第六章地圖分析與應(yīng)用

1、測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué),電子教案,第 1 章 現(xiàn)代地圖學(xué)引論,第 六 章 地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,第六章 地圖分析與應(yīng)用,第一節(jié) 地圖分析概述第二節(jié) 地圖分析方法 第三節(jié) 地形圖野外應(yīng)用 第四節(jié) 地圖在各學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,第一節(jié) 地圖分析概述 （Introduction of Map Analysis）,一、 地圖信息及其傳輸理論 1. 地圖信息的概念 地圖信息(cartographic information)：地圖上的圖形符號(hào)及符號(hào)組合涵義。包括直接、潛在與增值信息(

2、圖6-1)。 (1)直接信息：由地圖圖形和圖例明確確定的信息； (2)潛在信息：由地圖圖形和符號(hào)的組合、結(jié)構(gòu)，以及所描述現(xiàn)象的屬性和相互聯(lián)系表現(xiàn)的隱含信息。 (3)增值信息：分析解譯出的事物本質(zhì)和規(guī)律性的信息。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,2.地圖信息傳輸理論 地圖信息傳遞過程：制圖者對(duì)地理環(huán)境的認(rèn)識(shí)用地圖表達(dá)出來，地圖使用者通過閱讀圖例和地圖符號(hào)、文字與說明注記，并借助一定的工具與方法從地圖中獲取對(duì)地理環(huán)境的認(rèn)識(shí)和解釋，形成讀圖者認(rèn)識(shí)的地理環(huán)境。這是一個(gè)完整的地圖信息傳輸?shù)倪^程，稱為地圖信息傳輸理論。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,圖6-3 捷克地圖學(xué)者柯拉斯尼的地圖信息傳遞模

3、式（A.Kolacny，1969）,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,二、 地圖分析提取信息的方法 地圖信息提取方法隨地圖使用對(duì)象、目的和要求的不同而有所不同，具體有如下3方面。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,三、地圖分析與應(yīng)用的目的和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 1.地圖分析與應(yīng)用的目的 (1)以獲取知識(shí)為目的：學(xué)習(xí)/查詢、提取某一專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)。 (2)以科學(xué)研究為目的：地學(xué)和相關(guān)專業(yè)的教學(xué)科研活動(dòng)使用。 (3)以圖上作業(yè)為目的：飛行/艦船/汽車等移動(dòng)體定位、導(dǎo)航等。 2.地圖分析評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn) (1)地圖的科學(xué)性：包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)精確性，地圖內(nèi)容完備性、可靠性與統(tǒng)一協(xié)調(diào)性，地圖概括的適當(dāng)性，地圖資料的現(xiàn)勢(shì)性等

4、。 (2)地圖的實(shí)用性：包括地圖的目的和用途明確、內(nèi)容指標(biāo)實(shí)用，發(fā)行量大、使用范圍廣及效果好，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)高等。 (3)地圖的政治思想性：政治觀點(diǎn)明確，原則、政策性強(qiáng)，公正、客觀，規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)界、政區(qū)界、地名等無立場(chǎng)錯(cuò)誤等。 (4)地圖的藝術(shù)性：主要為地圖的美學(xué)價(jià)值，包括表示方法與符號(hào)設(shè)計(jì)直觀，地圖內(nèi)容清晰易讀，圖面配置合理，圖形圖象的表達(dá)力強(qiáng)，科學(xué)內(nèi)容與藝術(shù)形式統(tǒng)一和視覺感受效果好等。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,4.工作地圖的選用 (1)用圖性質(zhì)和種類的確定 依據(jù)地圖分析應(yīng)用的目的和任務(wù)、技術(shù)要求、作業(yè)區(qū)域大小等因素，確定選用普通地圖或?qū)ｎ}地圖。 (2)區(qū)域尺度分析與地圖比例

