专题地图设计毕业论文.doc

专题地图设计毕业论文目次摘要IAbstractII1 引言61.1 课题研究的背景和意义61.1.1 专题地图与GIS-学长161.1.2 课题研究的意义61.2 前人在本选题研究领域中的成果21.3 课题研究的内容22 专题地图概述32.1 专题地图的相关概念32.1.1 专题地图的定义及特征32.1.2 专题地图的构成32.1.3 专题地图的分类42.1.4 专题地图的表示方法52.2 地图的数据源及数据获取52.3 本章小结63 专题地图设计63.1 专题地图数据类型及处理63.2 地理底图的编制83.3 表示方法选择与图例设计93.4 专题地图的图面配置113.5 本章小结144 GIS概述144.1 GIS144.2 GIS数据来源154.3 GIS软件的专题地图功能模块154.4 本章小结165 地图投影、概括与符号165.1 地图投影165.1.1 地图投影的概念175.1.2 地图投影的原理175.1.3 地图投影的意义175.2 地图概括185.2.1 什么是地图概括185.2.2 地图概括的性质185.2.3 地图概括的意义195.3 地图符号的相关理论195.3.1 符号的概念及分类195.3.2 点状符号195.3.3 线状符号205.3.4 面状符号205.4 本章小结216 MapInfo支持下的专题地图制作216.1 MapInfo软件概述216.2 MapInfo专题地图制图流程226.2.1 规划专题地图236.2.2 底图要素和专题要素的确定236.2.3 建立底图要素和专题要素表236.2.4 创建专题地图246.2.4.1 范围值地图246.2.4.2 直方图地图246.2.4.3 饼图地图246.2.4.4 等级符号地图246.2.4.5 点密度地图256.2.4.6 独立值地图256.2.5 数据处理及符号化数据处理256.2.6 整饰、出图256.3 应用实例桂林理工屏风校区规划图数字化256.3.1 数字化266.3.2 专题地图编绘276.3.3 布局输出版面296.4 本章总结31结论与展望32致谢33参考文献34321 引言1.1 课题研究的背景和意义1.1.1 专题地图与GIS地图是G I S中重要的数据内容，专题地图制作是G I S中重要的应用之一。各种专题地图可以作为地理信息系统中的数据源之一被采用、加工，并为地理信息系统进行空间查询和分析提供依据；同时，更高层次的实用分析结论又再次以专题地图的形式再现。因此，专题地图不仅是地理信息系统构建时不可缺少的资源，也是地理信息系统分析成果的可视化表达。对专题地图编制的研究，可以对地理信息系统建立时进行数据分类、属性确定、数据管理、图形编辑与管理、数据模型的建立与分析等方面起到很大的作用。G I S 软件目前有400多种，可以提供各种各样的功能，但这些软件在统计地图制作方面存在着一些缺点，只提供了简单的一些分类、分级方法，而且分类、分级方法比较少，没有提供给用户相应的帮助功能以便使他们可以根据数据的分布特征选择正确的分类、分级方法。1.1.2 课题研究的意义随着G I S的飞速发展，用户已不再满足于简单的地形显示，而是G I S与各行各业的结合，GIS 根据用户的需求，对各类专题属性数据进行提取，运用科学的数学模型方法处理数据，用各种专题符号将结果以直观的形式表现在专题地图上或以图表的形式表现出来，反映各领域的研究成果、发展趋势、分布情况，为各部门制定政策提供科学依据。基于GIS软件的专题地图制图，主要是为了地理研究和地理决策提供服务。首先，GIS中的数据（空间数据和属性数据）之间有着明确的对应关系，而且有着丰富的编辑工具、分析工具用于实施数据整理和分析；其次GIS中的统计工具和属性数据处理工具能够从现有的数据中挖掘出较深层次的信息，用于制作内容更加丰富的专题图；此外，可以将用户设置的专题图制图参数和环境参数保存在文件或数据库中，在制作同一专题的专题图时直接调用这些参数信息，一方面节省制图时间，另一方面可以保证同一专题的专题图具有完整统一的表现风格。因此，基于GIS软件的专题地图制图可以制作出信息丰富的地图，它们可以快速、直观地获取关于地图的多因素的综合信息及单因素的原始信息，而且还可以进行一些地图分析，从而大大提高地图的使用价值和传输效率。地理信息系统的应用主要是为了满足人们对空间信息及相关属性信息的需求，专题地图的制作为地理信息和相关属性信息的传输提供了有效的途径。通过对专题信息的制图，将一些抽象的信息转化为人们很容易接收理解的一些图表并赋予地理含义，更易于用户进行空间的比较分析。由于专题地图的应用领域很广，面对的是各种用户的多种需求。因此研究基于GIS的专题地图的制作方法是具有重要实际意义的。 1.2 前人在本选题研究领域中的成果地理信息系统的发展是从地图制图和地籍管理开始的，因此地理信息系统的功能之一是用于地图制图，但是它把地图这种独特的视觉化的效果和空间分析功能同数据库操作集成在一起，强调空间概念，注重空间分析，形成了强大的分析功能。各种专题地图可以作为地理信息系统中的数据源之一被采用、加工，并为地理信息系统进行空间查询和分析提供依据；同时，更高层次的实用分析结论又再次以专题地图的形式再现。