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第六章制图综合理论 12 1制图综合的基本概念一 制图综合的基本概念根据地图的用途 比例尺和制图区域的特点 以概括 抽象的形式反映制图对象的带有规律性的类型特征和典型特点 而将那些对于该图来说是次要的 非本质的物体舍掉 这个过程叫作制图综合 它是通过概括和取舍的方法来实现的 二 制图综合的目的突出抽象清晰 类型特征 基本规律 传递信息 三 概括和取舍概括 是对制图物体的形状 数量和质量特征的化简 通过去掉轮廓形状的碎部代之以总的形状特征 缩减分类分级的数量 以减少制图物体间的差别 选取 是从大量的制图物体中选出较大的或较重要的物体表示在地图上 而舍弃次要的物体 区别 概括是通过去掉制图物体总体中的细部及类别 等级的合并 更突出地反映物体的基本特征 选取针对单个或一类物体而言在新编图上应表示或舍去 联系 概括通过选取来实现 四 从对制图物体的大小 重要程度 表达方式和读图效果出发 制图综合分为 比例综合 地图比例尺缩小而引起图形缩小产生的选取和概括目的综合 由编图者对制图物体重要性的认识来确定是否选取 规格化和标准化 制图学发展的趋势 感受综合 从读者的实际感受出发 由于视觉和记忆的因素产生的无意识的综合 记忆综合和消除综合 五 制图综合是一个创造性的过程1 地图上图形并非都能按比例尺机械缩小 2 制图综合是一个科学抽象过程 3 解决图面上缩小表象事物所产生的各种矛盾 制图综合实质 用科学的概括和选取手段 在地图上明显 深刻地反映制图区域地理事物的类型特征和典型特点 12 2制图综合的方法选取方法概括一 选取 一 选取的方式类别选取 整个一类信息全部舍弃选取地图内容设计的任务 级别选取 舍弃某一级别信息 弃次要的 等级低的对象 1 主要 次要 2 等级高 等级低 大 小 3 整体 局部 二 选取的方法1 资格法 1 概念按照一定的数量标志和质量标志作为选取的标准 资格 而进行选取的方法 例 河流 道路等 2 选取标志数量标志 长度 面积 产值等资格 标准 质量标志 等级 品种 性质等 3 优缺点优点 标准明确 简单易行 缺点 一个标志不能全面衡量出物体的重要程度 如 小湖泊 在不同的地区 其重要程度不同 同一资格无法预计选取后的地图容量 定额法 临界标准 第一种缺陷 第二种缺陷 2 定额法 1 概念规定出单位面积内应选取的制图物体的数量 2 方法 规定定额 确定载负量 面积指标 优点 预计地图容量 保证地图具有相当丰富的内容而又不失去易读性 缺点 无法保证在不同地区保留相同质量指标 以居民地为例 高指标弥补措施 临界指标低指标调整不同区域内选取物体的质量标准 以及与相邻区域分布密度的逐渐过渡 二 概括 形状概括 数量特征概括 质量特征概括1 形状概括删除制图对象图形的不重要的碎部 保留和适当扩大其重要的特征 使制图对象构成更具有本质特性的明晰的轮廓 方法 删除 制图物体图形中的某些碎部 在比例尺缩小后无法清晰表示时应予以删除 如 合并 随着地图比例尺的缩小 制图物体的图形极其间隔小到不能详细区分时 可以采用合并同类细部的方法 来反映制图物体的主要特征 夸大 为了显示和强调制图物体的形状特征 需要夸大一些本来按比例应当删除的碎部 分割 单用合并 有时会歪曲制图物体的特征 常常需要辅之以分割的方法 2 数量特征概括 数量特征是指物体的长度 面积 高度 深度 坡度 密度等可以用数量表达的标志的特征 