专题地图编制第六讲第三章

第三章专题制图要素的数据类型与数据处理地图数据：说明性数据（如图名、图例、文字说明）地理数据（定位数据、属性数据、时间数据）属性数据：是非定位数据、描述数据或语义数据，是对地图要素质量特征和数量特征的描述。3.1专题制图要素的数据类型属性数据的形式：数字、文字、图形、图像、语言等。地理变量：是对地理现象的定性描述或定量描述。地理变量按精确程度基于量表系统分为定名量表、顺序量表、间隔量表、比率量表。在制图时需对这些地理变量进行分类、处理才能变成地理数据。属性数据用于专题制图时，可根据其对现象描述的精确程度分为定性数据和定量数据。,定名量表：研究事物时，只使用定性关系，不使用定量关系。如地图上表达物体的分布、性质、状态等。顺序量表：按某种标志把制图物体或现象排序，表现为一种相对的等级。如大小、新旧、主次等。无起点，也无单位。间隔量表：如果给顺序量表赋予一定的量的概念，即利用某种单位对顺序增加距离信息，就成了间隔量表。比率量表：这是一种完整的定量化的方法，它不但要有计量单位，而且有起始点，可以描述客体的绝对量。,一定性数据只描述现象的固有特征或相对等级、次序，即描述现象的定性特征而不涉及定量特征的数据。如在地图上表达物体的分布、状态、性质、大小、主次等的数据。这类数据没有量的概念。如人口按民族可分为汉、回、满、维等，农作物分为粮食作物、经济作物、油料作物等，陆地地貌按外表形态可分为山地、高原、丘陵、平原、盆地等，城市按规模分为大城市、中等城市、小城市。定性数据蕴涵着事物的分类系统，而且绝大多数的分类系统都是一个层次结构，因此，定性数据不仅表达事物的同与异，而且可反映事物在分类树中所处的相对位置。当定性数据表示事物的等级和次序时，稍具有“量”的色彩，可将事物以一定的次序排列起来，虽不可进行数值运算但可进行统计分析。定性数据对应于量表系统的定名量表和顺序量表。,二定量数据定量数据包括两种类型，完全定量化数据和分级数据。定量数据对应于量表系统的间隔量表和比率量表。完全定量化数据：可完整地定量化描述物体，它不但有计量单位，而且有起始点，可描述物体的绝对量。完全定量数据除了具有分级数据描述事物差异的能力外，还可以明确描述事物间的比率关系。完全定量数据的零点不能随意设定，它具有重要的物理意义，亦即“无”，完全定量化数据描述物体有“有”与“无”的概念,并具有可加性。如A县的国内生产总值为18亿元，B县的国内生产总值为12亿元，则A、B两县的国内生产总值为30亿元。分级数据：不仅可以描述事物的等级和次序而且可以定量地描述事物间差异的大小。有人称这种差异为“距离”。分级数据反映事物的相对关系，而不是绝对关系。当两事物的距离为零时，两事物是相同的，否则是相异的。距离越大其差异也越大。分级数据以数值来描述事物，但当数值为零时，并不意味着“没有”。,温度就是一个典型的例子，某地气温为20，另一地气温为40，两地温差为20，但这并不意味两地气温相差一倍。分级数据其数值的零点设置具有随意性，人们关心的是事物间的间隔，而不是绝对数值。使用分级数据必须统一数值的单位，如城市人口状况按人口密度分级，1000（元/人）10010130030150050170070110001001（元/人）。,3、分级界限的确定分级界限的确定是分级的最主要问题，其主要原则是保持数据分布特征和分级数据有一定的统计精度。用等值线法和分级统计图法编制的地图，主要任务是解决级别划分的原则（有的原则也适用于符号法和分区统计图表法地图的分级）。根据反映现象分布的目的可有三种情况：（1）按数据分布特征分级的原则，适用于任何要素和现象；（2）按各分级单元的个数分布的原则，适合于按一定指令性标准反映单元个数的统计；（3）按地图上各级面积分布的原则，适合于与实地面积有关的分布现象，如人口密度。,按数据分布特征分级的基本原则：（1）客观反映数据的分布特征，应以数据的集群性作为分级数的重要依据。（2）分级界限应在数据变化显著的特征点上，使各级内部差异尽可能小，等级之间的差异尽可能大。（3）分级的结果，一般是中间级别包含的单元多，而两端级别所包含的单元较少，尤其数据较大的级别包含的单元更少些。也有要求分级单元数近似相等的。（4）根据地图的用途和要素特征，要保留个别的特征级别和分级界，例如某地势图上，反映地形起伏特征的200米等高线，国家规定的控制人口增长率的界线，经济上的一些特征数据。（5）在分级的基础上，为了用图的方便，保持凑整的分级界限。（6）对于离散分布的现象，且物体个数不多时，相邻级别的分级界限可以断开，即各级别中的某两级之间并不相互连接，以反映数据的客观分布，而对于连续分布现象的分级，其界限必须相互连接。