因此，专题地图不仅是地理信息系统构建时不可缺少的资源，也是地理信息系统分析成果的可视化表达。对专题地图编制的研究，可以对地理信息系统建立时进行数据分类、属性确定、数据管理、图形编辑与管理、数据模型的建立与分析等方面起到很大的作用。在一些发达的国家，高精度专题地图的发展非常迅速，尤其是在近些年来信息时代的飞速发展，计算机技术在社会各个行业上都得到了广泛的应用，制图部门充分利用GIS先进技术，制作出高精度的专题地图供国家的土地管理门部或者土地利用规划部门的使用，相关部门不仅可以更容易的从地图中获取详细的地图信息，而且可以通过多媒体了解到相关的属性信息，并可以获得相关的决策支持服务。1.3 课题研究的内容本选题研究的主要内容有以下几个方面： 阐述地图编制的各种数据来源及其获取原理、方法，原始数据的处理，专题地图制作的原理、方法和流程； 运用一些相关的理论指导地图矢量化、专题地图制作的方案设计，如GIS数据结构转换、地图投影、地图概括、地图符号等； 剖析常见GIS软件的专题地图功能模块； 2 专题地图概述2.1 专题地图的相关概念2.1.1 专题地图的定义及特征专题地图则顾名思义，是表示与某一主题有关内容的地图，按照地图主题的要求，只表示与主题有关的一种或几种要素。专题地图的基本特征有以下几个方面：（1）专题地图只将一种或几种与主题相关联的要素，特别完备而详细地显示，而其他要素的显示则较为概略，甚至不予显示。例如在交通旅游图上详细地表示各级道路网及与此相联系的居民地，显示通航河道，码头以及交通网的技术指标，地貌及土质植被则不表示；在政区地图和经济地图上通常不表示地貌，而居民地则按行政意义或经济意义予以分级表示。（2）内容更加广泛多样。专题地图上表示的内容，除了那些在地表上能见到的和能进行测量的自然现象或人文现象外，还有那些往往不能见到的或不能直接测量的自然现象或人文现象。例如，地质构造，气候现象，洋流，民族组成，经济现象和历史现象等。(3) 不仅可以表示现象的现状及其分布，而且能表示现象的动态变化和发展规律。例如环境保护方面的地图，人口地图和经济预测等。 综上所述，专题地图的定义应是：按照地图主题的要求，突出而完善地表示与主题相关的一种或几种要素，使地图内容专题化，形式各异，用途专门化的地图。2.1.2 专题地图的构成专题地图由三个方面构成，即专题地图的数学要素，专题要素和地理地图要素。1.专题地图的数学要素与普通地图一样，构建专题地图的数学要素有坐标网，比例尺和地图定向等内容。在专题地图中，对人文，经济现象一般是表示其相对宏观的态势及其在区域内的对比，因此多数采用较小的比例尺。在这种地图上，坐标网为地理坐标网，即经纬网；控制点不表示；地图定向则以中央经线为正北方向。对自然现象、资源状况，诸如地质现象、地貌现象、土壤及植被的分布，各种土地资源状况的表示，由于它们都必须以国家基本地形图为基础，通过勘测和调绘获得，因此与普通地图一样有一定的比例尺系列。大、中比例尺地图的坐标网也存在着两种坐标网，即地理坐标网和平面坐标网；大比例尺图上要选用一些大的控制点；大比例尺图如同国家基本大比例尺图一样，运用正北方向图。但中、小比例尺的图只用地理坐标网，以经线定向，不表示控制点。2.专题地图的专题要素专题要素是专题地图内容的主体。根据地图主题和用途要求的不同专题要素在不同的专题地图中，有的只表示一种要素，有的则可表示多种要素；由于可以运用不同的表示方法，有的表示方法可以详细而精确地表达专题内容的多重属性，有点只能表达内容某一属性；加之地图用途所决定的地图比例尺要求的不同，因此不同的专题地图，其专题要素的内容容量，精确程度和复杂程度是有很大差异的。3.专题地图的地理地图要素描述区域地理状况的水系、居民地、交通网、地貌、土质、植被及境界等要素，是作为专题地图的地图而存在的，而表示这些地理要素的地图就称为专题地图的底图。地图具有确定方位的骨架作用，是确定专题要素的控制系统，底图中的这些要素就是地理底图要素。由于专题地图的内容涉及广泛，所以当某一专题地图的主题所要求表示的要素与地理底图中某一两种要素一致时，这时的地理底图要素也就是专题要素了。在专题地图中，地理底图要素起着说明专题现象发生、发展的地理环境的作用，因此它应是退居第二平面乃至第三平面的“背景”要素。2.1.3 专题地图的分类地图分类的标准很多，就专题地图而言，主要有按内容，按数据特征，按内容概括程度和按用途分类。一、 按内容分类通常可分为三种基本类型：自然地图、人文地图和其他专题地图。自然地图包括：地势图、地质图、地球物理图、地貌图、气象气候图、水文图、土壤图、植被图、动物地理图和综合自然地理图。人文地图包括：政区地图、人口地图、经济地图、文化地图和历史地图。其他专题地图是指不能归属于上述类型，而适用于某种特殊用途的地图。如航海图、航空图、特种军用地图、城市地图、规划设计地图等。或者是用途广泛而内容包含自然和人文要素的综合性地图。二、 按数据特征分类可分为定性数据、定量数据（含分级数据）。三、 按内容概括程度分类可分为解析型图、合成型图和综合型图三种。