5、尺選擇 工作區(qū)域尺度分析：在地圖分析應(yīng)用中研究區(qū)域或調(diào)查區(qū)域的規(guī)模尺度，一般劃分為宏觀（全國(guó)/大區(qū)）、中觀（省區(qū)/地市）和微觀（縣鄉(xiāng)/城鎮(zhèn)）三種。尺度是個(gè)相對(duì)概念，比例尺是具體的，主要是二者要很好結(jié)合起來作出最佳的選擇。 地圖比例尺的選擇：依據(jù)用圖技術(shù)和精度要求進(jìn)行。 (3)作業(yè)地圖選定與用圖數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 作業(yè)地圖選定考慮因素 地圖的作用，內(nèi)容的現(xiàn)勢(shì)性，用圖的數(shù)量等。 用圖數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：數(shù)據(jù)收集整理和補(bǔ)充完善等。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,第二節(jié) 地圖分析方法（Methods of Map Analysis）,地圖分析方法定義： 根據(jù)地圖提供的各種信息和制圖對(duì)象的特征，進(jìn)行具體分析和解譯的方

6、法稱為地圖分析方法。 地圖分析的任務(wù)： 確定制圖對(duì)象的分布規(guī)律、區(qū)域特征、動(dòng)態(tài)變化，以及各種事物與現(xiàn)象間的相互關(guān)系等。 地圖分析的目的： 利用地圖提供工作中所需要的各種背景資料、科學(xué)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)，解決需要解決的各種問題。 地圖分析方法稱謂： 前蘇聯(lián)稱“地圖研究法”，歐美稱“地圖分析法”， 中國(guó)也有人稱“地圖方法”的。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,一、地圖閱讀分析法 1.單張地圖閱讀分析 (1) 閱讀分析途徑 原有地圖表象的研究 在不改變地圖上原有圖形的條件下探究其特征和規(guī)律。 變換地圖表象的研究 為了特定的目的進(jìn)行研究，對(duì)原來的地圖表象進(jìn)行加工變換，使圖形/圖像得到增強(qiáng)，再分析現(xiàn)象的

7、特征。 地圖表象分解的研究 利用某種方法對(duì)所研究的現(xiàn)象進(jìn)行圖形/圖象的分解。 (2)閱讀分析方法 單幅普通地圖與專題地圖閱讀有所不同，要分別進(jìn)行。 普通地圖按內(nèi)容要素逐項(xiàng)進(jìn)行； 專題地圖重點(diǎn)按圖例逐項(xiàng)閱讀表示的專題內(nèi)容要素，然后是地理底圖和輔助要素。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,2.多幅地圖閱讀分析 多幅圖有系列多幅圖與地圖集。 (1)系列地圖閱讀分析 系列多幅圖有三種類型：橫向系列（不同主題）、縱向系列（不同比例尺）和時(shí)間系列（不同時(shí)相）。其閱讀分析途徑與方法如下: 把不同主題的地圖放在一起研究 揭示各種現(xiàn)象間的聯(lián)系和制約關(guān)系，對(duì)組成地理環(huán)境的多因

8、素進(jìn)行研究，獲得區(qū)域的系統(tǒng)性特征。 把不同比例尺的地圖放在一起研究 從不同尺度同時(shí)觀察研究對(duì)象的宏觀規(guī)律和微觀特征。 把不同時(shí)間的地圖放在一起研究 對(duì)不同時(shí)間的同一目標(biāo)的地圖表象進(jìn)行研究，分析現(xiàn)象的發(fā)展動(dòng)態(tài)，預(yù)測(cè)現(xiàn)象隨時(shí)間發(fā)展變化的趨勢(shì)。 把類似地圖放在一起研究 類似地圖即內(nèi)容相關(guān)的地圖。在閱讀這些地圖時(shí)要把相關(guān)地圖提取出來放在一起進(jìn)行呼應(yīng)閱讀與分析研究。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用, 系列多幅地圖閱讀實(shí)例（中國(guó)植被變化）,圖6-6 中國(guó)陸地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力NPP季節(jié)變化(單月),測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,(2)地圖集閱讀分析 閱讀序言，了解地圖集的用途和服務(wù)對(duì)象 序言中都有

