分級圖表法第七十四頁，共126頁。專題地圖定位統(tǒng)計法第七十五頁，共126頁。 7、DEM表示法1）地貌暈渲圖（Shaded Relief Map）及其與專題地圖疊置 第七十六頁，共126頁。第七十七頁，共126頁。2）三維曲面曲面三維透視圖 第七十八頁，共126頁。第七十九頁，共126頁。網(wǎng)格表面構(gòu)造圖第八十頁，共126頁。專題地圖內(nèi)容的表現(xiàn)手段 色彩 線條注記 第八十一頁，共126頁。顏色的表示方法 1）RGB表示，三基色定理（影像顯示）白色（R G B）= （100， 100 ，1

25、00）黑色（R G B）=（0，0，0）R G B組成的立方體是非線性的，即兩種顏色相近的程度不能簡單地用歐氏距離來表示2）CMYK（青，品紅，黃，黑）（打印印刷）青色(C)、品紅(M)、黃色(Y)分別是紅色、綠色和藍(lán)色的補(bǔ)色。這三種顏色是通過白光中消除或減去某種顏色來規(guī)定的。其它顏色可以通過這三種顏色的混合來得到。應(yīng)用：在硬拷貝機(jī)中使用。黑白BRG第八十二頁，共126頁。3）HLS表示H（Hue)色度，反映顏色的分類，如純紅、品紅；L (Light)亮度，反映顏色黑的程度，如白色的亮度比黑色的亮度高S (Saturation)飽和度，反映顏色的純度，如純紅的飽和度比粉紅的飽和度高。用HLS表

26、示后，最后還是轉(zhuǎn)成RGB顯示。4)CIE顏色系統(tǒng)：國際通用顏色標(biāo)準(zhǔn)5）Munsell（孟賽爾顏色系統(tǒng)）色調(diào)、色值（相當(dāng)于亮度）、色品（相當(dāng)于飽和度）第八十三頁，共126頁。5 專題地圖設(shè)計 圖幅基本輪廓的設(shè)計制圖區(qū)域范圍的確定 專題地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的設(shè)計專題地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括地圖投影、比例尺、坐標(biāo)網(wǎng)、地圖配置與定向、分幅編號和大地控制基礎(chǔ)等，其中地圖投影和比例尺是最主要的。 圖面設(shè)計專題地圖不僅要有科學(xué)性，而且也要有藝術(shù)性。圖面設(shè)計包括圖名、比例尺、圖例、插圖（或附圖）、文字說明和圖廓整飾等。 第八十四頁，共126頁。圖面設(shè)計示例第八十五頁，共126頁。地面上錯綜復(fù)雜的信息根據(jù)地圖的用途，比例尺，制

27、圖區(qū)域 選取主要的，本質(zhì)的信息 去掉次要的，非本質(zhì)的信息典型性，代表性地 圖6 制圖綜合(制圖概括) 第八十六頁，共126頁。6 制圖綜合(制圖概括) 制圖綜合的概念 制圖綜合是對制圖區(qū)域客觀事物的取舍和簡化。經(jīng)過概括后的地圖可以顯示出主要的事物和本質(zhì)的特征。地圖的比例尺、用途和主題，制圖區(qū)域的地理特征以及符號的圖形尺寸是影響制圖綜合的主要因素，制圖綜合主要表現(xiàn)在內(nèi)容的取舍、數(shù)量簡化、質(zhì)量化簡和形狀化簡等方面。 影響制圖綜合的主要因素地圖比例尺、地圖的主題和用途、制圖區(qū)域的地理特征以及符號的圖形尺寸等。 第八十七頁，共126頁。（1）傳統(tǒng)的制圖綜合 包括的內(nèi)容主要有：選擇主要的對象，確定主要對

28、象的選取標(biāo)準(zhǔn)；概括數(shù)量特征，主要從縮減分級、改變表示方法著手；綜合質(zhì)量特征，將一些相近的分類分級予以歸并，利用組合符號代替單個符號；簡化輪廓圖形，包括簡化符號線劃和輪廓界線，合并小面積圖斑成為大面積的輪廓，夸大具有特征的小面積輪廓；去掉一些小指標(biāo)，轉(zhuǎn)化為總的指標(biāo)等。制圖綜合的基本方法 第八十八頁，共126頁。（2）啟發(fā)式制圖綜合是把整個優(yōu)化過程分解為若干個子過程來實現(xiàn)，這些子過程基本上等同于傳統(tǒng)制圖綜合的某些手法（如選取、概括、合并與位移等）。在概括過程中，如彎曲海岸線的概括意味著相應(yīng)的港灣或海角的取舍?！坝０毒€長度問題”是新興學(xué)科“分形學(xué)”中的一個典型的問題。分形幾何是用來描述難以用歐式