四、 按用途分类普通地图的用途与比例尺有关。专题地图的用途则不一定仅受比例尺的影响，主要与地图内容有密切关系；有时同样的内容，使用的侧重面不同，也有区别。按用途可分为通用地图和专用地图两大类。通用地图通常可分为一般参考用图和科学参考用图两类；而专用地图更鲜明地起着既是“成果表达方式”，又是得力的“研究手段”的作用。2.1.4 专题地图的表示方法目前专题地图的表示方法一般有：定点符号法、线状符号法、质底法、等值线法、定位图表法、范围法、点数法、统计图法、运动线法。2.2 地图的数据源及数据获取地图资料的确定与加工处理在总体设计时，应充分利用现有的数据库数据。选定好数据后，对其进行放大、缩小、变形等变换处理，使其成为新专题地图的基础资料。按照新专题地图的设计要求，在此基础上进行综合处理，增加现有形势信息、补充新内容，制作成新的专题地图。这是利用已有资料制作新专题地图的基本方法。如果没有相近的可利用的数据资料，则首先分析能收集到的各种相关资料，从资料的可靠性、现势性、内容的完备性、比例尺等几个方面认真选定基础资料。根据需要将现势资料、补充资料、参照参考资料转标到基础资料上，经修改后才能做成最终的基本资料。选择已有数据库数据，可以直接调用数据，对资料进行变换处理，在此基础上加工 、整理制作成新的专题地图。如果没有合适的数据库数据可以利用，则需要对确定的基本资料进行扫描。一般将基本资料扫描成300dpi的TIFF 格式彩色图像，在此扫描底图的基础上进行数据采集。制图资料是编制专题地图的根本依据，资料内容的完备性、现实性、科学性将直接影响编图的质量。编制专题地图的资料有下列几种：1）地图资料。包括地形图、地理图及与所编地图有关的其他专题地图。对其基本要求是：所选资料地图的内容符合编图要求，各相关地图之间的图例及数据分级具有可比性，地图投影以及资料地图上的图形、表示方法等能通过适当转换后杯引用，比例尺大小相宜，具有较好的现势性。2）遥感影像资料。各类遥感影像是编制相关专题地图的重要资料，对编制地图、建立地图数据库，更是重要的信息源。其基本要求是图像清晰、分辨率高。影像的类型、时相及比例尺满足需要。3）数据资料。主要包括观测、实测、测量资料及统计资料。观测资料如水文台站、地雷监测站等定期、长年的观测记录值；实测资料是专业野外调查所得勘测数据；量测资料是从较大比例尺的普通地图、专题地图上直接量测的数据。4）文字资料。包括专题研究的阶段或终结成果，有关的论著、文件，地理考察或调研资料，政府文告、政策法规，历史文献与档案，与专题有关的新闻报道及图片等。2.3 本章小结这一章主要对专题地图的相关概念进行了详细的介绍，首先对专题地图的定义及特征进行了深刻的解释，对专题地图的构成也作了详细的重要的介绍。在对专题地图的分类中，把专题地图按不同的内容或方法进行了多种分类，而不同的专题地图种类又有其不用的表示方法。目前，地图的表示方法有很多种，主要包括定点符号法、线状符号法、质底法、等值线法、定位图表法、范围法、点数法、统计图法、运动线法。在对专题地图的数据源进行分析时，可知专题地图的数据可分为定性数据和定量数据。在专题制图时，可以把完全定量化数据处理成分级数据或定性数据，而定性数据不能转化成定量数据。但是定性数据表达事物时可以更加精确地描述事物的数量特征。3 专题地图设计3.1 专题地图数据类型及处理（一）专题地图数据类型1.地图数据普通地图（地理图和地形图）与新编地图有关的专题地图，都是专题制图的重要数据源。 （1）普通数据 主要用于编制地理底图，也可以作为提取专题内容的来源。行政区划图、交通图、地面坡度图等都取材于相同区域的地形图。（2）专题地图 各种与新编地图有关的专题图件，都是新编地图的数据源。这些数据随应用的程度不同可以分为基本资料、补充资料和参考资料三种级别。即使小于新编专题地图比例尺的图件，视其重要程度也有可能成为基本资料。例如，中小比例尺的工业地图、农业地图是编制综合经济地图的基本资料来源。2.影像数据专题地图制图中，遥感数据逐渐成为提取各种专题信息，进行专题分析和制图的重要的数据源。尤其对于建立地图数据库和实现数字化成图，更是重要的数据来源。因此专题地图的制图数据搜集工作，对遥感图像数据的搜集是非常重要的，有时甚至是首选的地图数据源。3.实测数据和统计数据（1）实测数据 实地测量是通过现场的测量和测绘为专题制图提供定量或定性数据的。专业测量如地质测量、农田水利测量、地籍测量、林业测量、土地测量和工程测量等均可为专题地图提供数据。属于观测数据则有水文台站、气象台站、环保监测台站、地震监测台站等提供定期观测记录。（2）统计数据 在专题地图中，所涉及的各种统计数据，均来源于各级政府的有关统计部门和各专业单位的统计机构所搜集、整理、发布的各种统计数据。因此，进行专题制图时，必须到有关部门进行相应统计数据的搜集。4.文字资料 进行专题地图编制除搜集上述各种数据之外，相关文字资料的搜集工作同样是不可缺少的。具体有与专题地图制图内容有关的各种专著、文章、考察报告、政府文件、新闻报道等，同样是专题制图的重要信息来源，可以为专题地图制图提供科学参考和政策依据。