第11章-空间数据表现与地图制图

第十一章空间数据表现与地图制图,教学重点：1、地图符号2、专题信息表现3、地图设计4、空间信息可视化5、制图综合教学难点：专题信息表现制图综合,第十一章空间数据表现与地图制图,第一节概述第二节地图的符号第三节专题信息表现第四节专题地图设计第五节制图综合第六节地理信息的可视化,第一节信息系统数据表现与地图学,地图与地理信息系统的关系：联系：地理信息系统脱胎于地图，是地图信息的一种载体，具有存储、分析、显示和传输地图的功能，同时，地图是地理信息系统的重要数据来源。区别：地图强调的是数据分析、符号化与显示，而地理信息系统更注重于信息分析。,第二节地图的符号,地图符号（Symbol）是地图的语言，它是表达地图内容的基本手段。地图符号是由形状不同、大小不一和色彩有别的图形和文字组成。一、地理数据的测量尺度地理数据：定量数据和定性数据测量尺度（量表系统）：定名量顺序量间隔量比率量,定名量,用文字或字符描述地理现象的种类或质量的差别，即是反映质的概念或地理现象个指标的性质及存在，不反映数的概念。例如水田、果树、旱地等。,顺序量,表示地理现象的顺序。例如：特大城市、大城市、中等城市、小城市。无起始点、单位，不能表明差别的具体量。,间隔量,是一种定量数据形式。例如降雨量：010ml,1020ml,20-30ml占的百分比：010,1020,2030年最高温度分级：10-20度，2030度，3040度,比率量,是一种完整的定量化方法，间隔量表数据的精确化。,1）按照符号的定位情况可以将符号分为定位符号和说明符号定位符号是指图上有确定位置，一般不能任意移动的符号，如河流、居民地及边界等，地图上的符号大部分都属于这一类；说明符号是指为了说明事物的质量和数量特征而附加的一类符号，它通常是依附于定位符号而存在的，如说明森林树种的符号等。它们在图上配置于地类界范围内，但都没有定位意义。,二、地图符号的分类,2）按照符号所代表的客观事物分布状况可以把符号分为面状符号、点状符号和线状符号。点状符号是一种表达不能依比例尺表示的小面积事物（如油库等）和点状（如控制点）所采用的符号。点状符号的形状和颜色表示事物的性质，点状符号的大小通常反映事物的等级或数量特征，但是符号的大小与形状与地图比例尺无关，它只具有定位意义，一般又称这种符号为不依比例尺符号。,线状符号是一种表达呈线状或带状延伸分布事物的符号，如河流，其长度能按比例尺表示，而宽度一般不能按比例尺表示，需要进行适当的夸大。因而，线状符号的形状和颜色表示事物的质量特征，其宽度往往反映事物的等级或数值。这类符号能表示事物的分布位置、延伸形态和长度，但不能表示其宽度，一般又称为半依比例符号。,面状符号是一种能按地图比例尺表示出事物分布范围的符号。面状符号是用轮廓线（实线、虚线或点线）表示事物的分布范围，其形状与事物的平面图形相似，轮廓线内加绘颜色或说明符号以表示它的性质和数量，并可以从图上量测其长度、宽度和面积，一般又把这种符号称为依比例符号。,三、地图符号的构成特点,1、符号的构成要素地图上的形状、尺寸和颜色是构成符号的三个基本要素。1）符号的形状符号的形状主要是表示事物的外形和特征，面状符号的形状是由它所表示的事物平面图形决定的，点状符号的形状往往与事物外部特征相联系，线状符号的形状是各种形式的线划，如单线、双线。,2）符号尺寸符号尺寸大小和地图内容、用途、比例尺、目视分辨能力、绘图与印刷能力等都有关系，不同的比例尺的地图，其符号大小也有所不同。,3）符号的颜色符号的颜色可以增强地图各要素分类、分级的概念，简化符号的形状差别，减少符号数量，提高地图的表现力。使用颜色主要用以反映事物的质量特征、数量特征和等级。,方向,亮度,密度,四、地图上的注记,1、地图注记的种类,说明各种事物的专有名称。