第三章-地图概括VIP

1,第3章地图概括,1地图概括概述2地图概括的基本方法3地图概括的现代发展,2,不同用途的地图上，表示地图是要经过选择的；从航空相片到地图的表示地物要有主次之分；形状和数量势必化简，才能在有限的图纸上清晰表示。,第1节地图概括概述,3,航空像片,地形图,有选择性的,4,航空像片,道路的表示,分类和分级处理,5,航空像片,渠道,渠道,删减,删减,6,7,8,一、地图概括的性质1、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。,2、地图概括的目的：是突出制图对象的类型特征，抽象出基本规律，更好的运用地图图形向读者传递信息，并可以延长地图的时效性，避免地图很快的失去作用。,9,3、地图概括可分为比例概括和目的概括。比例概括是由于地图比例尺缩小，图形也就缩小，有些图形缩小到难以清楚地表达出来，从而必须进行选取和化简。目的概括是因为客观事物的重要性并不完全决定于它的图形大小，故而它的选取和化简也不完全由比例尺决定，还要根据编图者对客观事物重要性的判断来确定是否选取和化简。两者的协调统一：比例概括不应丧失制图现象的规律性和清晰易读性，目的概括不应破坏图面要素的客观性和几何精确性。,4、地图概括的原则,满足用途要求达到清晰易读保证制图精度反映地理特征,10,11,（一）分类空间数据的排序、分级或分群.,1.定性特征的概括：依据地物属性、制图需要及图解限度所进行的重新分类。分类的多少并不说明地图质量的好坏。,二、实施地图概括的四个步骤,12,2.分级：分类的另一种形式分级：空间信息进行数量统计时，数据划分为数学定义的级别。,例如：高程值是连续面上的离散数据，而等高线是由等间隔的或渐增的计量曲线所构成。,13,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、区域特征的空间信息选取。,（二)简化显示空间信息的重要特征，删弃次要的细部.,14,选取符合制图目的的某些内容，舍去与目的无关的某些内容或某项中的部分内容；选取反映地图区域特征的某些内容，舍去不反映区域特征的某些内容或某项中过多的内容，有利于地图使用和区域特征的显示。,15,河流的简化举例,16,（三）夸张提高或强调符号的重要特征.,编图目的影响内容详简图例设计中的夸张强调重要的地物，符合审美和寓意的需要。,17,（四）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,18,（一）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。,三、影响地图概括的因素,19,1：100万华北地区教学挂图,内容比较简单符号粗大,20,1：100万华北地区科学参考图,内容比较复杂符号较小,21,不同主题地图上的居民点,不必强调每一个行政中心,尽量表示各级行政中心,表示与经济数据有联系的居民点，不考虑意义。,22,（二）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，限定了制图区域的幅面和要素总量,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,23,比例尺影响地图概的数量和质量特征。,24,不同比例尺图上居民点图形的变化,25,26,比例尺影响地图概的数量和质量特征,27,（三）制图区域的地理特征,不同区域具有景物各异的地理特征。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。例如：我国江南水网地区，由于河网过密，势必影响其它要素的显示。因此在制图规范中对这些地区需要限定河网密度，一般不表示水井、涵洞。在我国的西北干旱区，河流、井、泉附近成为人们生活和生产的主要基地。制图规范对这些地区规定必须表示全部河流、季节河和泉水出露的地点。,28,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。,29,30,（四）制图数据质量,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数据数字遥感图像和地图资料现势资料各种专题编图资料,31,（五）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：对地图图形的识别能力；印刷与绘制技术；,32,手工概括是传统地图概括的主要特征。手工概括的理论和方法，为数字地图自动概括提供了研究问题的基础。图论、模糊集合论、分形描述、Delaunay三角网剖分、人工神经元网络、小波理论等方法逐渐引入自动概括中来。地图数据库的建立也向自动概括提出了很高的要求。在地图数据库的环境下，计算机自动概括也成为数字制图生产的技术核心。地图概括的模型化和算法化的研究，在手工概括和自动概括之间起桥梁作用。,四、手工概括和自动概括,33,第2节地图概括的内容和方法,一、选取,地图上的归类可分为两种情况：普通地图，制图部门独立的制定图例、图式，使普通地图要素按不同的比例尺纳入规范要求；专题地图，遵从该专题的学科分类。,34,（一）资格法,资格法是一种按空间数据的数量或质量等级高低排序作为选取的资格的方法。(具体情况，灵活处理）例如，规定图上河流长度1厘米，湖泊面积2平方毫米，居民地人口数量500人，为河、湖、居民地的选取资格，达到此数量的则选取，不够的则舍去。