（二）专题地图数据的分析评价制图数据是编制专题地图的根本依据，数据内容的科学性、完备性、现势性将直接影响编图的质量。因此在编图之前，必须对搜集到的各种专题制图数据和资料进行认真地整理和分析评价。1. 政治性分析评价集中体现于地理底图和政区图的编制，它涉及国家主权和立场，如国界线的走向与绘法，界河、海域的归属，国外地名的译法，有争议地区的表示等。对国内的行政界线、土地归属等也应慎重对待。政治性问题必须以政府正式的法律、条约为准，必须得到主管部门的认可及审定。2. 科学性分析评价指数据可靠及精确的程度。这要从数据的来源、制图方法、原始数据的依据等方面评价。对地图数据的科学性检验，要分析是否具有完整、可信的数学基础（投影、比例尺、坐标网网等）和可靠的制图单位。对地图上的专题内容，要进行有关的专题数据等分析后作出判断。3. 完备性分析评价根据设计中的专题地图所要表示的内容来评价数据的完备程度。如数据各个项目是否齐全，各要素所表达的数量能否满足要求，数据的概括程度能否满足新编地图的详细程度要求，各要素之间的内容是否相互协调一致。一般来说，应使数据的数量及详细性超过新编地图的需要，数据的分类、分级有可能转换为新编专题地图的分类、分级系统，这样才能为新编地图留有设计的余地，达到数据完备性的要求。4. 现势性的分析评价注意数据的汇编或编制时间是否符合统一截止日期的要求，是否反映本专题近期的成就及状况，而地图数据的成图及修测时间，也是数据现势性的反映。（三）专题地图数据的处理加工1.地图数据处理加工（1）归并或改变分类 当利用比例尺大于新编地图的专题地图编图时，可以将原图的低级的、详细的分类归并为高级的、概括的分类，或者进行重新分类。例如，将针叶林、阔叶林、混交林归并森林；将甘蔗、棉花、油菜的作物区归并为经济作物区；喀斯特山地、喀斯特丘陵、喀斯特台地、喀斯特堆积盆地归并为喀斯特地貌。（2）改变数量指标 当利用地图数据编新图时，可以改变专题数据的数量指标。一种情况是：扩大数据的分级间隔，或者根据原始数据进行重新分级，另一种情况是：由于编图数据来源于不同图件，数据的单位不同、时间不同，因此必须换算成同一单位、同一时间的数据。 （3）改变表示方法 随新编地图比例尺的缩小，概括程度的提高，对原图运用的表示方法也应该作相应的改变。2.影像数据处理加工当按新编地图对专题信息提取的要求，选择相应时相、波段的影像数据之后，必须进行影像的几何纠正和增强处理。根据专题地图编制的内容需要，通过目视解译、计算机自动识别或人-机交互方式进行有关专题信息的提取。3.实测与统计数据处理加工对所搜集到的实测数据或统计数据，要进行系统化整理。通过排序、列表，或者进一步对数据进行综合分析、对比分析、动态分析及相关分析等。3.2 地理底图的编制（一）地理底图的作用 地理底图在专题地图编制和使用中的作用，一般可以概括为以下三点： 在编绘专题图时，地理底图是专题内容的控制基础和骨架。专题内容落实到底图上，可依据地理底图提供的要素（水系、地形、居民点及道路）作为控制网，编绘专题内容。 在使用专题地图时，地理底图可以为专题内容定向、定位并说明专题内容与地理背景之间的关系，为揭示其分布规律提供参考和依据。 可以从地理底图上表示的基础要素及其与专题要素之间的联系，提取和挖掘潜在信息。例如，可以从水系、地形提取岩性信息、土壤信息及生态环境信息。（二）地理底图的种类专题地图的底图也称为专题地图的地理基础。专题地图的地理底图包括工作底图和出版底图。工作底图即编稿用的地理基础，出版底图即指成图上的地理基础。1.工作底图工作底图是提供编绘专题内容用的地理基础，其内容比较详细。如地质图、地貌图、植被图、水文图等，所要求的工作底图必须有详细的水系和地形及适量的居民点要素。也可以选用相应比例尺的国家基本地形图作为新编地图的工作底图。2.出版底图出版底图是指成图上的地理基础，通常像经纬网、水系、居民点、境界线是所有专题地图都要的表示的地理基础，但一般只表示对专题内容有定位、定向和说明作用的地理要素。自然地图地理要素一般不需要表示交通网，居民点可以概括表示。而地质图、地貌图、土壤图、植被图，则要求有详细的水系。社会经济地图要求地理要素都应该有水系、居民点、交通网和行政区划界线。（三）地理地图编制1.工作底图的准备地形图和地理图经描绘后可用于编制工作底图。为满足专题内容编绘的精度要求，工作底图的内容应该比出版底图的内容详细。对水系、地形、居民点、道路都要进行一定程度的删减，以能满足专题内容编绘需要为准。而且工作底图应以浅色表示为宜。2.出版底图的编制应在工作底图的基础上，根据专题地图主题的特点和需要，对工作底图的地理要素作进一步的删减。如地质图、地貌图、土壤图、植被图的出版底图，应将工作底图上的等高线去掉，改用晕渲版表示地势起伏。由于出版底图的地理要素对处于地图第一层面的专题要素起控制和说明作用，常用浅淡颜色表示在第二层面上。3.3 表示方法选择与图例设计专题地图表示方法的选择，主要取决于数据的空间分布、数量与质量及时间上的变化特征。其次还有制图数据的保障情况，制图数据本身的特点，地图的用途、比例尺、区域特点。当表示方法确定之后，便要考虑通过图形、尺寸、颜色的科学与艺术的结合，更好地体现表示方法的内涵。