,如北京、南极、北纬45度、长江,说明各种事物的种类、性质或特征,如“松”、“油”、“水”、“石”,说明某些事物的数量特征,如高程、比高、路宽、水深、流速、桥长、载重量,2、地图注记的要素,字体字色字大字隔字位,字体,宋体：在地图上应用较广，如用于注记居民地等。但一般不做最高等级的注记字体，也不宜做最低级的注记字体。等线体：大等线体可做标题、图名和大型居民地的注记。中等线是较大居民地注记的重要字体。细等线是地图上最小注记的基本字体。仿宋体：用于居民地。隶体：美术体：,字色,注记颜色只有色相的变化。颜色的选用要与注记所表示的事物类别相联系。例如一般地图上居民地注记用黑色，河流注记用蓝色，政区表面注记用红色等。,字大,在一幅图上，按照事物的重要程度和意义，采用不同的字级，以便使注记大小与图形符号相对应。,字隔,指相邻字间的空白距离。,接近字隔,0-0.5mm，注记点状物体,普通字隔,1-3mm，注记线状物体,隔离字隔,字隔是字的1-5倍，注记线状物体,字位,注记说明对象所安排的位置。注意：1、能确切说明备注事物，不与其他注记和要素混淆；2、适应读者的阅读习惯；3、不压盖重要地貌；4、离被注事物距离适当（0.2mm-半个字大）。,3、注记布置,水平字列垂直字列雁行字列屈曲字列,注记配置的基本原则有两条,第一：不应使注记压盖图上的重要内容。第二：注记应与其所说明的事物关系明确。注记配置的方法：1、对于点状事物，以点状符号为中心，在其上、下、左、右四个方向中的任一适当位置配置注记，注记呈水平方向排列；,2、对于线状事物，注记沿线状符号延伸方向从左向右或从上向下排列，排列方法可采用雁行字列或屈曲字列，字的间隔均匀一致，特别长的线状地物，名称注记可重复出现；3、对于面状事物，注记一般放在面状符号之内，沿面状符号最大延伸方向配置，字的间隔均匀一致，排列方法可采用雁行字列或屈曲字列。,第三节专题信息表现,一、专题地图的分类和内容1、专题地图含义专题地图是突出地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。按内容可分为三大类：自然地图、社会经济地图和其他专题地图。,自然环境地图:地质图、地貌图、水文图、植被图、土壤图、气象图、海洋图、生物图.社会经济地图:政区图、人口图、工业图、农业图、交通图、资源图、环保图、历史图.,2、专题地图的内容一是将普通地图内容中一种或几种要素显示得比较完备和详细，而将其他要素放到次要地位或省略，如交通图等；二是包括在普通地图上没有的和地面上看不见的或不能直接测量的专题要素，如人口密度图。,二、面状专题内容的表示方法面状专题内容的表示方法，最常用的有：等值线法质底法范围法点值法符号法动线法统计图法,等值线系指在地图上通过表示一种现象的数量指标的一些等值点的曲线，如等高线、等温线。等值线法宜用于表示地面上连续分布而逐渐变化的现象，并说明这种现象在地图上任一点的数值或强度。等值线的数值间隔原则上最好是一个常数，以便判断现象变化的急剧或和缓。,（1）等值线法,等值线间隔的大小首先决定于现象的数值变化范围，变化范围越大，间隔也越大，反之亦然。如果根据等值线分层设色，颜色应由浅色逐渐加深，或由寒色逐渐过渡到暖色，这样可以提高地图的表现力。,（2）质地色彩法,又名底色法，用于将区域划分为质量相同的地段；首先按现象的性质进行分类或分区，制成图例，在地图上绘出各分类界线，然后把同类现象或属于同一区划的现象绘成同一颜色或同一的晕纹。用于表示地表面上的连续面状现象（如气象现象）、大面积分布的现象（如土壤覆盖）或大量分布的现象（如人口）。,范围法又名区域法，用于表示某种现象在一定范围内的分布。分为精确范围法和概略范围法。范围法与质底法的区别：在于所表现的现象不布满整个编图区域；不一定有精确的范围界线。,（3）范围法,用点表示现象的分布和数量，它适用于表示分布不均匀的现象。点的疏密可看出现象的集中或分散的程度。布点时要确定点的大小及其代表的值，在最稠密的地方，点可以近于紧接但不能重迭，在最稀疏的地方，也有点的表示；在其他地方，则依比例显示出点的疏密。