地圖概括制圖綜合

地圖概括制圖綜合第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)地圖概括概述一、地圖概括的概念和任務 不同用途的地圖上，表示地圖是要經(jīng)過選擇的；從航空相片到地圖的表示地物要有主次之分；形狀和數(shù)量勢必化簡，才能在有限的圖紙上清晰表示。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四一、地圖概括的概念和任務

對于空間信息以概括、抽象的形式反映其基本特點和典型特征，舍去次要的、非本質(zhì)的事象，此過程叫制圖綜合。概括，就是采取簡單扼要的手段，把空間信息中主要的、本質(zhì)的數(shù)據(jù)提取后聯(lián)系在一起，形成新的概念。地圖在不同用途和比例尺變換過程中勢必刪繁就簡、舍末逐本，以求客觀反映地理實體，達到地圖內(nèi)容詳細性與清晰性的對立統(tǒng)一，幾何精確性與地理適應性的對立統(tǒng)一。一、地圖概括的概念和任務第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四一、地圖概括的概念和任務

地圖概括的任務，就是要研究從原始圖稿或數(shù)據(jù)到編制成各種新地圖時所采用的概括原則和方法，以實現(xiàn)原始圖稿到新編地圖內(nèi)容的轉(zhuǎn)換。分類和選取是進行地圖概括時主要的手段。

傳統(tǒng)方法：主觀性——專家經(jīng)驗現(xiàn)代方法：定量化——機械、不靈活專家系統(tǒng)第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四二、制約地圖概括的因素對地圖概括產(chǎn)生影響的因素主要有：地圖的用途和主題比例尺地圖區(qū)域特征數(shù)據(jù)質(zhì)量圖解限制。第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四1.地圖的用途和主題

編制地圖的目的與任務不同，需要在圖面上反映在空間數(shù)據(jù)的廣度和深度也不同，因此地圖的用途是地圖概括的主導因素。行政地圖與教學掛圖（內(nèi)容和表示方法）地圖主題決定某要素在圖上的重要程度，因而也影響地圖概括。同一地理要素的選取也受地圖主題的影響。水資源圖與交通圖（水系和居民點的選?。┑貏輬D、行政土、經(jīng)濟地圖（居民點的選?。┑?頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四2.地圖比例尺

地圖比例尺是決定地圖概括數(shù)量特征的主要因素。比例尺限定了制圖區(qū)域的幅面，限制了圖上能表示要素的總量，因而也決定了要素數(shù)量指標的選取。

1km2的實地面積對應1：5萬、1：25萬、1：150萬地圖上的圖面面積

地圖比例尺的變更，也制約著圖上地物的質(zhì)量特征。大比例尺地圖上和小比例尺地圖上的河流特征表達第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四3.制圖區(qū)域的地理特征不同區(qū)域具有景物各異的地理特征。例如我國江南水網(wǎng)地區(qū)，由于河網(wǎng)過密，勢必影響其它要素的顯示。因此在制圖規(guī)范中對這些地區(qū)需要限定河網(wǎng)密度,一般不表示水井、涵洞。在我國的西北干旱區(qū)，河流、井、泉附近成為人們生活和生產(chǎn)的主要基地，對這些地區(qū)規(guī)定必須表示全部河流、季節(jié)河和泉水出露的地點。第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

4.數(shù)據(jù)質(zhì)量

地圖概括的過程都是以空間數(shù)據(jù)為基礎的。數(shù)據(jù)的種類、特點及質(zhì)量都直接影響地圖概括的質(zhì)量。制圖時若資料收集完備和準確，則有利于地圖概括方法的選擇。

空間數(shù)據(jù)的形式也會對地圖概括的過程和方法產(chǎn)生影響，手工制圖時，數(shù)字數(shù)據(jù)必須改變或創(chuàng)作成草圖以后才能參與編圖。而計算機制圖時，地圖數(shù)據(jù)需要數(shù)字化以后才能進行屏幕編輯。