9、本圖集的目的、用途和類型，圖集內(nèi)容、編制原則、制圖方法，所用投影和制圖資料，譯名原則和使用方法等說明。 研究地圖集的內(nèi)容結(jié)構(gòu) 根據(jù)圖集目錄研究?jī)?nèi)容結(jié)構(gòu)。首先了解地圖集包括哪些圖組，每一組圖包括哪些圖幅。其次是分析圖幅編排順序。一般說來，總圖在前，分區(qū)圖在后；自然地圖在前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖在后。再次，研究各圖組圖幅的比例尺、地圖投影和圖式符號(hào)等。 研究地圖集的文字說明和附錄 圖集文字說明和附錄是對(duì)某些圖上反映不詳盡/無法用地圖形式表現(xiàn)內(nèi)容的補(bǔ)充說明。如國(guó)家地圖集文字說明內(nèi)容包括區(qū)域位置、歷史沿革、人口、面積、自然條件、經(jīng)濟(jì)概況，還有重要城市概況和名勝古跡等。圖集的附錄一般有地名索引，基本地理統(tǒng)計(jì)資料

10、和訂正資料表等等。 閱讀地圖內(nèi)容 先閱讀圖例大致了解地圖內(nèi)容，然后再細(xì)讀每幅圖的內(nèi)容。在圖集（冊(cè)）中一般有兩種圖例，一種是通用圖例放在圖集前面；另一種是專用圖例安排在相應(yīng)專題地圖的圖幅內(nèi)。閱讀地圖內(nèi)容時(shí)，要特別注意發(fā)揮地圖集圖多的作用，將有關(guān)圖幅聯(lián)系起來分析閱讀。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,二、地圖量算分析法 概念定義：是指在地圖上直接或間接量算制圖要素以獲得其數(shù)量特征的方法。 影響因素：地圖量算的精度受地圖幾何精度、地圖概括水平、地圖投影、地圖比例尺、圖紙變形狀況、量測(cè)方法、量測(cè)儀器、量測(cè)者技術(shù)水平等因素的影響。,圖6-7 地圖量算工具與精度關(guān)系,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用

11、,(1)坐標(biāo)量算 直角坐標(biāo)量算 概略直角坐標(biāo)量算：通常在1:10萬(wàn)或更大比例尺地圖上量算。 概略坐標(biāo)量算方法是在坐標(biāo)方里格內(nèi)估讀。,圖6-8 概略坐標(biāo)量算：橋1 ：x=66m，y=47 5m； 橋2 ： x=66m，y=47 9m,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,細(xì)分度地理坐標(biāo)量算：在1:10萬(wàn)/更小比例尺圖分度帶處細(xì)等分出短線，再作輔助線估讀出數(shù)據(jù)。,圖6-11 用圖上經(jīng)緯度等分劃讀出張店的 地理坐標(biāo)為：12156.8E；4110.2N,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,(3)高

12、程量算 等高線高程的判定：根據(jù)等高線高程注記和高程點(diǎn)高程注記判定等高線高程，如圖6-13中M點(diǎn)高程為240m。 任意點(diǎn)高程的量算：兩等高線間任意點(diǎn)高程量算 公式為：等高線高程等高距*該點(diǎn)距等高線距離/平距。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,(4)長(zhǎng)度量算 直線長(zhǎng)度量算 利用距離公式計(jì)算水平直線長(zhǎng)度 計(jì)算公式：D (x1x2)2(y1y2)2)1/2 使用直尺或分規(guī)直接量測(cè)水平直線長(zhǎng)度：,直線長(zhǎng)度量算方法示例： 圖中直線AB 的長(zhǎng)度為：1550m,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,曲線計(jì)量測(cè)曲線長(zhǎng)度 傳統(tǒng)曲線計(jì)見下圖,電子曲線計(jì)見右下圖。,曲線長(zhǎng)度量算的

