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1、新编地图学教程,电子教案,第 3 章 地 图 概 括,第 3 章 地图概括,1 地图概括概述 2 地图概括的数量分析方法 3 地图概括的基本方法 4 地图概括的现代发展,1 地图概括概述,地理空间,地图模型,比例尺,小,概括,概括,地面实测、地面遥感影像（航空像片、卫星图像）,图形+符号,1.1 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。,不能表示全部内容,选择地物（根据用途，量化选择）,主次之分,分类分级处理,清晰表示,形状与数量化简,位置精度、地理相似性,图形夸张与移位,记号
2、,图形,符号,地理空间,地图模型,删繁就简、舍末逐本、真实地物与地理意义统一详细性与清晰性统一、精确性与地理适应性统一,概括,选择地物（根据用途，量化选择）,分类分级处理,形状与数量化简,图形夸张与移位,记号,数量分析方法,克服主观性,定性,定量,1.2 制约地图概括的因素（1）地图的用途和主题（2）地图比例尺（3）制图区域的地理特征（4）数据质量（5）图解限制,（1）地图的用途和主题,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。,地图主题决定要素的重要程度和选取，必然影响地图概括。,同一种地理要素的选取也受地图主题的影响。,1.3 制约地图概括的因
3、素,（2）地图比例尺,地图比例尺是决定地图概括数量特征的主要因素，限定了制图区域幅面和要素总量,地图比例尺的变更，制约图上地物的质量特征,要素质量特征的表示受幅面限制,1.3 制约地图概括的因素,比例尺影响地图概的数量和质量特征,（3）制图区域的地理特征,区域的自然和经济条件，同样的地理事物在不同地区具有不同意义，因而影响对区域的表达。(不同的图中，下面分区选取是同一幅图中),1.3 制约地图概括的因素,（4）数据质量,地图概括是以空间数据为基础，数据的种类、特点及质量直接影响地图概括的质量。,空间数据：包括图表、影像、统计数据和文字资料。,四种表现形式：天文、大地、GPS数据 数字 遥感图像
4、和地图资料 现势资料 各种专题编图资料,1.3 制约地图概括的因素,（5）图解限制,地图的内容受符号的形状、尺寸、颜色和结构的直接影响，并制约着概括程度和方法。,影响符号最小尺寸设计的因素：视觉分辨能力；印刷与绘制技术；地物和地理环境,1.3 制约地图概括的因素,1.3 实施地图概括的四个方法（1）分类（2）简化与选取（3）夸张（4）符号化,（1）分类,空间数据的排序、分级或分群,分类：（定性特征的概括）依据地物属性所进行的重新分类。,中国土地资源图的分类系统,普通地图内容通常分为十大类，遵循一定的规范。专题地图则根据相应内容的学科体系分类。,层次归类的程度受比例尺和地物重要程度的影响。1:2
5、5万时，水系分类仅保留了河流、运河、常年湖和水库。,1971年版1:10万水系分类,分级：（定量特征的概括）空间信息进行数量统计时，数据划分为数学定义的级别。,0,50,100,200,300,500,750,1000,1500,2000,2500,3000,3500,4000,4500,m,地貌的高程分级,10,20,30,40,50,人口数/万人,50,40,30,20,10,比比看哪个更合理？,数量分级与符号的指向性的关系,分类的详细程度说明地图质量的好坏吗？,依据地物属性所进行的重新分类，受制图需要及图解限度影像。,在集合成类的过程中，既有归并，也有拆分。,20中城市,40大城市,人口
6、数/万人,10,20,30,40,50,人口数/万人,小城市,等级合并方法是在聚类分群后，以一个新点代替原分群。,降维转换,表示数据的符号图形产生维量变化，称为图形等级转换。降维转换减少载负量。,从维数上进行分层,（0）,（1）,（2）简化与选取,显示空间信息的重要特征，删弃次要的细部，追求详细性与清晰性统一。,比例尺概括：依据比例尺变化而设定取舍标准。目的概括：依据制图目的的空间信息选取。（部分非重要的地物要化简）,地理信息的取舍（数量化简）,图形化简（数量控制）,方法：,a.删除的最小尺寸,遍图时决定空间数据取与舍的数量标准，是地物上图上的最小尺寸。优点时候，空间数据是否删除是有条件的。这
7、就是在删除过程中最小尺寸界限的灵活处理。,按最小尺寸限定弯曲的取舍,只有一个条件满足时候，一般是舍弃，个别比较重要的进行夸张，将不满足的要素进行夸张。适用于边线上的凹凸。,b.图解计算法,以地图符号的面积负载量(S)确定符号选取数量指标的方法。,S=n(pr 2+3.5 d 2),SSi/100mm2=(Spri2+S3.5 di2)/100mm2,此方法一般用于确定居民点选取数额,居民点面积负载量：每100mm2 里居民点面积的总和,2.1 地图概括的数量分析方法,由于相同比例下，小比例尺和分散居民点的视觉载负量会变大，因此，其面积载负量比例要下降。黑色方块为符号的总面积。（面积载负量不变的
8、情况下观察视觉载负量）,面积载负量逐渐变小？,比较图中黑色方块的视觉载负量,黑色方块为符号的总面积,比较两幅图中黑色方块的视觉载负量,黑色方块为符号的总面积（并不是符号本身）,地理特征：长支流地理意义更明显、短支流地理意义相对较弱；过于密集显示不够清晰；宽间隔的短支流意义大；密度特征。（间距地理意义不明显，用比率地理差别较大）,c.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。,以河流在支流选取上的应用为例：设,河流长度分级 A1,A2,An 河流间距分级 B1,B2,Bn,符合等比关系,Ai=A1 ri-1Bi=B
