第4章 地图概括

单击此处编辑母版标题样式,1,概述,2,地图概括的内容和方法,3,地图概括的现代发展,第,4,章 地图概括,地图概括是地图构成的重要法则之一，是地理空间如何演变为经过概括的地图模型问题。,以图形显示的表象地图到古代地图的生产，都贯穿了地图概括的法则；,现在所制作的普通地图和专题地图，就是对地面实测或对地面遥感影像,航片或卫片实施符号化的结果；,利用计算机进行地图的定量化也需要地图概括的原则和方法。,1,概述,地图概括的性质,在地图上用符号表示地表的全部地理内容是不可能的。因此，在不同用途的地图上，表示地物是要经过,选择,的。（实测、航片、资料）,地表的地理内容表示到地图上时，要有主次之分，所以地图上的地物应经过,分类,和,分级,处理，不符合制图目的的地物类别，都要舍弃。,地图比例尺的缩小，原地图上的地物的形状和数量势必,化简,，才能在有限的图纸上清晰地表示。,1,概述,地图概括的性质,地图概括,（,generalization）：,也称,制图综合,，就是,采取简单扼要的手法,，把空间信息中,主要的,、,本质的,数据提取后,联系,在一起，,形成新的概念,。,在不同用途和比例尺的地图变换过程中势必,删繁就简,、,舍末逐本,，以求客观的反映地理实体，这时应保持地图内容详细性与清晰性的,对立统一,，,几何精确性与地理适应性的,对立统一,。,1,概述,地图概括的性质,地图概括的,任务,就是研究从原始图稿或数据到编织成各种新地图时所采用的,概括原则,和,方法,。,分类,和,选取,是地图概括的主要手段，以数学方法及计算机为基础的,自动综合概括,已逐步发展起来,。,概括的实质,：是在制图过程中对地图数据和图解形式经过科学化处理，使其能表现出,制图区域,的,基本特征,和,制图现象的基本的,、,典型的面貌,和,主要特点,。,概括的目的,：是在保证地图,清晰,的前提下，使图面保持,恰当的载负量,。,1,概述,地图概括的性质,地图概括在具体实施过程中，应避免两种极端倾向：一是片面强调机械地依比例概括；一是片面强调地理适应性的典型塑造。前者简称为,比例概括,，容易实施，但不能保证地图内容的详细性与图面清晰易读性的统一；后者简称为,目的概括,，易受人为主观的不确定性因素的影响，难以保证地图的地理适应性与几何精确性的统一。,1,概述,影响地图概括的因素,地图的用途与主题,地图的比例尺,制图区域的地理特征,制图数据质量,制图图解限制,1,概述,影响地图概括的因素,地图的用途与主题,编图目的与任务不同，图上反映空间数据的广度和深度亦不同，,地图的用途是地图概括的主导因素,。（,教学用图与参考性的行政地图的内容与符号,） 。,地图主题决定某要素的重要程度和选取，必然影响地图概括。 （,水资源图与交通图,）。,同一种地理要素的选取也受地图主题的影响。（,居民点在地势图上、政区图上和经济地图上,）。,1,概述,地 理 图,地 势 图,影响地图概括的因素,地图的比例尺,地图比例尺大小直接取决于地图的用途,。当比例尺一旦确定，地图所表达地理信息的详细程度也就确定。实质上地图比例尺必然成为地图用途的主要体现者和地图内容详细程度的主要决定者。地图比例尺决定制图区域的幅面和图上要素表示的总量。,故地图比例尺直接决定地理信息选取的指标,。,在不同大小的范围内，同一事物的重要程度不一样,。在小范围重要的事物，而在大范围内可能是次要的事物。,1,概述,比例尺影响地图概的数量和质量特征,影响地图概括的因素,制图区域的地理特征,在进行地图制图时，面对制图区域的,自然景观,或,人文景观,，首先应该了解这些景观的,结构,和,区域分异规律,。在制图概括时，尽管随比例尺的缩小内容简化，但仍然要正确地反映该区域的景观结构特征及空间分异规律。同时也应该看到,同一地理要素在不同区域中其地位,和,意义,有不同。