,（4）点值法,质底法和范围法只能反映分布范围及质量特征，点值法则可以表明数量特征。点值法有两种方法：一是均匀布点法，即在一定的区划单位内均匀地布点；另一是定位布点法，即按照现象实际所在地布点。,用各种不同形状、大小和颜色的符号表示现象的分布及其数量特征和质量特征。通常以符号的大小表示数量的差别，形状和颜色表示质量的差别。符号法可分为个体符号法和和线状符号法。,（5）符号法,定点符号法,线状符号法,线状符号法示例（地质构造线）,用箭形符号表示现象的运动路线和方向，如人口迁移路线、洋流和货运路线等。箭头和箭体上部的方向应保持一致，箭头的两翼应保持对称。箭形的粗细或宽度表示洋流的速度强度或货运的数量；箭形的长短表示风向、洋流的稳定性；首尾衔接的箭形表示运动的路线，动线法表示面状事物的移动。,（6）动线法,根据编图区域内各区划单位或典型地点的统计资料，用地图形式表达出来。分为图形统计图法、分级统计图法和定位统计图法三种。图形统计图法：根据各区划单位的统计资料作成图形或图表，绘在地图上该区划单位之内。与符号法的区别：它反映一个区划范围的现象，而不是一个点上的现象，宜于表示绝对的数量指标。,（7）统计图法,分级统计图法：表示一定区域单位范围内某种制图现象平均密度的方法。按照各区划单位的统计资料，根据现象的密度、强度或发展水平划分等级，然后依据级别高低，在地图上按区划分别填绘深浅不同的颜色或疏密不同的晕线，以显示各区划单位间的差异。分级时可采用等差的、等比的、逐渐增大的或任意的。分级统计图适于表示相对的数量指标。该种统计图法的优点在于绘制简单，阅读容易。,分级统计图法,定位统计图法：是将固定地点的统计资料，用图表形式绘在地图上的相应地点，以表示该地某种现象的变化。常用的图表有柱状图表、曲线图表、玫瑰图表等。,定位统计图法,数字高程是一组关于地表面位置布局的高程量测数据，主要应用于某个区域的地形分析。地貌晕渲图三维曲面,（8）DEM表示法,三、专题地图内容的表现手段专题地图多种多样的表示方法，需要通过一定的手段来实现。选择合理的表示方法和表现手段，是提高科学内容表现能力的保证。现有的表达手段可归纳为色彩、线条和注记三种。,色彩：加色三原色：RGB（R，G，B）=（0，0，0）黑（R，G，B）=（100，100，100）白减色三原色：CMY（青色cyan、品红色Magenta和黄色yello）青色是红色的互补色；黄色是蓝色的互补色品红是绿色的互补色；CMYK,一般进行图像的编辑时都采用RGB模式，进行打印输出前再转换为CMYK模式。,RGB颜色立方体,HLS：色调（Hue），亮度（Luminance）和饱和度（Saturation）。色调：也叫色相，色泽，反映了人们对颜色的分类，也就是颜色的名称，如红色、黄色、蓝色，“纯红”、“品红”、“桃红”等属于红色调；亮度：用来描述一种颜色的深浅程度，即颜色“黑”的程度，如浅红还是深红，白色亮度最高，黑色最低；,饱和度反映了颜色的纯度，指一种色彩的浓烈或鲜艳程度，通常也用浓度来代替饱和度。饱和度越高，颜色中的灰色组分就越低，颜色的浓度也就越高，如果一个颜色掺入灰色，则饱和度降低，高饱和度的色彩通常显得更加富丽更加丰满。例如，桃红色饱和度低于纯红色。,线条线条实质上是点、线、面状符号的简称，是显示制图现象数量和质量的重要手段，与色彩搭配使用，可大大地增加科学内容的表现能力。注记注记是上述两种手段的补充，注记应紧密结合专题内容，可增强现象的显现效果。对于类型图和区划图，一般都要利用注记。,第四节专题地图设计,图幅轮廓制图区域数学基础图面设计,专题地图的图面设计就是将专题信息以图形进行表达与传输的过程。包括：表示方法的设计与选择图例设计图面配置的总体效果及具体安排色彩（含网纹）设计等,1、表示方法的选择不同的专题现象及数据形式，需要采用不同的表示方法。