,35,（二）定额法,定额法规定单位面积内应选取的事物总数量。如规定每平方分米内居民地应选取的个数。定额指标产生于图解、计算分析及编图试验，如图解计算和开方根规律。它可以保证地图上具有相当丰富的内容，而又不影响地图的清晰易读性。规定选取定额时，不仅要照顾图面上选取数量的密度和适宜性，同时还应考虑制图对象的重要性、符号大小和注记字体规格等因素的影响。,36,（三）区域指标法,小比例尺地图概括时：首先，应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。,37,38,1、图解计算法图解法是根据地图适宜面积负载量来确定制图对象选取数量指标的方法，一般用于居民点数量指标的选取。居民点面积负载量由居民点符号和名称注记两部分组成，即：S=n(q+p)式中：q居民点符号平均面积；p居民点名称注记平均面积；n图上1cm2内居民点个数；s图上单位面积（1cm2）的载负量。,（四）确定选取指标的几种数量分析方法,39,40,2、开方根规律,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。,N为图上地物数A原始图M为比例尺分母B新编图,41,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=NACDMA/MB,42,地物重要性改正系数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：,符号尺寸改正系数C的三种情况,43,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0,1,2,3,44,河流选取指标,45,3.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=A1ri-1Bi=B1pi-1,r,p为辨认系数(公比)可令r=1.3，p=1.5,C11,C22,Cnn为河流应保持的最小间隔，则,Cii=(Bi+Bi+1)/2,46,等比数列模式,47,48,例：选取某一流域的支流，原图上长于15cm的应全取，短于4cm的应全舍，在这个范围内若河流的平均距离小于1.5cm的也应舍弃。,49,二、简化简化就是显示空间数据的重要特征，删除不重要的细部。（一）质量特征的简化空间数据质量特征的简化，是将空间数据按其属性进行合并，用概括的分类取代详细的分类，或者取消低级分类。如：首都、省会、地级市、市、县、镇，简化为：首都、省会、市、县。,50,(二）数量特征的简化,空间数据数量特征的简化，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。分级的等级愈多，概括程度愈低。数量特征的简化主要表现为减少数量分级，增大各等级间的数值间距。,51,等级合并经过层次归类的空间数据，有明确的先后层次顺序，随着比例尺的缩小，按数据的质量和数量特征来合并等级，减小级数扩大级差。,52,等级合并方法是在聚类分群后，以一个新点代替原分群。,53,（三）图形特征的简化1.图形形状简化的基本要求是：（1）特征转折点是构成图形的基础，特征转折点也就是能反应曲线弯曲特征的点；（2）只有保存这些特征转折点，才能保持线状地物和面状事物经过简化后的形状相似性；（3）保持不同弯曲地段弯曲程度的对比关系；（4）保持弯曲和特征转折点的相对精确度；（5）保持轮廓图形和弯曲形状的基本特征。,54,2.图形简化的具体操作方法,按开方根规律简化形状,按照最小尺寸限定弯曲的取舍,55,56,57,58,（四）地物内部结构的简化空间数据构成了平面图形，在简化过程中应保持一定的格局。例如：在城市平面图形中，要考虑城市的功能分区、城市街区的方向、街道的密度对比、对外的交通联系等进行平面图形的概括。,59,内部结构简化的方法（1）合并：合并同类地物的碎部，以反映地物的主要结构特征。,60,61,（2）分割：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。,62,三、夸张夸张并不是没有章法的夸大，没有夸张就不成为地图符号。地图概括时夸张的方法包括:不依比例尺夸大和移位。,63,（一）不依比例尺放大一些有许多微小弯曲的河流，如果按比例尺机械的化简，这些弯曲将被全部删除，多弯曲河流将变成笔直的河段，反而歪曲了河流的特征，因此，必须对一些弯曲进行局部夸大，其他地理要素概括时也会出现类似的情况。,64,2.位移为保持地图上各要素相互关系的正确对比，当主要的要素占据了准确的位置以后，相邻位置的要素不得不局部位移。,65,四、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（形状、尺寸、方向、颜色、网纹），制定出具有特定含义的图形符号，以显示地图内容的分类、分级、重要等不同情况。,66,第3节地图概括的现代发展,较早的机助制图作业，是对空间数据的点和面的处理，利用点的删除构成新的图形。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。,计算机制图使现在地图的编制摆脱了手工劳动，它对地图概括提出的要求是：总结概括的规律，研究地图概括过程的计量化和模型化，充分利用地图数据库和地理信息系统，以解决概括的各种问题。,67,一、地图概括的新算法,（一）空间域的概括模糊综合评价模型图论模型Delaunay三角网