选取 形状概括 数量特征变化 例 舍去的河流或小弯曲 河流总长减少 河网密度变化 3 质量特征的概括 制图物体的质量特征是指决定物体性质的特征 质量接近同类同样符号分类特征如 居民地 河流质量特征分级特征如 行政意义分级 减少比例尺缩小方法 删除 整个删除某类标志 如 不表示河流的通航性质 合并 详细分级合并成概略分级 如 居民地1 2万和2 5万人口数合并为1 5万质量特征概括会引起分类分级缩减 类别 级别 三 定位级优先级 一 编图时解决争位矛盾的方法1 舍弃当符号定位发生矛盾时 特别是当同类符号碰到一起时 一般舍弃其中较低一个 2 移位 双方移位 两者同等重要时 采用相对移位方法 单方移位 两者重要程度不同时 符号之间保持正确的拓扑关系的情况下 移动级别低的一 3 压盖 点状符号或线状符号与面状符号定位发生矛盾时 有时需采用压盖的方法处理 二 定位优先级1 点状符号 有坐标位置的点 如平面控制点 界碑符号等 有固定位置的点 如居民点 独立地物点等 只具相对位置的点 如路标 水位点等 定位于区域范围的点 如说明符号等 阵列符号 如离散符号组成的图案2 线状符号 有坐标位置的点 如国界线上的界标 具有固定位置的点 如铁路 公路 河流等 表达三维特征的线 如各种等值线 具有相对位置的线 如依附与山脊线 河流的境界线 面状符号的边界线 如小湖泊的岸线 12 3影响制图综合的基本因素 一 地图用途决定地图内容和表示方法的选择地图用途 影响制图综合的方向和程度 二 地图比例尺 一 影响制图综合程度 二 影响制图综合的方向 三 影响制图对象的表示方法 三 景观条件 景观条件 制约着 决定着 制图综合原则 制图对象的重要程度 四 图解限制 地图符号的形状和尺寸五 数据质量 12 4制图综合的基本规律 一 图形最小尺寸线划 几何图形 轮廓图形 弯曲基本图形影响地图内容的详细程度 精确性地图上的线划 几何图形 轮廓图形和弯曲等基本图形应当达到的最小尺寸 地图上基本图形 单线划的粗细为0 08 0 1mm 两条实线间的间隔为0 15 0 2mm 实心矩形的边长为0 3 0 4mm 复杂轮廓的突出部位为0 3mm 空心矩形的空白部分边长为0 4 0 5mm 相邻实心图形的间隔为0 2mm 实线轮廓的半径为0 4 0 5mm 点线轮廓的最小面积为2 5 3 2mm2 弯曲图形的内径为0 4mm时 宽度需达到0 6 0 7mm 二 地图载负量 1 基本概念地图载负量也称为地图的容量 一般理解为地图图廓内符号和注记的数量 符号确定 载负量越大 地图内容越多 极限载负量 指地图可能达到的最高容量 适宜载负量 根据地图的用途 比例尺和景观条件确定该图适当的载负量 2 载负量形式 面积载负量 指地图上所有符号和注记的面积与图幅总面积之比 规定用单位面积内符号和注记所占的面积来表达 例如23是指在1cm2面积内符号和注记所占的面积平均为23mm2 数值载负量 即单位面积内符号的个数 对居民地 数值载负量通常指的是100cm2面积内的居民地个数 例如163指在100cm2范围内有163个居民地 对于线状物体 通常指1cm2范围内平均拥有的线状符号的长度 称为密度系数 表示为 K 1 8cm cm2 对于林化程度 沼化程度 则使用面积百分比来表示 例如0 63或63 极限负载量 地图上可能表达的最大容量 适宜负载量 最佳容量 3 面积载负量的量算地图上不同要素的面积载负量的计算方式不同 居民地 