（一） 表示方法的选择1. 依数据的空间分布、数量与质量特征及时间上变化特征选择表示方法 （1）点状分布的数据 选择定点符号法表示，不能依比例尺表示的较小面状数据，应以点状符号表示。（2）现状分布的数据 选择现状符号法表示。狭窄条带状分布的数据也可以线状符号表示。（3）面状分布的数据 连续分布并不满整个制图区域的面状数据，用质底法表示其质量特征；对于连续渐变的面状数据，则用等值线法表示其数量特征；对于间断成片分布的面状数据，则采用范围法表示分布范围和质量特征。（4）离散分布的数据 可以根据其统计数据用点值法、分区统计图法、分级统计图法表示其定性、定量及结构。（5）呈运动状态的数据 对于呈运动状态的点状、线状、面状数据，则可选用动线法表示其运动方向和路径。2.依据制图资料情况选择表示方法资料是构成符号及表示方法的基础。资料的精度以及分类、分级的详细程度、分布范围及随时间变化的动态特征，都会直接影响表示方法的选择。同样是表示一种专题的区域分布，只要有足够详细的数据，就可选用点值法进行定量表示；资料比较简略，只能采用范围法给予定性表示。3.依据专题数据特点选择表示方法专题数据若相对集中，彼此差距不大，可用绝对比率；相反，若差距很大，只能采用条件比率。专题数据量较小时，可用连续比率；数量较大时，则采用分级比率为宜。如还要考虑到地图的使用年限，专题统计数据的变化较少、变幅较小，可选用绝对比率；若随不同的年份数据变化较快、变幅较大，仍选用绝对比率表示的图件会很快显得过时，而采用以条件、分级比率表示，就可延长图件的适用年限。4.依据地图用途、比例尺、区域特点选择表示方法不同用途的地图在表示内容的详细性、精度、易读性等方面都有不同的要求，同样的专题数据（如某城市的就业水平）用于科研还是用于宣传教育，表示方法必然不同；专业人员用图与中小学的教学用图，表示方法也会不同。随着比例尺的缩小，同一制图区域，由于图幅面积及可读精度发生变化，会使表示方法相应简化或从定量表示过度到定性表示。人口数据从点值图向范围图的过渡就是一个例子。区域特点不仅影响数据表示的重点，而且对这一专题在不同区域选择的表示方法也会产生影响。（二） 图例设计图例是地图上所使用全部地图符号的说明。图例对地图信息传递的全部过程都具有重要意义。在地图制作阶段，通过图里的确定，可对地图编绘过程中共同工作的所有人员产生一种具有约束性的、明确的、不可以改变的作用，即必须按照图例的规定把空间信息转换为地图信息。在读图和用图阶段，图例起着从地图模式转换为获取空间实际状况信息的作用。而只有当读图者理解了图里的内涵后，才有可能真正实现将地图这一形象-符号模型恢复为现实空间。由此可见，图例设计是地图编制中相当重要的环节。图例设计应遵循一些基本要求，最主要的是图例符号的完备与一致性、图例系统的科学性。完备性指图例应包括图幅中所有出现的专题符号。普通地图的符号在专题地图的图例中可以省略。图例符号的一致性，对点状、线状、面状符号有不同的含义：对点状符号而言是要保持在形状、尺寸、色彩、结构等方面保持严格的一致；而对线状、面状符号而言，可以理解为图幅与图例符号间图形变量的同类性。如线状符号，应选取能概括该符号完整外形特征的线划，并保持尺寸、色彩的一致；面状符号的形状是不固定的，通常以矩形的图式表示色彩与网纹与图幅内相同类型一致。图例系统的科学性在于能设计出专题内容的科学体系。如各要素的层次及互相关系，指标的分类、分级，转换成图例系统的顺序和位置。对一些复合的或多变量的图例符号，可以列成图表。在以色阶表现数量差异时，按惯例应从左到右或从上到下，分级数据顺序从小到大排列。此外，图例符号的设计还应考虑艺术性、易读性和便于制作。3.4 专题地图的图面配置（一）良好的图面配置总体效果1符号及图形的清晰与易读有关符号设计的问题已在前面章节作过详细阐述。这里主要强调如何做到图面上符号的清晰与易读，这就要求所设计符号的线划、图形、色彩必须清晰易辩，应不相互混淆。符号的图形的易读与否取决于尺寸，要求所设计的符号不仅要精细，也要有足够的大小来满足使用和阅读的需要。符号的形状和色彩对比，对易读性也有明显的影响。2. 整体图面的视觉对比度视觉对比度是表达图形信息传递质量的重要指标。对比度大小往往造成较弱的感受效果。影响对比度的因素很多，例如，图面上符号的尺寸和线条的宽度过多地一致，会造成对比度下降，可通过调节符号变量中的数量（如形状或尺寸）来增加对比度。3. 图形与背景为了使设计的专题内容准确、高效地传递给用图者，使专题内容突出、不受背景干扰，必须突出表现数据所反映的图形，处理好图形与背景的关系。4. 图形的视觉平衡效果 这是地图图面设计中最有代表性，也可说是最重要的基本要求。地图是以整体的形式出现的，在一幅地图上是以多种要素的多种形式组合而成的。这就涉及若干有对应关系要素的配置，如主图与副图，陆地与水域，主图与图名、图例、比例尺、文字及其他图表（照片、影像、统计图、统计表），彩色与非彩色图形等的配置。图形设计中的视觉平衡原则，就是按一定方法处理和确定各种要素的地位，使图上表现的各要素间显得更合理。