第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四5.圖解限制

地圖的內(nèi)容受符號的形狀、尺寸、顏色和結構的直接影響，并制約著概括程度和概括方法。

符號的最小尺寸也決定了地物的選取第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四三、實施地圖概括的四個步驟地圖概括的步驟，可以歸納為：分類、簡化、夸張、符號化四個步驟。1.分類

可定義為空間數(shù)據(jù)的排序、分級或分群。根據(jù)地理信息的不同，在集合成類的過程中，既有歸并，也有拆分。一般地說地圖內(nèi)容的分類是依照地物的屬性劃分的，這種劃分由需要及圖解限度而定。定性特征的概括，例如土壤的分類。分類的另一種方式是分級，即空間信息進行統(tǒng)計時，數(shù)據(jù)劃分為數(shù)學定義的級別。例如地貌的劃分。

平原：0-100m；丘陵：100-500m；低山：500-1000m

山地：100-3000m；高山：3000m以上第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四2.簡化

可定義為顯示空間數(shù)據(jù)的重要特征，刪棄部重要的細部。根據(jù)比例尺和目的的不同，包括地理信息的取舍和圖形化簡兩方面。制圖規(guī)范提出了一個因比例尺變化而設定的取舍標準，稱為比例尺概括。比例尺變更時，圖形的形狀也要刪繁就簡。選取符號制圖目的某些內(nèi)容，舍去與目的無關的某些內(nèi)容或某項中的部分內(nèi)容；選取反映地圖區(qū)域特征的某些內(nèi)容，舍去不反映區(qū)域特征的某些內(nèi)容，或某項中過多的內(nèi)容，有利于地圖使用和區(qū)域特征的顯示，這種選取屬于目的概括。當比例尺縮小以后，不是保存零碎地物而是強調(diào)它的地理適應性。簡化過程也對圖形內(nèi)部結構進行化簡，不化簡就會影響地圖的易讀性。第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四3.夸張

可定義為提高或強調(diào)符號的重要特征。它與編圖的目的和用途密切相關，并充分體現(xiàn)在地圖設計過程中。地圖從設計圖例開始便采用了夸張的方法。（1：100萬地圖上30米公路的寬度表示）在地圖設計中，圖形的夸張還應符合審美和寓意的需要。（黃河中游托克托至孟津段是峽谷但河流仍按由細漸粗的方式表達）4.符號化就是將空間數(shù)據(jù)通過分類、簡化、夸張等方法所獲得的記號，根據(jù)其基本特征、相對重要性和相關位置指定成各種圖形。制作符號就是使空間數(shù)據(jù)成為可見的圖形。因此，符號化的過程也就是視覺化的過程。第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)地圖概括的基本方法一、分類1.層次歸類地圖上的歸類可分為兩種情況，對于普通地圖，制圖部門獨立的制定圖例、圖式，使普通地圖要素按不同的比例尺納入規(guī)范要求；對于專題地圖，遵從該專題的學科分類。第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四2.數(shù)量分級分級越多，地圖概括的程度越小。3.等級合并經(jīng)過層次歸類的空間數(shù)據(jù)，有明確的先后層次順序，隨著比例尺的縮小，按數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量特征來合并等級，減小級數(shù)擴大級差。分類的等級合并方法是在它適中的位置上（如重心、質(zhì)心等）選擇一個新點代替這個分群。

第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四4.降維轉(zhuǎn)換：點狀符號是一種0維的數(shù)據(jù)，線狀符號1維和面狀符號是二維的數(shù)據(jù)，比例尺縮小或同級比例尺的制圖目的不同時，運用符號表示數(shù)據(jù)的圖形產(chǎn)生維量的變化，稱圖形等級轉(zhuǎn)換，它對地圖的載負量影響很大。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四5分區(qū)選取