符号和注记的面积 道路 长度和粗度 水系 单线河 渠道 附属建筑物 水域的水涯线及注记的面积 境界线 长度和粗度 植被 符号和注记等高线 作为背景 不计算面积 4 地图载负量分级 研究载负量的分级 目的是确定载负量能够辨认出的最小差别 Qn Qn 1 i 式中 Qn 第n级密度区的面积载负量 n 1 2 3 Qn 1 第n 1级密度区的面积载负量 i 辨认系数 它是一个变数 在1 2 1 5之间变化 Q n 1的值越大 i的值就越小 当n 1时 可认为是最密区的载负量 即极限载负量 5 极限载负量及其影响 迅速而准确地确定新编地图上的极限载负量是目前地图学中需解决的重大理论问题之一 极限载负量 地图比例尺 决定 地图用途 景观条件 制图技术 制印技术 从图上可以看出以下一些规律 随着地图比例尺的缩小 极限载负量的数值会增加 极限载负量的数值会有一个限度 当地图比例尺小于1 100万时 其增加已经很缓慢 到1 400万逐渐趋于一个常数 阈值 面积载负量达到一个常数的条件下 通过改进符号设计 提高制图和印刷的技艺还可以增加所表达的地图内容 三 制图物体选取基本规律 基本规律 1 制图物体的密度越大 其选取标准定得越低 但被舍弃目标的绝对数量越大 2 选取遵守从主要到次要 从大到小的顺序 在任何情况下舍去的都应是较小的 次要的目标 而把较大的 重要的目标保留在地图上 使地图能保持地区的基本面貌 3 物体密度系数损失的绝对值和相对量都应从高密度区向低密度区逐渐减少 如图12 7 4 在保持各密度区之间具有最小的辨认系数的前提下保持各地区间的密度对比关系 四 制图物体形状概括的基本规律 1 舍去小于规定尺寸的弯曲 夸大特征弯曲 保持图形的基本特征 2 保持各线段上的曲折系数和单位长度上的弯曲个数的对比 3 保持弯曲图形的类型特征 4 保持制图对象的结构对比 5 保持面状物体的面积平衡 五 制图综合对地图精度的影响 1 误差来源资料图的误差 展绘地图数学基础的误差转绘地图内容的误差制图综合产生的误差地图复制造成的误差 2 制图综合引起误差 描绘误差 作业员在作业中产生的误差 如 数字化移位误差编图过程中对图形移位而产生的精度误差如 当符号发生争位矛盾时的移位 为了强调某种特征而产生的移位 由形状概括产生的误差长度变化引起形状概括方向变化轮廓图形改变 12 5普通地图上各要素的制图综合 一 水系的综合 一 海洋要素的综合1 海岸的制图综合形状概括质量概括 海岸线的图形概括 海岸性质概括 1 海岸线图形概括的方法研究类型及图形特征找出转折点确定准确位置图形化简 2 海岸线图形概括的基本原则 保持海岸线平面图形的类型特征如 侵蚀海岸 岩质海岸 海岸港汊 岛屿多 岸线多棱角弯曲 堆积海岸 多具有低平的后滨 岸线多平滑 生物海岸 珊瑚礁和红树林海岸如图所示 侵蚀海岸 堆积海岸 保持各段海岸线间的曲折对比保持海陆面积对比海角上 删去小海湾海湾中 删去小海角 扩大陆地面积 扩大海部面积 2 岛屿的综合 1 岛屿的形状概括大岛屿同海岸线概括小岛屿突出形态特征岛屿只取舍 不合并 2 岛屿的选取原则根据选取标准进行选取 如 0 5平方毫米根据重要意义进行选取 如 标志国家领土主权 重要航道上 根据分布范围和密度进行选取如图所示 3 海底地貌的综合 1 水深注记的选取首先选取浅滩上 航道上最浅水深注记 其次选取标志航道特征的水深注记 再次选取反映海底坡度变化的水深注记 补充水深注记到必要密度 2 等深线勾绘先判断地形的基本结构和走向 