只有通过试验和制作样图，使图面上各要素配置的疏密、大小、明暗等都能协调，以取得满意的组合。符号变量中色彩、亮度、尺寸、形状、密度、位置的调整，也都可能影响视觉平衡。5. 图面设计的层次结构专题信息的传递方式十分复杂，需借助内部结构的差异与组合来更好地表达信息载体。内部结构的含义是把各类现象以其相对重要性置于传输通道的不同层面上，这就是图面设计的层次结构。处理好专题地图中不同层次的关系，也是取得良好总体效果的重要因素。（三） 图面内容的安排1. 主图主图是专题地图图幅的主体，应占有突出位置及较大的图面空间。同时，在主图的图面配置中，还要注意几个问题： 在区域空间上，要突出主区与邻区是图形与背景的关系，增强主图区域的视觉对比度。主图的定向一般应按惯例定为上北下南。如果没有经纬网格标示，左、右图廓线代表南北方向。但在一些特殊情况下，如果区域的外形延伸过长，难以配置在正常的制图区域内，就可考虑将地图的南北定向作适当调整，但要配以明确的指向线。移图。制图区域的形状、地图比例尺与制图区域的大小难以协调时，可将主图的一部分移到图廓内较为适宜的区域，这就是移图。因此，移图也是主图的一部分。移图的比例尺可以与主图比例尺相同，但经常也会比主图的比例尺缩小。移图与主图区域关系的表示应当明确无误。假如比例尺及方向有所变化，均应在移图中注明。在一些表示我国完整疆域的底图中，经常在图的右下方放置比例尺小于大陆部分的南海诸岛，就是一种常见的移图形式。重要地区扩大图。对主图中专题要素密度过高，难以正常显示专题信息的重要区域，可适当采取扩大图的形式处理。扩大图的表示方法与主图一致，可以比主图增加一些地图内容。扩大图的定向与主图相同，可以不注明比例尺。2. 副图指补充说明主图内容不足的地图，如主图位置示意图，它所占幅面不大，但却能简明、突出地表现主图在大区域范围内的地理位置。或副图补充主图的内容，如地貌类型图上配一幅比例尺较小的地势图；地震震中及震级分布图上配一幅区域活动性地质构造图等。3. 图名图名的主要功能是为读图者提供地图的区域和主题的信息。表示统计内容的地图，还必须提供清晰的时间概念。图名要尽可能简练、确切。组成图名的三个要素（区域、主题和时间），也可以酌情省略其中的某一部分。图名作为图面整体设计的组成部分，还可把图名看成是一种图形以帮助取得更好的整体平衡，通常放在图廓外的北上方，图廓内的图名，可以是嵌入式的，也可以直接压盖在图面上，但应处理好与压盖部分注记或图形符号的关系。4. 图例图例经常被置于图面中不显著的某一角，但这并不降低图里的重要性。当图例的数量很大，集中安置会影响主图的表示及整体效果时，可将图例分成几部分，并按读图习惯，从左到右有序排列。通过对图例的位置、大小，图例符号的排列方式、密度、注记字体等的调节，还会对图面配置的合理与平衡起重要作用。5. 比例尺专题地图的比例尺一般被安置在图名或图例的下方。大中比例尺专题地图上的比例尺，由于空间尺度的变化，以直接比例尺的形式表示量最为有效、实用。6. 统计图表与文字说明统计图表与文字说明是对主题的概括与补充比较有效的形式，由于其形式多样，能充实地图主题、活跃版面，因此有利于增加视觉平衡效果。统计图表和文字说明在图幅中数量不可过多且占幅面不宜太大。7. 图廓单幅地图一般都以图框作为制图的区域范围。挂图的外图廓形状比较复杂。桌面用图的图廓都比较简练，有的就以两根内细外粗的平行黑线表示内外图廓。有的在图廓上表示有经纬度分划注记，有的为检索而设置了纵横方格的刻度分划。专题地图的图面配置，是由编图作者自行设计的。图面配置是否得当，将会明显影响专题信息的传递，从而直接影响用图者的感受效果。进行图面配置还应考虑地图的使用条件及经济效益的核算。地图的使用条件要考虑阅读方式是桌面用图还是挂图；图幅组合是单幅图、系列图还是地图集；显示方式是纸介质地图还是电子地图。经济效益的核算是指在版面利用率、纸张质量、印色等因素对成本的影响。3.5 本章小结 地图设计所包含的内容非常广泛，它是专题地图制图的主要理论指导，只有充分地掌握地图设计的内容，才能在制图过程中熟练的进行。本章在对专题地图数据类型及处理的论述中主要介绍了专题地图数据类型、专题地图数据的分析评价以及专题地图数据的处理加工内容。接下来介绍了地理底图的编制内容，其中包括地理底图的作用、地理底图的种类和地理底图编辑。然后研究了专题地图表示方法选择与图例设计。文章的最后还对专题地图的图面配置进行了深入的研究，通过这一章的介绍，我们可以对专题地图设计有了更深刻的认知。4 GIS概述4.1 GIS地理信息系统就是综合处理和分析空间数据的一种技术系统.它是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间相关数据进行采集,管理,操作,分析,模拟,并采用地理模型分析方法,实时提供多种空间和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统.地理信息系统是一项以计算机为基础的新兴技术,围绕着这项技术的研究,开发和应用形成了一门交叉性,边缘性的学科,是管理和研究空间书记的技术系统,在计算机软硬件支持下,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理，对数据的有效管理,研究各种空间实体及相互关系.