例如：是点状、线状还是面状的；是连续还是离散的；是固定还是移动的；是表示数量特征还是质量特征的；是表示自然现象还是社会人文现象等,2、图例设计图例是地图上所使用地图符号的说明；图例设计应遵循的基本要求：完备性主要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。,一致性点状符号：在形状、尺寸、色彩、结构等方面与图内相应符号要保持严格的一致；线状符号：应保持线划尺寸、色彩的一致；面状符号：由于其形状是不固定的，图例中通常以矩形的方式统一替代，但在色彩（或网纹）上与图内相同类别一致。,科学性主要在于能设计出专题内容的科学体系，如各要素的层次及相互关系，指标的分类、分级；转换成图例系统的顺序和位置，通常应将主要的排在前面，并明确标注出质量概念以及所代表的数值、单位。在以色级表现数量差异时，按惯例，从左到右或从上到下，对应的数据顺序从小到大排列。,3、图面内容的安排在同一幅地图上，图面内容的安排包括：各种大小或类型的地图的配置；地图的图名、图例、比例尺、统计图表、照片、影像、文字说明等的位置与大小；专题要素与底图要素的配合与取舍；专题内容与图廓的关系等。如何进行合理、有序的安排，是图面配置的重要内容。,主图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：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。主图的方向一般应按惯例定为上北下南。,移图制图区域的形状、地图比例尺与制图区城的大小难以协调时，可将主图的一部分移到图廓内较为适宜的区域，这就成为移图。例如：在一些表示我国完整疆域的地图中，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分布较密，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。扩大图的表示方法应与主图一致，可根据实际情况适当增加图形数量。,副图指补充说明主图内容不足的地图。如主图位置示意图、内容补充图等。例如一些区域范围较小的单幅地图，用图者难以明白该区域所处的地理位置，需要在主图的适当位置配上主图位置示意图。内容补充图是把主图上没有表示，但却又是相关或需要的内容，以附图形式表达，如地貌类型图上配一幅比例尺较小的地势图。,图名其主要功能是为读图者提供地图的区域和主题的信息。图名要尽可能简练、确切。一般可放在图廓外的北上方，或图廓内以横排或竖排的形式放在左上、右上的位置。,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，以直线比例尺的形式最为有效、实用。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。统计图表与文字说明在图面组成中只占次要地位，数量不可过多，所占幅面不宜太大，对单幅地图更应如此。,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。,（1）按照专题现象的不同特性，可以有不同的设色方法与要求表示专题现象的质量差异或类别运用色彩的色相差异，能简洁、有效地反映现象的质量差异。不同色带作为不同行政区的界线；类型图上用不同色相表示不同大类的区分（土地利用现状、地貌类型）；表示对象实地分布范围时，以不同色相进行划分。,4、色彩设计,表示专题现象的数量差异应以色彩的亮度变化较好；颜色的差异必须较明显才有较好的读图效果。,表示专题现象的动态变化运用色彩中前进色、后退色概念，以及色彩的深浅连续变化表示事物相对意义上的运动状态。这在以线状符号指示运动方向（运动线法）中运用最为直观、普遍，有时把点状符号给出从大到小的系列变化，也能取得象征性的动态效果。,第五节制图综合(制图概括