再内插 原则 判浅不判深 3 等深线的综合 等深线的选择根据深度表进行 浅海详细 深海概略 20m和 200m等深线必须选择 对封闭等深线 浅海区海底洼地可舍去 深水区小浅部应保留 等深线的图形概括原则 舍深扩浅 二 陆地水系综合 1 河流的制图综合 1 河流的选取将实地河网按密度进行分级 在不同密度区中确定选取标准 表12 2 不同类型的河系 采用不同的选取标准 如 羽毛状河系平行状河系低标准高标准格网状河系辐射状河系 先选主河流及各小河系的主要河源 在以小河系为单位 从大支流到小支流选取 选取规律 河网密度大地区 选取标准低 舍去的河流条数多 反之 少 保持不同密度区的密度对比关系 随着比例尺缩小 选取标准的上限如 1 10万选取上限是1 0或1 2 1 100万选取上限为1 5或更高 逐渐增大 低于选取标准 但具有重要特性的小河流应选取 如 表明湖泊进 排水的小河流 连通湖泊的小河 直接入海的小河 干旱地区的常年河等 大于选取标准 但河流之间间隔较小 小于3mm 通常舍去 2 河流的图形概括 目的 舍去小弯曲 突出类型特征 保持各河段弯曲对比 河流弯曲形状微弯曲 接近1 1 2 钝角形弯曲 1 2 1 4简单弯曲近于半圆形弯曲 1 5套形弯曲菌形弯曲大于1 5复杂弯曲 在一级的套形或菌形弯曲上发育成的复合弯曲 概括河流弯曲的基本原则 保持河流弯曲的基本形状保持不同河段弯曲程度的对比保持河流长度不过分缩短如 1 100万地形图上 保留40 图形概括损失13 4 3 真形河流的图形概括 表示主流和汊流的相对宽度及河床拓宽和收缩情况 如图12 6 河心岛单独存在时 只取舍 不合并 外部总轮廓一致时可适当合并 如图12 17 保持河流中心岛屿的固有特征 保持辫状河流中主汊流构成的网状结构及汊流的密度对比关系 如图12 18 2 湖泊 水库的制图综合 1 湖泊的综合 湖泊的岸线概括保持湖泊与陆地的面积对比 保持湖泊的固有形状及其同周围环境的联系 湖泊的选取 选取原则 湖泊只选取不合并选取标准 0 5 1mm2独立湖泊 按选取标准选取选取方法 分布湖泊 分布范围 形状 密度对比等不能依比例尺表示时改用蓝点表示 2 水库的综合 形状概括 顾及与等高线的协调 真形水库取舍记号性水库 取舍水库的大小是按统一标准划分的 库容超过1亿立方米的为大型水库 1千万 1亿立方米的为中型水库 小于1千万立方米的为小型水库 3 井 泉和渠网的制图综合 1 井 泉的选取 居民地内部的井 泉和水网地区的井 泉 大于1 2 5万的地图上部分表示 人烟稀少的荒漠地区尽可能详细表示 选取水量大的 有特殊性质的 如温泉 矿泉 处于重要位置上 如路口或路边 的井 泉 反映井 泉的分布特征 反映各地区间井 泉的密度对比关系 2 渠网的综合 以取舍为主 少有图形概括选取渠道要从主要到次要 由主要渠道构成渠网的骨架 再选取连续性较好的支渠 注意渠间距和各局部区域的密度对比关系 二 居民地的制图综合 一 居民地的形状概括城镇式居民地农村式1 城镇式居民地的形状概括 目的 保持居民地平面图形特征 内部结构 外部轮廓 1 城市居民地平面图形化简原则 正确反映居民地的内部通行情况 通行情况 街道 铁路和水上交通等 重点是街道 随着比例尺缩小对街道取舍选取连贯性强 对城镇平面图形结构有较大影响的街道 选取与公路 特别是两端都与公路连接的街道 选取与车站 码头 机场 广场 桥梁及其他与重要目标相连接的街道 再根据街道网的密度 