第4章-地图概括

思考题：按1比1万比例尺将照片所示地形绘制成旅游地图图，你该如何做？,地面上繁多的事物和现象是不可能全盘搬到地图上去的，为了清晰的表示最主要的地物和地物本质，在制图过程中必须对地物进行选取、简化、夸张和符号化处理。,第四章地图概括,制图综合地图概括(MapGeneralization）,本章结构,第一节地图概括概述第二节地图概括的内容和方法第三节地图概括的现代发展,第一节地图概括概述,一、地图概括的概念和实质地图概括，就是采用分类选取、简化、夸张、符号化等科学手段，提取空间数据中主要的、本质的数据。,二、制约地图概括的因素,对地图概括产生影响的因素主要有：地图的用途和主题比例尺制图区域特征制图数据质量制图图解限制,1、地图的用途和主题地图的用途不用,在图上表示空间数据的种类、数量、质量以及简化程度不同。例如供行政参考用的行政区划图与供教学用的行政区划图在内容和表示方法的不同。地图主题决定某要素在图上的重要程度，因而也影响地图概括。例如水资源图与交通图上水系、交通网和居民点的选取。,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。比例尺限定了制图区域的幅面，限制了图上能表示要素的总量，因而也决定了要素数量指标的选取。1km2的实地面积在比例尺1：1万地图的面积是100cm2，而在1：10万地图上的面积仅为1cm2。,3、制图区域的地理特征不同区域具有景物各异的地理特征。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，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。,4、制图数据质量地图概括的过程都是以空间数据为基础的。数据的种类、特点及质量都直接影响地图概括的质量。精度高的空间数据，对地理实体的内容反映的比较丰富，而且对细部反映的比较详细。这就为地图概括提供了可靠的基础和操作余地。如果空间数据的质量不高，在此基础上进行的地图概括必然会出现偏差，甚至是“以讹传讹”误导读者。,5、制图图解限制地图的内容受符号的形状、尺寸和颜色的直接影响，并制约着概括程度和概括方法。,第二节地图概括的内容和方法,地图概括的方法主要有分类选取、简化、夸张和符号化四种。一、分类选取选取和分类是不可分,它的目的是使复杂无序的地图信息,通过聚类和分群使之有序化。常用的分类选取方法有：资格法、定额法和区域指标法。,1、资格法,资格法是以一定的数量或质量标志作为选取的标准(资格)而进行选取方法。首先对制图对象由高级到低级、由主要到次要、由大到小进行资格排队，然后确定选取指标进行选取。以陆地水文图为例，若以1cm为选取标准，则新编地图上长度大于等于1cm的河流被保留，小于1cm的河流被删除。居民点的资格选取有两种指标：质量指标和数量指标。数量指标如人口数；质量指标如行政等级、经济及历史文化地位、交通要冲、方位意义、区域的特点等。,1、资格法,资格法的优点是标准明确、简单易行。资格法的缺点是：第一，只用一个标志作为衡量选取的条件，然而，一个标志不能全面衡量出地物的重要程度，如水网疏密地区水系的选取。第二，按同一个资格进行选取无法预计选取后的地图容量。,2、定额法,定额法进行选取，是按新编地图上单位面积选取对象的个数或密度确定的。定额指标产生于图解计算和开方根规律等方法。如我国1：100万地图上居民点的选取定额。,2、定额法,定额法的优点是可以保证图面选取的内容既能清晰易读，又能有足够的数量和适宜的密度。定额法的缺点是无法保证在不同地区保留相同的质量资格。使用定额法时，在照顾图面上选取数量的密度和适宜性的同时，还应考虑选取对象的重要程度、地图符号大小与注记规格对选取的影响。,二、确定选取指标的数量分析方法常用的数量分析方法：图解计算法、开方根规律法和等比数列法。,1、图解计算法它是一种以地图符号的面积载负量确定符号选取数量指标的方法。这种方法一般用于确定居民点选取数额。居民点的面积载负量s由两部分组成，即居民点符号的面积r和居民点注记的面积p。s=n*(r+p)n每平方厘米的居民点个数；s无量纲。不同级别的居民点的符号和注记大小是不一样的,则S可表示为：,不同比例尺地图上居民点面积负载量举例（0.01mm2/mm2）,2、开方根规律德国特普费尔提出了一种地图概括的方案，用于解决原始地图与新编地图由于比例尺的变换而产生的地物数量递减问题。