29、幾何來描述的具有多層嵌套的自相似結(jié)構(gòu)。地圖中的河系，地貌中的溝叉，城市中的大道、胡同、小巷、里弄等，均具有嵌套特征，是典型的分形結(jié)構(gòu)。分形幾何原理在地圖信息處理中必將得到應(yīng)有的深入應(yīng)用。第八十九頁，共126頁。分形：分形一詞（Fractal）是B. Mandelbrot用拉丁詞根創(chuàng)造的單詞，意思是細(xì)片、破碎、分?jǐn)?shù)、分級等。它是那些局部和整體按照某種方式相似的集合B. Mandelbrot。分形具有以下特征：1）具有精細(xì)的結(jié)構(gòu)，在任意小的尺度之下，總有復(fù)雜的細(xì)節(jié)；2）分形是不規(guī)整的，它的整體和局部都不能用傳統(tǒng)的幾何語言來描述；3）通常具有自相似形式，這種自相似可以是近似的或者是統(tǒng)計意義上的；4）

30、一般的，分形的某種定義之下的分形維數(shù)大于其拓?fù)渚S數(shù)，例如在平面上，一條分形曲線的維數(shù)在1-2之間；5）在大多數(shù)情況下，分形以非常簡單的方法確定，可以由迭代過程產(chǎn)生。第九十頁，共126頁。分形是描述不規(guī)則幾何形態(tài)的有力工具，而自然界的許多物體，都具有分形的特性，如海岸線、地形、云、甚至生物等等。對于一條海岸線而言，無論從遙感衛(wèi)星上看，還是從岸邊的懸崖上看，它總是曲折的。因此，對于這些地物，要完全“精確”的描述其幾何形狀是不可能的，在GIS數(shù)字化的過程中，要進(jìn)行抽樣操作。第九十一頁，共126頁。有一段時間google的圖標(biāo)變成下面這個樣子，很多人不明白，這是什么意思，其實這是為了紀(jì)念法國數(shù)學(xué)家Gs

31、tonJulia是，他發(fā)現(xiàn)了在數(shù)論中有名的julia序列，就是在這個googleLOGO上面看到的數(shù)學(xué)公式。通過這個數(shù)學(xué)公式可以在解析幾何上實現(xiàn)很多不規(guī)則邊的圖形。學(xué)名叫作分形。 除了自相似性以外，分行具有的另一個普遍特征是具有無限的細(xì)致性。上面的動畫所演示的是對Mandelbrot集的放大，只要選對位置進(jìn)行放大，就會發(fā)現(xiàn)：無論放大多少倍，圖象的復(fù)雜性依然絲毫不會減少。但是，注意觀察上圖，我們會發(fā)現(xiàn)：每次放大的圖形卻并不和原來的圖形完全相似。這告訴我們：分形并不要求具有完全的自相似特性。 第九十二頁，共126頁。第九十三頁，共126頁。制圖綜合的基本方法制圖綜合的基本方法為：內(nèi)容取舍數(shù)量化簡質(zhì)

32、量化簡形狀化簡第九十四頁，共126頁。（1）內(nèi)容的取舍是指選取較大的、主要的內(nèi)容而舍去較小的次要的或與地圖主體無關(guān)的內(nèi)容。選取主要表現(xiàn)在：選取主要類別選取主要類別中的主要事物舍去主要表現(xiàn)在：舍去次要類別舍去已選取類別中的次要事物。主要與次要是相對的。制圖綜合的基本方法第九十五頁，共126頁。制圖綜合的基本方法地圖內(nèi)容選取的一般順序：從整體到局部：先從整體著眼，然后從局部入手從主要到次要：根據(jù)地圖的主題和用途來分從高級到低級從大到小第九十六頁，共126頁。（2）質(zhì)量特征的化簡 地圖上各事物的質(zhì)量差別通常是以分類來體現(xiàn)的。質(zhì)量特征的化簡就是減少一定范圍內(nèi)事物的質(zhì)量差別，用概括的分類代替詳細(xì)的分類，

33、即按事物的綜合性質(zhì)合并類型或等級相近的事物。 例如，將針葉林、闊葉林、混交林合并為森林。制圖綜合的基本方法第九十七頁，共126頁。（3）數(shù)量特征的化簡數(shù)量特征的化簡就是減少事物的數(shù)量差別，增大數(shù)量指標(biāo)內(nèi)部變化的間距，對于指標(biāo)低于規(guī)定等級的事物不予表示。在用等值線表示數(shù)量特征的地圖上，化簡時要擴(kuò)大等值線間距值。進(jìn)行數(shù)量特征化簡時，不僅要考慮地圖比例尺和用途，而且要特別注意考慮事物數(shù)量分布的特點(diǎn)及保持具有質(zhì)量意義的分級界限。制圖綜合的基本方法第九十八頁，共126頁。（4）形狀化簡用于呈線狀和面狀分布的事物形狀化簡的目的在于保留事物本身所固有的、典型的特征?；喌姆椒ㄓ袆h除、夸大和合并。刪除就是去掉