是一種不等精度的選取方法，由于地理位置的差異，在同一圖幅范圍內(nèi)進行定額選取是要采用不同的分類標準。（開方根規(guī)律的x系數(shù)選擇不同的標準）集鎮(zhèn)式的居民點散列式的居民點第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四二、簡化：刪除和圖形化簡。注意區(qū)分分類的本質(zhì)和簡化的本質(zhì)第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四1.刪除的最小尺寸編圖時決定空間數(shù)據(jù)取與舍的數(shù)量標準，是地物在圖上的最小尺寸。刪除的最小尺寸是按照成圖比例尺的縮小原圖進行量度的。有時空間數(shù)據(jù)是否刪除是有條件的，在刪除過程中最小尺寸界限要靈活處理。第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四2.刪除的指標定額定額指標是按成圖上單位面積的選取個數(shù)確定的。定額指標產(chǎn)生于地圖規(guī)范或根據(jù)開方根規(guī)律的計算。例如：1：50萬地形圖規(guī)定稠密地區(qū)居民點的選取定額為130～160個/100cm2；稀疏地區(qū)居民點的選取定額為70～100個/100cm2，這種點的刪除同樣適用于湖泊群或島嶼群。第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四3.刪除的資格排隊：按空間數(shù)據(jù)的等級高低進行選取。劃分數(shù)據(jù)的等級高低有時是一個復雜的問題，例如在選擇水系時，自然形成了主流、支流、二級支流、三級支流等，如果不考慮河流的長度，根據(jù)比例尺縮小情況，會從三級支流開始刪除，進而刪除二級支流，如果二級支流不能全刪，則會保留長一點的二級支流等；居民點的選取一般均采取資格排隊的方式，例如，某區(qū)域地圖需要選取50個居民點，根據(jù)重要性首先將省會、縣政府所在地、主要城鎮(zhèn)入選，共占38個，余下的12個還要根據(jù)重要性進一步選取，一般的規(guī)則：位居水陸交通要道；經(jīng)濟上做出突出貢獻（華龍鎮(zhèn)）；歷史革命文化勝地（周口店、韶山、延安、西柏坡、十三陵）；地理上的要沖（石家莊、張家口）；照顧地理分布。第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四4.形狀的簡化基本要求是：（1）保持輪廓圖形和彎曲形狀的基本特征；（2）保持彎曲轉(zhuǎn)折點的相對精確度；（3）保持不同地段彎曲程度的對比。第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四保證形狀具有相似性的簡化方法：按最小尺寸限定彎曲的取舍編稿地圖上地物輪廓的寬度和深度分別為Wi和di,

Wi>=W,di>=d

時一般應選??；

Wi>=W,di<d或Wi<W,di>=d

時要考慮形狀特征，或刪除或夸張；

Wi<W,di<d

時一般應刪除；按開方根規(guī)律簡化形狀，河流或居民點的平面圖形形狀，可以對它的彎曲數(shù)或轉(zhuǎn)角數(shù)進行開方根計算，然后進行化簡，但在不同的地段會有不同的彎曲數(shù)，開方根的系數(shù)需要進行修改以適應特征。第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四5.內(nèi)部結構的簡化：空間數(shù)據(jù)構成了平面圖形，在簡化過程中應保持一定的格局。例如在城市平面圖形中，要考慮城市的功能分區(qū)、城市街區(qū)的方向、街道的密度對比、對外的交通聯(lián)系等進行平面圖形的概括。第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四三、夸張夸張并不是沒有章法的夸大，沒有夸張就不成為地圖符號。地圖概括時夸張的方法包括：1.局部夸大

一些有許多微小彎曲的河流，如果按比例尺機械的化簡，這些彎曲將被全部刪除，多彎曲河流將變成筆直的河段，反而歪曲了河流的特征，因此，必須對一些彎曲進行局部夸大，其他地理要素概括時也會出現(xiàn)類似的情況。

第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

2.位移

為保持地圖上各要素相互關系的正確對比，當主要的要素占據(jù)了準確的位置以后，相鄰位置的要素不得不局部位移。（符號都一定的尺寸，而符號之間又必須保持不小于0.2毫米的距離）第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四3.合并