,区域的地理特征不同,，,同一要素的取舍标准有很大的差别,。地图概括必须保证制图区域的基本特征和典型特点不会消失，即要体现出,地理适应性,。（,水系、地形、居民点,）,1,概述,影响地图概括的因素,制图数据质量,地图概括过程，都是以空间数据为基础的。数据的种类、特点及质量都直接影响地图概括的方向和质量。,空间数据：包括图表、影像、统计数据和文字资料。,天文、大地、,GPS,数据,数字（平面、高程控制点）,遥感图像和地图资料,(图、图像）,现势资料,（描述变化的文字和图表）,各种专题编图资料,(,各种专题的图表、文字、数字资料),1,概述,影响地图概括的因素,制图数据质量,按编图要求，地图数据源的精度应该高于新编地图的精度。,精度高的空间数据，对地理实体的内容反映的比较丰富，而且对细部反映的也比较详细。,若空间数据的质量不高，在此基础上进行的地图概括必然会出现偏差。,1,概述,影响地图概括的因素,制图图解限制,制图的图解限制包括两个方面的,含义,：一是在地图上对,地图图形,表示,精细程度,的制图限制；另一是人们由于受,生理,和,心理,因素作用对地图图形识别的限制。,构成地图图形的基本要素为,形状,、,尺寸,、,颜色,和,结构,。受多种因素影响：人眼的识别能力、人的心理感受效果、印刷制版的复制能力等。,1,概述,2,地图概括的内容和方法,选取,简化,夸张,符号化,互相影响、不能截然分开,选取,选取,和,分类,是不可分的，目的是使复杂无序的地图信息，通过,聚类,和,分群,使之有序化。,资格法,资格法,是一种按空间数据的,数量,、,质量等级高低排序,作为选取资格的选取方法。,在编制地图时，首先对制图对象由,高级到低级,、,由主要到次要,、,由大到小,的顺序进行资格排队，确定,选取指标,（陆地水文图,1cm,）,。但在具体编图实践中也应视具体情况灵活运用。,2,地图概括的内容和方法,选取,资格法,对于,居民点,的资格法选取，有两种选取指标：一是,数量指标,；另一是,质量指标,。,数量指标：一般采用人口总数，先进行居民点人口数量等级排队，然后进行选取。,质量指标：行政等级、经济及历史文化地位、交通要冲、方位意义、区域的特点等。,2,地图概括的内容和方法,选取,定额法,定额法,进行选取，是按,新编,地图上,单位面积,选择对象的,个数,或,密度,确定的。,定额指标产生于,图解,、,计算分析,及,编图试验,。经过图解、计算分级及编图试验取得的选取指标，是定额选取的依据，并记录在编图大纲或规范中。,2,地图概括的内容和方法,密度分区,人口密度,/,（人,m,-2,）,图上居民地的选取指标,/,（个,dm,-2,）,极密区,500,200-250,稠密区,300-500,160-200,中密区,50-300,120-160,稀疏区,5-50,90-120,极稀区,5,90,选取,定额法,优点：可以保证图面选取的内容既能清晰易读，又能有足够的数量和适宜的密度。,但采用定额法选取时，不仅照顾在图面上选取数量的密度和适应性，同时还应该考虑选取对象的重要程度、地图符号大小与注记规格对选取的影响，只有这样才能保证新编地图信息容量的适应性。,定额法和资格法联合使用。,2,地图概括的内容和方法,选取,区域指标法,在地图内容选取前，应先对整个制图区域的景观,结构特征,、,区域分异规律,及相关要素的,分布特点,，进行深入的类型分区研究。,然后按各分区内制图对象的,数量,、,质量,和,分布特点,确定其选取指标，并将其编列成图表和说明，称为,指标图,。,2,地图概括的内容和方法,选取,区域指标法,2,地图概括的内容和方法,选取,区域指标法,选取指标通常应该确定一个取值范围，才能保证各分区间取值的渐变，不至于因分区选取而造成地物数量在分区接线两侧的明显梯度差。