13、現(xiàn)代方法除電子曲線計(jì)外，還可用計(jì)算機(jī)配合數(shù)字化儀量測(cè)。,圖6-16 曲線計(jì)量曲線,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,傾斜直線長(zhǎng)度量算 圖6-17中，設(shè)線段水平長(zhǎng)度為D，高差為H，平均坡度為，則該線段的傾斜長(zhǎng)度為： D(D 2H 2)1/2 或 DD cos,圖6-17 傾斜直線長(zhǎng)度量算示意圖,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,圖6-20 數(shù)字式求積儀構(gòu)造結(jié)構(gòu)示意圖,求積儀法：有機(jī)械的(圖6-19)和電子的(圖6-20)。,圖6-19 機(jī)械式求積儀的構(gòu)造結(jié)構(gòu)圖,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖

14、分析與應(yīng)用,(7)體積量算 解析法：將物體用若干水平面分割，每層當(dāng)作一個(gè)截錐體，頂部視為圓錐體或球體的一部分，用幾何方法計(jì)算各部分體積，相加即得總體積。 微分均高法：將欲求體積范圍劃分為若干底面邊長(zhǎng)相等的四棱柱，然后求出每個(gè)四棱柱的體積累加和，即得總體積。,圖6-24 解析法計(jì)算體積示意圖,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,三、圖解分析法 圖解法概念定義：以地圖為基礎(chǔ)繪制圖形或派生新圖，直觀揭示研究對(duì)象數(shù)量、質(zhì)量特征的時(shí)空變化規(guī)律及其與其他要素關(guān)系的地圖分析方法稱為圖解分析法。 常用的分析圖：有剖面圖、塊狀圖、三角形圖表、拓?fù)?畸變圖、玫瑰圖和各種各樣的統(tǒng)計(jì)圖表等。 1.剖面圖及其繪制 剖面

15、圖概念：表示沿剖面線地表高程和相關(guān)主題變化規(guī)律的圖形。地形剖面圖是繪制其它剖面圖的基礎(chǔ)。,圖6-25 剖面圖/斷面圖示例,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,3.三角形圖 反映主題要素空間結(jié)構(gòu)和變化趨勢(shì)的圖表。 4.相對(duì)位置圖 又稱拓?fù)鋱D或畸變圖。由規(guī)則幾何圖形構(gòu)成，圖形之間相對(duì)位置與實(shí)際空間相對(duì)位置保持一致，圖形面積則與某種數(shù)量指標(biāo)相關(guān)聯(lián)，具有很強(qiáng)的對(duì)比性。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,四、地圖數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 概念定義：是以地圖上表示現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)數(shù)量特征進(jìn)行分析，通過一定數(shù)量的分析觀

16、察，透過眾多偶然因素來闡明客觀存在的普遍規(guī)律，主要研究它們?cè)诳臻g分布或一定時(shí)間范圍內(nèi)存在的變異，從中找出事物內(nèi)在規(guī)律性的地圖分析方法。 基本統(tǒng)計(jì)分析法：基本統(tǒng)計(jì)分析是計(jì)算分析平均值、中位數(shù)、眾數(shù)值、百分位數(shù)等集中趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)特征值，以及計(jì)算分析極差、四分位偏差、標(biāo)準(zhǔn)差、方差等離散程度的統(tǒng)計(jì)特征值的方法。 地理相關(guān)分析法：研究各地理現(xiàn)象之間相互關(guān)系和聯(lián)系強(qiáng)度度量指標(biāo)相關(guān)性的一種方法。在多元統(tǒng)計(jì)分析中，主成分分析是主要的分析方法。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,五、地圖數(shù)學(xué)模型分析法 概念定義：是利用地圖數(shù)學(xué)模型抽象概括描述制圖對(duì)象的性質(zhì)，配合地圖數(shù)字模型(地圖數(shù)字信息的集合)進(jìn)行區(qū)域地理研究