9、1 pi-1,r,p 为辨认系数(公比)可令 r=1.3，p=1.5,等比数列模式,等比数列法实例,以河流选取为例,同级间距，长度越短，选择间隔越大，短支流要选取较难，长度越长，选择间隔越小，长支流地理意义更明显。但有最小选取间隔，以保证清晰度。同样长度，间距越密，选取间隔越小，间距越大，选取间隔越大，保证密度特征。但随着间距越大，选取间隔有最大值控制，因为间距大到一定程度，对于这个长度的河流来说，它都是有地理意义的，也由此产生了全取线。,选择方法：从长到短，根据河流的密度情况和长度情况，判断与已选支流的距离,案例分析：在1：5万的地图上有200个居民点，如果要把它转绘成1：20万的地图，在新
10、地图上应该保留多少个居民点？如果新地图上居民点符号和旧图上一样大小，保留的居民点较之前是应该增多还是减少，分别是多少？,d.开方根规律的应用,德国地图学家特普费尔(F.Topfer)提出的方案：,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。,NB=NA MA/MB,N 为图上地物数 A 原始图 M 为比例尺分母 B 新编图,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,NB=NA C DMA/MB,2.2 开方根规律的应用,改正系数起着一个调节数目的作用。,地物重要性
11、改正系数D的三种情况,符合方根规律，尺寸缩小：C1=1 不符方根规律，尺寸相同：不符方根规律，尺寸不同：,2.2 开方根规律的应用,符号尺寸改正系数C的三种情况,取决于符号尺寸设计与比例尺分母比的关系,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的调整可适当弥补地理差异的影响。,开方根规律的一般公式：,x 的选取级，可设为 0,1,2,3,2.2 开方根规律的应用,河流选取指标,e.删除的指标定额,定额指标产生于地图规范或依据开方
12、根规律。,首先要选择重要地物（大面积者），然后要考虑到分布。适用于面积符号。,f.删除的资格排队,按空间数据的等级高低进行选取,对于居民点选取，怎样进行资格排队？,无法从直观上（符号面积大小或符号面积大小不表示重要性）进行判别时候，可以从其他方面判断其重要性。适用于居民点。,g.内部结构的简化,空间数据构成平面图，在简化过程中应保持一定的格局特征。城市平面图形中简化要注意哪些要素？,强调地物的总体特征（总体轮廓、道路系统、密度比），模糊个体的定位精度与重要性。适用于大比例尺城市图。,h.分区选取,由于地理位置的差异，在同一图幅范围内进行定额选取时要采取不同的分类标准。,从分布上进行分类，适用于
13、疏密对比大区域点的选择,i.区域指标法,1.类型分区研究,2.确定选取指标,2.1 地图概括的数量分析方法,使用化简时，要删减掉一部分。删减后要保证区域地理特征不变。,在计算机制图过程中，此方法的使用需有专家系统的支持。,2.1 地图概括的数量分析方法,1,j.回归分析法,地图上居民点的选取程度，同实地密度之间存在着相关关系。,y=axb,xi 为居民点实地密度x 为居民点平均密度yi 为图上选取数y 为选取的平均数,a,b 为待定系数,建立回归方程：,1:10万地形图居民地选取指标,y轴,x轴,这里是居民点的个数，不是居民点面积载负量之和。,经全国抽样计算地形图上居民地选取的回归曲线,选取与
14、化简的总结,最小指标法,开方根规律,地理信息的取舍,图形化简,W、D法：适用于边线的凹凸，平滑化,等比数列法：适用于河流,区域指标法-形状：适用于轮廓线,回归分析法（定额法）-密度：函数关系，较高数据支持,分区选取法-分布：适用于疏密对比大 的点状符号,资格排队法-意义（个体）：适用于 点状符号,内部结构法-特征（结构）：适用于表达总体特征（小比例尺城市图），忽略个体特征。,图解计算法：适用于居民点（按面积）,删除指标定额-个体、分布：适用于面 积符号,3.夸张,提高或强调符号的重要特征,地图从设计图例开始就采用了夸张的方法，夸张追求精确性与地理适应性统一；,缩小的图形不是用简单的省略一些细节
15、取得的，艺术家和地图学者都承认，他们面临的任务是创作与所要表示的自然形态相适应的新图形，而这种新图形不是原稿的翻版。尺寸的变化为制图者提供了极大的自由度，以便用它创作成更易读和更恰当的视觉图形。由此可见，夸张既是地图艺术性的需要，也是地图技术上的需要。,夸张结合编图的目的和用途，夸张追求精确性与地理适应性统一；符合审美和寓意的需要。,符合审美和寓意的需要。,合并,示意性分割（表属性，不表数量）,分割,4.符号化,将空间信息通过分类、简化、夸张等方法所获得的记号，根据其基本特征，相对重要性和相关位置制定成的各种图形。,制作符号：使空间信息成为视觉可见的图形视觉化,1.2 实施地图概括的四个步骤,2 地图概括的现代发展,1.曲线光滑处理2.曲面拟合3.模糊综合评判4.图论5.分形几何,计算机技术的发展，数学方法的广泛应用，促进了地图概括自动化的不断进步，但仍不具备系统的理论和全面的自动化综合。,第三章 结 束,选择地物,分类分级,道路的删减,因比例尺变化产生的简化概括,地图比例尺越小，地图概括程度越高还是越低？,华北地区教学图,华北地区参考图,地 理 图,地 势 图,地图的用途和主题的影响,水系图,交通图,