既能保证正确反映制图对象在整个制图区域的分布规律，又能体现同一要素在不同区域单元中的重要程度。,2,地图概括的内容和方法,河网密度分区,密度系数,/,（,cmkm,-2,）,河长选取标准,/,（,cm,）,极稀区,0.1,基本全取,较稀区,0.1-0.3,0.5-0.8,中等密度区,0.3-0.5,0.6-1.0,0.5-0.7,0.8-1.2,0.7-1.0,1.0-1.4,稠密区,1.0-2.0,1.3-1.5,极密区,2.0,1.5,选取,确定选取指标的几种数量方法,图解计算法,是,苏联苏霍夫,提出的一种,以地图符号的面积载负量确定符号选取数量指标,的方法，常用于确定,居民点,选取数额。,2,地图概括的内容和方法,居民点的面积载负量,S,由居民点符号的面积,a,和居民点注记的面积,p,两部分组成，一般公式为：,S,=,n,(,a,+,p,),n,为,/,cm,2,居民点个数,S,=,n,(,p,r,2,+,3.5,d,2,),南京市,字宽,d,r,注记面积,p,r,选取,确定选取指标的几种数量方法,图解计算法,2,地图概括的内容和方法,S,S,i,/100mm,2,= (,S,p,r,i,2,+,S,3.5,d,i,2,) / 100mm,2,衡量一个地区内居民点面积载负量：每,100mm,2,居民点所占面积的总和。,选取,确定选取指标的几种数量方法,图解计算法,2,地图概括的内容和方法,在实际应用中，地图编制者已对工作地区中不同区域居民点的面积载负量完成抽样统计。,比例尺,平均面积,地区分类,1:10,万,1:20,万,1:50,万,1:100,万,大型集团式（东北）,中型集团式（华北）,小型及散列式（大部分）,50,40,18,30,20,15,16,14,12,14,13,11,选取,确定选取指标的几种数量方法,开方根规律法,德国,地图学家,特普费尔,(,F.Topfer),提出的方案，用于解决资料地图和新编地图由于,比例尺,的变化而产生的,地物数量递减,问题。,2,地图概括的内容和方法,新编地图所应选取的地物数量与原始地图地物数量之比符合原始地图与新编地图的比例尺分母之比的平方根。,N,B,=,N,A,M,A,/ M,B,N,为图上地物数,A,原始图,M,为,比例尺分母,B,新编图,例如：,一张1：5万地形图编绘成一张1：10万地形图，在相应的范围内，原始地图有居民点78个，则新编地图上的居民点,NB,应为：,以上仅考虑,比例尺,，其实，选取地物的多少，除与比例尺有关，还要受到多种因素的影响，如,地物的重要程度,，各种用途的,地图符号的尺寸,等。,N,B,=,N,A,M,A,/ M,B,开方根规律,的扩展,以比例尺为主，地物选取还受其他多种因素的影响, 公式扩展为：,符号尺寸改正系数,C,地物重要性改正系数,D,线状,C,2,=,M,A,/ M,B,面状,C,3,=,(,M,A,/ M,B,),2,线状,C,2,= (,S,A,/ S,B,),M,A,/ M,B,面状,C,3,= (,f,A,/ f,B,),(,M,A,/ M,B,),2,符号尺寸改正系数,C,的三种情况,符号尺寸符合方根规律，即符号尺寸随比例尺缩小：,C,1,= 1,符号尺寸不符方根规律，但新编地图与原始地图的符号尺寸相同 ：,符号尺寸不符方根规律，尺寸不同,：,N,B,=N,A,D,M,A,/ M,B,N,B,=N,A,D,（,M,A,/ M,B,）,2,N,B,=N,A,D,（,M,A,/ M,B,）,3,S,A,：原始地图线状符号尺寸宽,S,B,：新编地图线状符号尺寸宽,f,A,：原始地图面状符号尺寸面积,f,B,：新编地图面状符号尺寸面积,地物重要性改正系数,D,的三种情况,很重要：,D,1,=,M,B,/ M,A,一 般 ：,D,2,=,1,次 要 ：,D,3,=,M,A,/ M,B,开方根规律的基本特点：,直观地显示了地图概括时从重要到一般的选取标准，是一个有序的选取等级系统。