形状等特征的要求 补充其他的街道 选取街道时首先应选取主要街道 再选取条件好的次要街道 正确反映街区平面图形的特征街区的取舍 合并街道如图12 21 正确反映街道密度和街区大小的对比 街道密集地段 选取比例较小 但选取的绝对量和舍去绝对量较大 街道稀疏地段 选取比例较大 但选取的数量和舍去的数量比密集地段小 如图12 22 资料图 正确概括 错误概括 正确反映建筑面积与非建筑面积的对比 建筑密集街区 合并为主 删除为辅合并距离很近建筑物 删除远离独立建筑区的独立建筑或细小突出部 如图12 23建筑稀疏区 选取 合并 删除进行概括如图12 2412 25 正确反映居民地的外部轮廓形状 保持轮廓上的明显拐角 弧线或折线形状保持其外部轮廓图形与道路 河流 地形要素的联系 如 图12 26图12 27 2 城镇式居民地形状概括的一般程序 选取居民地内部的方位物 选取铁路 车站及主要街道 选取次要街道 概括街区内部结构 概括居民地外部轮廓形状 填绘其他说明符号如图12 28 2 农村居民地的形状概括 1 街区式农村居民地的概括 密集街区式 稀疏街区式 混合型街区式 密集街区式如图12 29所示舍去次要街道 合并街区 区分主次街道 稀疏街区式如图12 30所示舍去次要街道 合并街区 对独立房屋进行取舍 混合型街区式如图12 31所示 2 散列式农村居民地的概括 特点 不依比例独立房屋核心有少量依比例的街区建筑方法 对独立房屋选取原则 选取位于重要位置上的独立房屋 选取反映居民地范围和形状特征的独立房屋 选取反映居民地内部分布密度对比的独立房屋 如图12 3212 33 适当移位 以保持其相互方向和拓扑关系 3 分散式农村居民地的概括 特点 散而有界 小而有名方法 取舍 4 特殊形式的农村居民地的概括窑洞主要形式蒙古包 二 用圈形符号表示居民地 1 圈形符号的设计明显性 面积 结构 视觉黑度和颜色等 如图12 35 尺寸 最大尺寸 最小尺寸和适宜尺寸 最小尺寸 地图用途 使用方法 2 圈形符号的定位 1 平面图形结构呈面状均匀分布时 圈形符号定位于图形的中心 如图12 36a 2 居民地由街区和外围的独立房屋组成时 圈形符号配置在街区图形的中心 如图12 36b 3 居民地图形由有街道结构和部分无街道结构的图形组成时 圈形符号配置在有街道结构部位的中心 如图12 36c 4 散列式居民地 圈形符号配置在房屋较集中部位的中心 如图12 36d 5 对于分散式居民地 首先应判明其范围 圈形符号配置在注记所指的主体位置的中心 3 圈形符号和其他要素的关系处理圈形符号和其他要素的关系 同线状要素具有相接 相切 相离三种关系 同面状要素具有重叠 相切 相离三种关系 同离散的点状符号只有相切 相离的关系 相接 当线状要素通过居民地时 圈形符号的中心配置在线状符号的中心线上 如图12 37a 相切 当居民地紧靠在线状要素的一侧时 表现为相切关系 圈形符号切于线状符号的一侧 如图12 37b 相离 居民地实际图形同线状物体离开一段距离 在地图上两种符号要离开0 2mm以上 如图12 37c 三 居民地的选取 1 选取指标的确定图解法 通过样图试验确定居民地选取指标的方法图解解析法 根据制图区域实地上的居民地密度 确定适宜的面积载负量 按新编图上图形和名称注记的大小 通过计算获得居民地的选取指标 解析法 数学模型来计算居民地选取指标 2 选取居民地的一般原则 1 按居民地的重要性选取 2 按居民地的分布特征选取 