合并同類地物的碎部，以反映地物的主要結構特征。合并與刪除是相輔相成的。

第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四

4.分割

這種方法主要存在于不太重要的面狀圖形的拆分。例如林間的防火道和魚塘的堤埂，采取將面積圖形適當示意性分割的方式有利于地物特征的表達。

第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)地圖概括的數(shù)量分析方法一、地圖概括的數(shù)量分析方法隨著科學技術的進步，地圖概括的數(shù)量分析應用了現(xiàn)代數(shù)學的方法，從而進一步的揭示了地圖概括的規(guī)律，提供了分類的數(shù)量指標，指導了制圖作業(yè)。數(shù)量分析的結果，要求所確定的模式能達到：（1）反映制圖空間數(shù)據(jù)的類型及其區(qū)域差異；（2）反映空間數(shù)據(jù)與比例尺逐級變換后的數(shù)據(jù)密度相適應；（3）反映空間數(shù)據(jù)的精度。幾種數(shù)量分析方法：圖解計算法、等比數(shù)列法、區(qū)域指標法、回歸分析法和開方根規(guī)律。第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四1.圖解計算法它是一種以地圖符號的面積載負量確定符號選取數(shù)量指標的方法。這種方法一般用于確定居民點選取數(shù)額。居民點的面積載負量s由兩部分組成，即居民點符號的面積q和居民點注記的面積p。

s=n*(q+p)n—每平方厘米的居民點個數(shù)；s—無量綱。

q=r2;p=3.5d2(漢字地名平均由3個字組成，字間隔占0.5個字寬)衡量一個地區(qū)居民點面積載負量，100mm2內(nèi)居民點所占面積的總和表示：

r第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四2.等比數(shù)列法這是蘇聯(lián)學者鮑羅金提出的用等比數(shù)列確定地圖要素選取的方法。3.區(qū)域指標法小比例尺地圖概括的過程，一般包含兩方面的工作：一是搜集與編輯空間數(shù)據(jù)，主要是原始地圖的鑲嵌和按成圖比例尺縮小。二是搜集制圖區(qū)域內(nèi)的地理資料進行研究，配合大比例尺遙感圖像的判讀和量測，確定應該描繪的要素是什么類型、什么特征和數(shù)量指標，將其編列成圖表和說明，就成區(qū)域指標圖。在指標圖的規(guī)定下，對原圖進行簡化和夸張作業(yè)。4.回歸分析法地圖概括可以采用相關分析與回歸分析方法建立地理數(shù)量的選取指標。圖上居民點的選取程度，同時地居民點密度之間存在著相關關系。

第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四5.開方根規(guī)律

德國特普費爾提出了一種地圖概括的方案，用于解決原始地圖與新編地圖由于比例尺的變換而產(chǎn)生的地物數(shù)量遞減問題。他認為：原始地圖與新編地圖兩種比例尺分母之比的開放根，便是新編地圖所應選取的地物數(shù)量。即：

NB----新編地圖地物數(shù)；

NA-----原始地圖地物數(shù)

MB----新編地圖比例尺分母

MA---原始地圖比例尺分母第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四5.開方根規(guī)律但是，選取的地物的多少，除了與比例尺有關外，還要受到多種因素的影響，如地物的重要程度、各種用途地圖符號尺寸不同等。因此，特普費爾又在基本公式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：（1）符號尺寸符合開方根規(guī)律，則有C1=1（2）符號尺寸不符合開方根規(guī)律，但新地圖與原地圖符號尺寸相同：線狀地物：第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四（3）符號尺寸不符合開方根規(guī)律，新地圖與原地圖符號尺寸也不相同：

1）原地圖線狀地物符號尺寸寬為SA新地圖尺寸寬為SB

：（2）符號尺寸不符合開方根規(guī)律，但新地圖與原地圖符號尺寸相同：面狀地物：2）原地圖面狀地物符號尺寸寬為fA新地圖尺寸寬為fB

：第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四（2）一般：地物的重要性改正系數(shù)也有三種情況：（1）很重要：（3）次要：第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期四簡化表達的綜合公式特點：直觀表現(xiàn)了地圖概括從重要到一般的選取標準，是一個有序選取等級系統(tǒng)；屬線性