,是线性方程，在地图比例尺固定的条件下，地物选取的比例一致。,未考虑到地理差异，特别是制图地物分布的密度变化。,选取级,x,的确定不是很严格，其调整可适当弥补地理差异的影响。,N,B,=,N,A,(,M,A,/ M,B,),X,N,B,=,N,A,(,S,A,/ S,B,),(,M,A,/ M,B,),X,N,B,=,N,A,(,f,A,/ f,B,),(,M,A,/ M,B,),X,开方根规律的一般公式,：,x,的选取级，可设为 0, 1, 2, 3,例：河流选取指标的确定,11(9),25 (24),N,B,25,59,N,A,1:25万 1:50万,X,= 3,1:10万 1:25万,X,= 2,河流条数 比例尺,指标,N,B,=,N,A,(,M,A,/ M,B,),X,N,B,=,N,A,(,S,A,/ S,B,),(,M,A,/ M,B,),X,N,B,=,N,A,(,f,A,/ f,B,),(,M,A,/ M,B,),X,有括号的数字是按照公式推导出来的。,选取,确定选取指标的几种数量方法,等比数列法,用等比数列确定地图要素选取的方法,苏联学者鲍罗金根据心理物理学试验，察觉到同一要素的等级差别常遵循等比数列的规则,。,2,地图概括的内容和方法,以河流在支流选取上的应用为例,r,p,为辨认系数(公比),可令,r,= 1.3，,p,= 1.5,河流长度分级,A,1,A,2,A,n,河流间距分级,B,1,B,2,B,n,符合等比关系,A,i,=,A,1,r,i,-1,B,i,=,B,1,p,i,-1,C,11,C,22,C,nn,为河流应保持的最小间隔，则,C,ii,= (,B,i,+,B,i,+1,) / 2,等,比,数,列,模,式,选取间隔 距离分级,长短分级,B,1,B,2,B,2,B,3,B,n,-,2,B,n,-,1,B,n,-,1,B,n,A,n,C,11,A,n,-,2,A,n,-,1,C,21,C,22,A,2,A,3,C,n,-,1,1,C,n,-,1,2,C,n,-,1,n,-,1,A,1,A,2,C,n,1,C,n,2,C,n,n,-,1,C,nn,第一列的,C,i1,等比数列，代表同级平均距离的河流，当河长不同时获得选取的最小间隔，其计算公式为：,等,比,数,列,法,实,例,选取间隔 距离分级,长短分级,1.5 2.3,2.3 3.4,3.4 5.1,5.1 7.6, 14.8,1.9,11.4 14.8,2.3,2.9,6.8 8.8,3.8,4.3,5.1,6.3,4 5.2,7.2,7.5,8.1,以河流的支流选取为例（,r,= 1.3，,p,= 1.5 ）,等比数列法容易被引入计算机制图作业中,简化,简化就是显示空间数据的重要特征，删除次要的细部。,质量特征的简化,空间数据质量特征简化，是将空间数据按其属性进行合并，用概括的分类取代详细分类，或者取消低级分类。,普通地图的居民点分类，可以从首都、省会、地级市、市、县、镇，简化为首都、省会、市、县。,专题地图的分类系统根据学科的分类体系简化。,2,地图概括的内容和方法,地图比例尺与制图基本分类单位,地质图,地貌图,土壤图,植被图,大比例尺,表示群、组，有时表示统,表示地貌形态类型第四级（最低级）,表示土种、变种，有时表示土属,表示植物群丛，有时表示群丛组,中比例尺,表示统，有时表示群,表示地貌形态类型第三级,表示土属亚类，有时表示土种、土类,表示植物群丛组，有时表示群系,小比例尺,表示系，有时表示统,表示地貌形态类型第二级或第三级,表示亚类、土类,表示植物群系，有时表示群系组,简化,数量特征的简化,空间数据数据特征简化，其目的是将空间数据按数量排序进行分级，以等差分级，等比分级或任意分级处理。