3 反映居民地密度的对比 3 选取居民地的方法定出全取线选取 按其他条件补充 四 居民地的名称注记 1 居民地名称注记的选取 1 位于城市郊区并和城市连成一体的农村居民地可以选注名称 2 当居民地成群分布 有分名也有总名时 在注出总名的条件下 分名可以选注 3 大居民地有正名和副名时 副名可按规定选注 2 居民地名称注记的定名 定级和配置 1 居民地的定名 以国家公布地名为主 2 居民地名称注记的定级 确定字体 字大 3 居民地名称注记的配置 不压盖同居民地联系的重要地物 三 交通网的制图综合 一 陆地交通网道路 管道和电信线路1 道路的分类和分级 铁路 按轨数分 单轨铁路 双轨铁路 多轨铁路按轨宽分 标准轨铁路 窄轨铁路 按牵引方式分 电气化铁路 其他铁路 公路按通行能力分 高速公路 主要公路 普通公路 简易公路 按综合标志分 国道 省道 县道 乡镇道路按交通部标准分 汽车专用路 一般公路 其他道路 大路 乡村路 小路 时令路 2 道路的选取 1 选取道路的一般原则 重要道路应优先选取例 等级高的道路 作为区域分界线的道路 通向国境线的道路 沙漠区通向水源的道路 穿越沙漠 沼泽的道路 通向车站 机场 港口 渡口 矿山 隘口等重要目标的道路 道路的取舍和居民地的取舍相适应居民地密度道路网的密度居民地的等级道路的等级居民地的分布特征道路网的结构 保持道路网平面图形的特征 图12 38 保持不同地区道路的密度对比 2 各种道路的选取 铁路的选取 公路的选取 其他道路的选取 道路附属物的选取 3 道路的形状概括 1 删除 2 夸大具有特征意义的弯曲 3 特殊的表示手法 共线或缩小符号 图12 40 4 管线运输 二 水上交通内河航线和海上航线 三 空中航线 一 地形图上的等高距等高距与地面倾斜角间的关系表示为式中 h 以m为单位的地貌等高距 地面倾斜角 a 以mm为单位的等高线间隔 M 地图比例尺分母 四 地貌的制图综合 二 地貌等高线的形状化简 1 形状化简的基本原则 1 以正向形态为主的地貌 扩大正向形态 减少负向形态 如图12 41 2 以负向形态为主的地貌 扩大负向形态 减少正向形态 如图12 42 如 喀斯特地貌 冰川谷和冰斗等 2 等高线的协调 如图12 43 3 等高线的移位 1 为保持地貌图形达到必需的最小尺寸时可进行等高线移位 如 山顶的最小直径为0 3mm 山脊 最窄的鞍部的宽度都不应小于0 5mm 谷地最窄不应小于0 3mm 等高线与河流的间隔必须大于0 2mm等 2 为了保持地貌形态特征而移动等高线 例如 强调局部的陡坡 阶地 显示主谷和支谷的关系 协调谷底线等而移动等高线 3 为了协调等高线同其他要素的关系 特别是同国界线的关系所采用的移位 4 等高线图形的笔调 三 谷地的选取 数量选取 选取谷地的数量质量选取 谷地在地貌中的作用1 谷地选取的数量指标 1 按谷间距选取谷地 谷间距 指相邻两条谷地的谷底线之间的距离 以mm计 规定 谷间距为2 5mm 2 按比例选取谷地 式中 nF 新编图上选取谷地的条数 nA 资料图上的谷地条数 MA 资料图的比例尺分母 MF 新编图的比例尺分母 x 选取指数 它由不同的切割密度条件确定 x分别取0 1 2 3 相应于谷地的极稀区 稀疏区 中等密度区和稠密区 2 选取谷地的质量指标 谷地在地貌中作用大的应优先选取 如 作为主要河源的谷地 有河流的谷地 组成重要鞍部的谷地 构成汇水地形的谷地 反映山脊形状和走向的谷地