17、的圖上分析方法。 模型分析實(shí)例：數(shù)字高程模型(DEM) 。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,第三節(jié) 地形圖野外應(yīng)用（The Application of topographic Map in Field）,一、準(zhǔn)備工作 明確野外工作的任務(wù)，在了解工作區(qū)域地理概況的基礎(chǔ)上，制定野外工作計(jì)劃，包括： 組織準(zhǔn)備：確定人數(shù)、分組和管理制度； 物質(zhì)準(zhǔn)備：野外工作必需的工具和生活用品(羅盤、高度表、手持GPS、簡(jiǎn)易測(cè)量與繪圖工具等)； 資料準(zhǔn)備：地形圖，接圖表，遙感圖像及有關(guān)文獻(xiàn)資料，以及對(duì)資料的整理、評(píng)價(jià)和加工。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,二、地形圖三北方向與外業(yè)定向 1. 三北方向及其夾

18、角 (1)三北方向 真北：指向地理北極的真北方向。 磁北：指向地球磁北極的磁北方向。 坐標(biāo)北：地形圖上坐標(biāo)縱線所指的北方向。 (2)三種偏角 子午線收斂角：真子午線與坐標(biāo)縱線之間的夾角，又稱坐標(biāo)縱線偏角。 磁偏角：真子午線與磁子午線之間的夾角。 磁坐偏角：坐標(biāo)縱線與磁子午線之間的夾角。 三北方向和三種夾角是圖上量測(cè)方向的依據(jù)。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,2.地圖外業(yè)定向 地圖外業(yè)定向是指在野外轉(zhuǎn)動(dòng)地圖，使圖上的圖形方向與實(shí)地方向一致，達(dá)到確定地圖圖形實(shí)地指向的方法。 (1)利用儀器定向 利用羅盤儀定向：是野外實(shí)地定向的主要方法。有三種定向方法，即依

19、磁子午線/真子午線/坐標(biāo)縱線定向。,圖6-33 利用羅盤儀定向的三種方法,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,三、在圖上確定站立點(diǎn)位及與實(shí)地對(duì)照 1.確定站立點(diǎn)位 指在地形圖上找到并標(biāo)出用圖者所站立地點(diǎn)的位置。 GPS定位法：它能為地面和近地空間用戶提供連續(xù)的三維坐標(biāo)、速度和精確的時(shí)間信息。手持GPS接收機(jī)適用于地學(xué)野外定位和輔助調(diào)查填圖。,圖6-38 Etrex Summit GPS 接收機(jī)功能鍵,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,2.地形圖與實(shí)地

20、對(duì)照 (1)概念：是根據(jù)圖上站立點(diǎn)周圍的地物和地貌符號(hào)，找到實(shí)地同名點(diǎn)的地物和地貌，或觀察實(shí)地地物和地貌，來識(shí)別圖上的圖形與位置。 (2)原則：由近及遠(yuǎn)，由點(diǎn)到線，由線到面；先主要明顯地物，后其它一般地物。 根據(jù)任務(wù)需要，必要時(shí)應(yīng)標(biāo)注或填繪與地形圖不一致的變化或具有特殊含義的專題地物。 (3)對(duì)照讀圖應(yīng)注意的問題： 注意比例尺概念允許的表示程度； 注意居民點(diǎn)、道路等人為地物的變化； 注意地形地貌等自然環(huán)境的特征； 注意點(diǎn)、線、面符號(hào)之間的聯(lián)系性。,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,測(cè)量與地圖學(xué) 第九章地圖分析與應(yīng)用,五、地形圖野外填圖與室內(nèi)作業(yè) 1.野外填圖的準(zhǔn)備工作 根據(jù)地形圖了解調(diào)查地區(qū)的概況；熟悉填圖對(duì)象的分類系統(tǒng)和表示方法；明確填圖的精度要求和最小圖斑；根據(jù)收集到的地圖和文字資料，選擇填圖路線；準(zhǔn)備野外填圖儀器和工具等。 2.野外填圖的步驟 (1)確定出發(fā)點(diǎn)位置：要注意隨時(shí)隨地定位。 (2