,数量特征的简化主要表现为减少数量分级，增大各等级间的数据间距。,我国地形图，从,1:5,万到,1:50,万的地形图上，等高线的间隔逐级增加。,在专题图上，用点值法表示人口时，随地图比例尺的缩小，可以采取增大点值减少点数进行数量特征的简化。,2,地图概括的内容和方法,简化,图形特征的简化,对线状地物、地物分界线、面状地物的复杂轮廓进行简化，通常采取删除、合并等处理手段。,图形简化的,基本要求,：任何线状或面状地物，其图形或者轮廓都是点的集合，只有能反映曲线弯曲特征的点才是特征转折点；只有保存特征转折点，才能保持现状和面状地物经过简化后的形状相似性；保持不同弯曲地段弯曲程度的对比关系；保持面状地物轮廓图形和线状地物弯曲状况的基本特征；保持弯曲和特征转折点的相对精确性。,2,地图概括的内容和方法,简化,图形特征的简化,按最小尺寸限定弯曲的取舍：对于线状地物线条最小弯曲尺度的确定有两个指标：弯曲宽带,W,和弯曲深度,d,。,2,地图概括的内容和方法,W,i,w,d,i,d:,选取,W,i,d:,具体分析,W,i,w,d,i,d:,舍弃,简化,图形特征的简化,按开方根规律简化形状：一条河流或一个居民点的平面图形，可以对它的弯曲数或转折角数进行开方根计算，然后在新编地图上简化图形。,2,地图概括的内容和方法,简化,地物内部结构的简化,许多面状地物，在一定比例尺的地图上，不仅能清楚地表现其外部轮廓，同时还能反映其内部结构。但随着比例尺的缩小，外部轮廓细小弯曲和凹凸部分将逐步被删除，内部结构简化。,2,地图概括的内容和方法,简化,地物内部结构的简化,简化的方法有,合并,与,分割,。,合并是指合并同类地物的碎部，以反映地物主要的结构特征。,2,地图概括的内容和方法,简化,地物内部结构的简化,分割方法主要存在于不太重要的面状图形的拆分。例如林间的防火道和鱼塘的堤埂，采取将面积图形适当示意性分割的方式有利于地物特征的表达。,2,地图概括的内容和方法,夸张,地图概括就是突出需要的信息，减少冗余的信息。从图解形式看，是在图形上减少一些多余的碎部，夸大表示一些有重要意义的细部 。,夸张主要包括两个方面：,不依比例尺的放大,和,移位,。,不依比例尺放大,地图随比例尺的逐渐缩小，不依比例尺表现的内容会愈来愈多。（境界线、河流、道路）,有特征意义的线状、面状地物轮廓的细小弯曲和凹凸部分的夸张，是不依比例尺的放大。,2,地图概括的内容和方法,夸张,不依比例尺放大,图形夸张不依比例尺放大有两种情况：一是细小凹凸部分面积的放大；另一是保持面积不变，对于宽度比较窄的突出部分只在某一方向上放大，而对深度相应缩小。,2,地图概括的内容和方法,夸张,移位,每种地图符号，在图上都有一定的尺寸大小（长宽或半径），同时符号与符号间又要保持不小于,0.2mm,的距离。但随着地图的比例尺缩小，若仍然依比例尺准确表示制图要素的位置时，必然会出现符号相互压盖的现象，在视觉或心理上造成地物之间地理相关性或拓扑关系的破坏。为保持地图上各要素间正确的对比关系，必须对符号采取移位处理。,2,地图概括的内容和方法,夸张,移位,移位原则：当图上符号发生定位矛盾时，在重要程度有主次之分的情况下，则次要的应该让位主要的。,当图上符号定位矛盾彼此无主次之分时，则应相互之间均作相应位移。,2,地图概括的内容和方法,符号化,地图数据的符号化，其实质就是空间数据的可视化，是地图概括的最终结果的体现。空间数据经过选取、简化、夸张等概括方法处理后，通过制定的图形记号，使其转化为视觉课件的形象,-,符号模型。,空间数据的符号化，须先确定空间数据的量表方式。然后利用构成图形的基本要素,各种视觉变量，如形状、尺寸、方向、颜色、网纹及其各种组合，制定出具有特定含义的图形符号，用以显示地图内容的分类、分级、重要、次要等不同情况。,2,地图概括的内容和方法,