他认为：原始地图与新编地图两种比例尺分母之比的开放根与原始地图地物数量的乘积，便是新编地图所应选取的地物数量。即：NB-新编地图地物数；NA-原始地图地物数MB-新编地图比例尺分母MA-原始地图比例尺分母,2、开方根规律但是，选取的地物的多少，除了与比例尺有关外，还要受到多种因素的影响，如地物的重要程度、各种用途地图符号尺寸不同等。因此，特普费尔又在基本公式上增加了符号尺寸改正系数C和地物重要性改正系数D,将公式扩展为：,（1）符号尺寸符合开方根规律，即符号尺寸随比例尺缩小，则有C1=1,（2）符号尺寸不符合开方根规律，但新地图与原地图符号尺寸相同：线状地物：面状地物：,（3）符号尺寸不符合开方根规律，新地图与原地图符号尺寸也不相同：1）原地图线状地物符号尺寸宽为SA，新地图尺寸宽为SB：,2）原地图面状地物符号尺寸面积fA，新地图尺寸面积为fB：,（2）一般：,地物的重要性改正系数也有三种情况：（1）很重要：,（3）次要：,简化表达的综合公式特点：直观表现了地图概括从重要到一般的选取标准，是一个有序选取等级系统；属线性方程，地图比例尺固定时，地物选取比例一致；没有考虑地理差异,特别是地物分布的密度变化；公式选取级x的变化确定不是很严格，因此也协调了上一点的缺憾。,三、简化可定义为显示空间数据的重要特征，删弃不重要的细部。按简化内容的不同，简化可分为质量特征的简化、数量特征的简化、图形特征的简化和地物内部结构的简化。,1、质量特征的简化方法：用概括的分类取代详细分类，或者取消低级分类。例如对于普通地图的居民点分类，可以从：首都、省会、地级市、县级市、县、镇，简化为：首都、省会、市、县。,2、数量特征的简化方法：减少数量分级，增大各等级间的数值间距。例如在原始图上将居民点按人口数量分为7级：1万以下、1万-5万、5万-10万、10万-30万、30万-50万、50万-100万、100万以上；在新编地图上可简化为5级：1万以下、1万-10万、10万-50万、50万-100万、100万以上。,3、图形特征的简化方法：对线状地物、地物分界线、面状地物的复杂轮廓进行简化，通常采取删除、合并等手段。图形简化的基本要求是：1）保持轮廓图形和弯曲形状的基本特征；2）保持弯曲转折点的相对精确度；3）保持不同地段弯曲程度的对比。,图形简化的具体操作方法：按最小尺寸限定弯曲的取舍编稿地图上地物轮廓的宽度和深度分别为Wi和di,Wi=W,di=d时一般应选取；Wi=W,di=d时要考虑形状特征，或删除或夸张；WiW,did时一般应删除；按开方根规律简化形状河流或居民点的平面图形形状，可以对它的弯曲数或转角数进行开方根计算，然后进行化简，但在不同的地段会有不同的弯曲数，开方根的系数需要进行修改以适应特征。,4、地物内部结构的简化方法：合并与分割合并是指合并同类地物的碎部，以反映地物的主要结构特征。,分割主要应用于不太重要的面状图形的拆分。例如城市生活区街区的简化。分割主要用来显示其内部结构的示意性格局，道路纵横的比例关系等。,四、夸张在符号化过程中往往要突破比例尺限制，采取不依比例尺的表示方式，这就是所谓的夸张。夸张常采用的方法：不依比例尺的放大和位移。1、不依比例尺的放大在1：25万地图上，实地宽度62.5m的道路的图上宽度为0.25mm,但在图上一般用0.5mm的线划表示公路。,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。（符号都一定的尺寸，而符号之间又必须保持不小于0.2毫米的距离）,五、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。空间数据经过分类选取、简化、夸张等概括方法处理之后，通过制定的图形记号，使其转化为视觉可见的形象-符号模型。,空间数据自动概括的研究和应用成为必要的理由有二：一是在数字制图的环境下制作更小比例尺的地图时，制作流程不应该回过头来用手工操作概括；二是数字地图和地理信息系统用户要求空间数据要有多尺度和多种详细程度的显示。地图概括的发展包括两方面，一方面扩展多种应用数学的理论于图形建模；二是全力探讨地图概括概念模型的建立。,第三节地图概括的现代发展,一、概括的新算法,空间域模糊综合评判模型图论模型Delaunay三角网剖分分形选取模型开方根规律的分形扩展模型道格拉斯-皮克算法和分形扩展模型人工神经元网络选取