通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地图,图形或数据的形式表示处理的结果. 遍阅所有的GIS信息系统，实属是一种与地面位置相关的信息系统，每种系统皆可以自成体系，差别仅在于功能。如最常见的ESRI公司的ARC/INFO，包含几千个GIS分析功能，致力于为用户提供优质服务。另外还有GeoMedia，可利用GemediaWebMap工具，动态生成地图，支持GIS数据库的属性等，也能在“HotSpot”功能下产出静态地图。MapInfo公司的MapInfoProfessional是基于Windows之上的桌面地图软件，用于存取、可视化、分析综合的地理数据，以及高级的制图工具、远程数据库存取等。MapXtreme是一个基于Web的地图应用服务器，因而可以将地图信息通过Internet/Intranet传送到整个企业乃至更广的广大用户。Bentley公司主要生产面向工程的软件，它覆盖的工程领域有建设/设计、地理、土木、工厂、机械等。国内的GIS产品功能较弱，有：CityGIS采用面向对象的设计和编码技术，它的最显著的特点就是图形操作灵便、实用尤其是对于大数据矢量和图像；另外它的另一特点体现在它的图形编辑功能，有利于进行屏幕数字化。MapGIS是国家优选的具有自主版权的地理信息系统软件平台，它有三大特点：1.可制作具有出版精度的复杂地质图，2.海量无缝地图数据库管理功能，3.高效的空间分析功能。4.2 GIS数据来源地理信息系统的数据采集和输入是一项十分重要的基础工作,是建立地理信息系统不可缺少的一部分。没有数据的采集和输入,就不可能建立一个数据实体,更不可能进行数据的管理，分析和成果的输入,准确实时的数据是建立地理信息系统的前提条件。数据选择要确保数据真实,除了一些不可避免或无法预料的原因外,输入的数据应力求准确,否则将会影响最终成果的分析和正确评价。通常情况下数据的采集,标准化,综合和自动录入是GIS数据采集的主要功能。地理信息系统的数据来源非常广泛,既有通过传统手段野外实测获得的,也有通过航天航空遥感,航测,全求定位系统等现代技术获得的。不同的资料提供了不同形式的信息,不同的信息输入计算机后,计算机处理的方法也不相同。大部分非数字信息，主要是通过矢量和栅格两种编码方式变成计算机可以接受的数字形式,送入计算机的数据库中存储。一些常规的统计数据,文字或表格等也可以根据需要送入相应的数据库中。数据采集必须根据GIS建立的内容,目的和用途来决定搜集的范围和种类。地图数据是地理信息系统的主要数据来源。遥感数据是地理信息系统的重要信息源。从卫星或飞机上获取的图象信息主要有胶片和数字磁带两种记录形式。数字资料:对于各种数据形式的原始资料，包括社会经济数据,人口普查数据,野外调查或监测数据等。统计数据一般都和一定范围内的统计单元或观测点联系在一起,因此搜集这些数据时,要注意包括研究对象的特征值,观测点的几何数据和统计资料的基本统计单元。在土地资源管理,灾害监测,水质和森林资源管理等专题信息系统中,各种文字说明资料对确定专题内容的属性特征起着重要的作用。在区域信息系统中,文字报告是区域综合研究不可缺少的参考资料。通过文字报告还可以用来研究各种类型地理信息的权威性,可靠程度和内容的完整性,以便决定地理信息的分类和使用。文字说明资料是地理信息系统建立的主要依据,必须认真加以研究，准确送入计算机系统,使搜集资料更加系统化。4.3 GIS软件的专题地图功能模块GIS软件为用户提供了一体化的地图绘制、显示、编辑和输出的专题制图环境，使用户只需要移动鼠标、选择菜单、点击按钮便可以轻松制作专题地图。GIS专题地图制作的过程可用下图表示。前期准备确定地图内容选择表示方法设计专题符号进行图面布局准备工作包括数据的准备、专题分析、制图区域分析、目的要求分析等。并根据分析结果决定地图数学基础、专题表示方法和输出形式，这方面的工作和传统制图是一致的。专题地图内容包括地理底图要素和专题要素两大类。在GIS数字制图中地理底图要素通常分类存放在不同的图层，可根据专题图的主题选择打开与专题相关的、符合制图目的的图层。专题数据一般作为相应的空间数据的属性存放在属性表中，如行政区域图层的区域土地面积、人口数量、社会总产值等；土地利用图层的土地利用类型；河流图层的河流名称、流速、流量、污染状况等。地理底图要素可以根据其空间特征及类型属性从GIS符号库中选择适当的点状符号、线划类型、面状填充模式来表达。专题要素通常附属于某一地理基础图层，可以直接从GIS软件提供的方法库中通过对话框选择合适的表示方法。选择了一定的专题表示法后，制图人员便可以通过GIS系统提供的专题地图编制向导进行制图。包括：选择模板、给定符号比率基数、定量指标分级数、分级方法、确定符号式样等。如果所制作的地图需要打印或印刷输出，则可以通过布局（Layout）向导进行图面配置的设计。GIS专题地图制作的过程，数据库中的属性数据不仅是专题信息的来源、地图可视化的对象，而且与专题地图作品始终关联在一起。