34、那些因比例尺縮小而無法清楚表示的碎部（圖示）夸大是有時為了顯示和強(qiáng)調(diào)事物平面圖形的特征，將本來按比例應(yīng)刪除的小彎曲夸大表示(圖示)合并就是將鄰近的、間隔小到難以區(qū)分的同類事物的圖形加以合并，以表示事物的總體特征（圖示）制圖綜合的基本方法下面分別是對點(diǎn)狀符號、現(xiàn)狀符號、面狀符號的綜合。第九十九頁，共126頁。原資料圖縮小后圖形概括后圖形圖形碎部的刪除第一百頁，共126頁。形狀化簡時的夸大（1）第一百零一頁，共126頁。形狀化簡時的夸大（2）第一百零二頁，共126頁。形狀化簡時的合并第一百零三頁，共126頁。點(diǎn)符號的綜合 內(nèi)容取舍數(shù)量化簡質(zhì)量化簡形狀化簡第一百零四頁，共126頁。線符號的綜合內(nèi)容取

35、舍數(shù)量化簡質(zhì)量化簡形狀化簡第一百零五頁，共126頁。面符號的綜合內(nèi)容的取舍 質(zhì)量特征的化簡 數(shù)量特征的化簡 形狀化簡 第一百零六頁，共126頁。7 地理信息的可視化 基本概念 可視化(Visualization)是指利用計算機(jī)圖形圖象技術(shù)，將復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象，自然景觀及一些抽象的概念圖形化的過程，其目的是便于人們理解現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律和傳播知識。總之，可視化是對人腦印象構(gòu)造過程的一種仿真，以支持用戶的判斷和理解。 可視化的概念首先在1987年有美國國家自然科學(xué)基金會員會圖形圖象專題組提出了科學(xué)計算可視化（visualization in scientific computing)，它研究如何將科學(xué)計

36、算過程中及計算結(jié)果所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像信息，并可進(jìn)行交互式分析。第一百零七頁，共126頁。在計算機(jī)環(huán)境下，可視化的中心問題是科學(xué)家能夠快速生成一系列相同或相關(guān)信息的圖像。計算機(jī)屏幕上顯示的影像有助于信息處理，從而提高對二維或三維空間關(guān)系和空間問題的理解?？梢暬夹g(shù)成為信息爆炸時代人類分析和駕馭信息的有力工具。7 地理信息的可視化 第一百零八頁，共126頁。地學(xué)可視化的類型1、地圖可視化2、地理可視化 地理可視化是地學(xué)可視化中另一個被使用的概念。MacEachren開始時采用地圖可視化，但他認(rèn)為地理可視化要大于地圖可視化的研究范圍，如遙感圖像、圖表、攝影影像等中的可視化在地圖可視化中并不

37、作為重點(diǎn)研究的對象。所以，目前他傾向于采用地理可視化，認(rèn)為它包含了所有空間顯示工具，而這些所有空間顯示的集合就是現(xiàn)代地圖學(xué)中所指的可視化。第一百零九頁，共126頁。3、GIS可視化1）、二維數(shù)據(jù)的可視化GIS可視化早期受限于計算機(jī)二維圖形軟硬件顯示技術(shù)的發(fā)展，大量的研究放在圖形顯示的算法上，如畫線、顏色設(shè)計、選擇符號填充、圖形打印等。2）、2.5維圖形的可視化以地形分析為核心，研究用二維數(shù)據(jù)表示三維數(shù)據(jù)，即將三維數(shù)據(jù)投影到二維屏幕上，顯示之。其實質(zhì)是研究三維到二維數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換、隱藏線隱藏面消除、光照模型。無法表示三維物體的體特征。由于對地學(xué)數(shù)據(jù)場的表達(dá)是二維的，而不是真三維實體空間關(guān)系的描述

38、，因此屬于2.5維可視化。第一百一十頁，共126頁。3）、真三維數(shù)據(jù)的可視化但現(xiàn)實世界是真三維空間的，二維GIS無法表達(dá)諸如地質(zhì)體、礦山、海洋、大氣等地學(xué)真三維數(shù)據(jù)場，所以，從90年代以來，真三維GIS及其體可視化成為GIS的研究熱點(diǎn)。必須指出，為提高GIS可視化的實用性，在GIS可視化研究中一直十分注意在地形圖上顯示地物要素，研究點(diǎn)、線、面要素在三維景觀上的疊加算法第一百一十一頁，共126頁。在GIS的發(fā)展歷程中，一開始就十分重視利用計算機(jī)技術(shù)，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的圖形顯示和分析。以充分直觀的表示空間數(shù)據(jù)處理分析的結(jié)果。因此，從某種意義上說GIS的可視化研究早于科學(xué)計算可視化的研究。可視化技術(shù)包含交流和認(rèn)知分析，它通常需要模型的支持。如對地圖的可視化形成了虛擬地圖、動態(tài)地圖、交互式地圖、及超地圖等概念。仿真技術(shù) （simulation ,imitation) 可視化的技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了仿真技術(shù)和虛擬技術(shù)?！疤摂M現(xiàn)實”是仿真技術(shù)的一種特殊形式第一百一十二頁，共126頁。中央財經(jīng)大學(xué)虛擬仿真實驗室（Lightscape燈光與烘焙） 實現(xiàn)了VRP中的實時監(jiān)控；動態(tài)加載貼圖；方案替換；切換音樂等功能。 第一百一十三頁，共126頁。第一百一十四頁，共126頁。古跡虛擬仿真之中華門 第一百一十五頁，共126頁。第一