一旦数据发生变化，必定在图面上表现出来。因此，对于一幅业已完成的专题地图，我们不必为个别数据的改动（可能是原始数据录入错误）而重新操作。4.4 本章小结 本章介绍了GIS的一些相关知识。要深入了解GIS，必须先了解其相关概念。而GIS数据来源非常广泛，包括野外实测，航空遥感、全球定位系统获得等等，其中地图数据是主要来源，遥感数据是重要来源。最后介绍了GIS的专题制图模块，分析了GIS中专题制图模块的功能，从而让我们进一步认识了GIS软件与专题地图之间的联系。5 地图投影、概括与符号5.1 地图投影5.1.1 地图投影的概念地图投影（Map Projection）是把地球表面的任意点，利用一定法则，转换到地图平面上的理论和方法。书面概念化定义：地图投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的点与投影面（即地图平面）上点之间的一一对应的方法。即建立之间的数学公式。它将作为一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。这个投影过程将产生投影变形，而且不同的投影方法具有不同性质和大小的投影变形。由于球面上任何一点的位置是用地理坐标（，）表示的，而平面上的点的位置是用直角坐标（，）或极坐标（r，）表示的，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，就是地理投影方法。地图投影变形是球面转化成平面的必然结果，没有变形的投影是不存在的。对某一地图投影来讲，不存在这种变形，就必然存在另一种或两种变形。但制图时可做到：在有些投影上没有角度或面积的变形，在有些投影图上沿某一方向无长度变形。球面上任何一点的位置取决于它的经纬度，所以实际投影时首先将一些经纬线交点展绘在平面上，并把经度相同的点连接而成为经线，纬度相同的点连接而成为纬线，构成经纬网。然后将球面上的点按其经纬度转绘在平面上相应的位置。由此可见，地图投影就是研究将地球椭球面上的经纬线网按照一定的数学法则转移到平面上的方法及其问题。其数学公式表达为：=f1(，)y=f2(，)（2-1）。5.1.2 地图投影的原理由于投影的变形，地图上所表示的地物，如大陆、岛屿、海洋等的几何特性（长度、面积、角度、形状）也随之发生变形。每一幅地图都有不同程度的变形；在同一幅地图上，不同地区的变形情况也不相同。地图上表示的范围越大，离投影标准经纬线或投影中心的距离越长，地图反映的变形也越大。因此，大范围的小比例尺地图只能供了解地表现象的分布概况使用，而不能用于精确的量测和计算。地图投影的实质就是将地球椭球面上的地理坐标转化为平面直角坐标。用某种投影条件将投影面上的地理坐标点投影到平面坐标系内，以构成某种地图投影。5.1.3 地图投影的意义地图投影是地图最重要的数学基础。GIS软件中的地图投影功能可使用户可以通过地图坐标系的定义将投影及坐标系的参数内嵌在数据文件中，成为原始数据的一部分，继而实现地图投影的实时变换或内部变换，用户还可以在数字地图的使用过程中根据需要进行地图坐标和地理经纬度的显示切换，获得地图范围内任意点的地理坐标或平面坐标。在GIS数字地图的制作和应用中，地图投影的概念时刻不能忘记。在地图数字化的前期准备工作中，数字化人员必须了解数字化原图所采用的投影系统及各参数详细值，并预先输入系统（写入PRJ文件），以便在配准时选择。如果配准时系统不能够获得正确的用户坐标系定义，配准精度就不能达到要求。最终必将影响空间数据的精度，导致空间分析的失误。有了正确的基础数据，在数字专题地图制作中，制图人员可以根据专题的需要、区域的地理位置和区域轮廓形状选择合适的地图投影，作为专题图的数学基础进行屏幕显示、打印或印刷输出。5.2 地图概括5.2.1 什么是地图概括地图概括是对制图区域客观事物的取舍和化简。经过概括后的地图可以显示出主要的事物和本质的特征。地形图通常是指比例尺大于1:100万，按照统一的数学基础、图式、图例、统一的测量和编图规范要求，经过实地测绘或根据遥感资料，配合其他有关资料编绘而成的一种普通地图。地形图的几何精度高，内容详细，在上面可以提取比较详细的地形信息，地形图的地貌要素主要用等高线表示，其他地物则按统一规定的图式符号，注记加以表示地图的比例尺、用途和主题，制图区域的地理特征以及符号的图形尺寸是影响地图概括的主要因素。地图概括主要表现在内容的取舍、数量化简、质量化简和形状化简等几个方面。5.2.2 地图概括的性质地图最重要、最基本的特征是以缩小的形式表达地面事物的空间结构，这个特征表明，地图不可能把地面全部事物毫无遗漏地表示出来。地图上所表示的地面状况是经过概括后的结果。以城市为例，在大比例尺地形图上，可以比较详细地表示出街道、街区平面图形特点，突出建筑物和经济文化设施等；在中比例尺地形图上，只能表示出一些主要街道、街区平面图形的主要特征，其他标志已不能表示出来了；在小比例尺（1100万）地形图上，仅能显示出城市的总轮廓；比例尺再缩小，就变为用一个点状符号来表示其所在的位置了。由此可知，地图概括就是对客观事