并要正确处理分界点的所属关系。,专题数据分级处理的方法很多，从数据的特征方面来看，主要有以下三类：1、考虑数据类型及其分布特征的分级方法。下面将详细介绍这种方法。2、按分级数据单元物体的个数进行分级的方法。这种方法常用于依据给定的某一或几级数量指标标准的社会经济现象的分级。例如，在编制黑龙江省农业地图集中的“贫困人口”图幅时，把各县的某项经济指标按照县级贫困县、省级贫困县、国家级贫困县的标准分级，主要反映各级贫困县的个数和分布。这种分级方法较为简单，适用于绝对数量和相对数量指标的分级。3、按地图上各级分布面积对比的分级方法。该方法主要用于反映与面积相关的数量指标的分级，通常为相对指标，如，人口密度、森林覆盖率等。,二考虑数据类型及其分布特征的分级方法数学法则分级方法:数列分级方法、级数分级方法等。统计学分级方法：统计量分级（平均值、标准差、逐次平均、分位数）、自然裂点法、自然聚类法、迭代法、逐步聚类法、模糊聚类法、模糊识别分级法等。等间隔分级；其间隔有系统地向量表的高端变大或变小的分级；按某种变量系统确定间隔的分级；按需要自由的分级。,1、数列分级方法数列分级的特点是分级界限是某种数列中的一些点，一旦选定了某种数列，则分级界限完全取决于数据的最大值、最小值和分级数。数列分级方法的优点是分级界限（间隔）严格按照数学法则确定，但它不能很好地顾及数据本身的随机分布特征。设H为数列的最高值，L为数列的最低值，K为欲分的级数，则有：（1）等差数列分级这是一种最简单的分级形式，用于具有均匀变化的制图现象，其特点是级差相等便于比较。，N表示分级间隔（级差）,则数列分级后的各级下限为:实际使用时，N和Ai都应当凑成整数。,N=H-L/K,有时可直接给一个恒定的间隔作为分级的惟一依据，例如，粮食平均亩产200，200400，400600，600800，8001000，1000（千克）。0100，100200，200300，300400，400500，500（千克）。0100，100300，300600，6001000，10001500，15002100。在专题制图时，当待分级的数据分布较均匀，没有明显的集群性，而且最大值和最小值相差不是过于悬殊时，通常可采用等差分级的方法。（2）等比数列分级,（3）倒数数列分级,2级数分级方法数列分级方法，其特点是按选定的数列直接对分级界限选择，而有时，人们关注的是分级间隔的变化。级数分级方法的特点是直接对分级间隔选择，通常有算术级数和几何级数两种。通用模型为这里，Y级差基数；Bi某级所需级差基数的倍数值。式中，L、H的意义同前，为数列中的第I项。对于任意给定的L、H和等差或等比数列中的Bi，从等式中解出Y,便可确定分级界线Si：,（1）算术级数分级算术级数定义为：a,a+d，a+2d，a+3d，a+（n-1）d,则Bi由下式确定：式中，a为首项的值、d为公差、i为要确定的序数。算术级数法是一种可变的、规则的数学区分分级间隔的系统，一般形式随公差的正负形式变化。只有当数据形状接近算术级数的形状时才可以使用。,(2)几何级数分级对几何级数分级定义为：，则Bi由下式确定：式中，g为第一个非零项的值、r为公比、i为要确定项的序数。通过改变d或r，就能改变算术级数或几何级数的分级间隔，r和d的不同取值可以得到无数种级数分级，分级间隔可有系统地向量表高端变大或变小，这是一种不等梯级但有递变方向的分级间隔系统。所采用的级差可以是算术级数或几何级数两种类型，它们又都可以采用以下6处变化方法来确定分级间隔：,按某一恒定速率递增；按某一加速度递增；按某一减速度递增；按某一恒定速率递减；按某一加速度递减；按某一减速度递减。这两种数学方法确定的分级间隔系统形成分级界线和规则变化的分级间隔。如果制图数据的排列表现为连续递变，才能使用这些方法。上述各种传统分级方法计算简单，分级界线（或分级间隔）的变化有规律可循，便于读者理解和对比分析等判读工作。但这种方法的主要不足是不能很好地顾及数据本身的随机分布特征。,3按某种变量系统确定分级间隔它同上述分级方法的差别是其分级间隔的大小并非朝一个方向有系统地变化。这种分级方式事实上又分为两大部分，一类是完全不规则的分级界限；另一类是有规则的，但不具有单调递增或递减的规则。前者使用的方法通常是自然裂点法，后者则有按正态分布参数分级，按嵌套平均值分级，按分位数分级，按面积等梯级分级，按面积正态分布分级等。自然裂点法,按正态分布参数分级,按嵌套平均值分级,按分位数分级,按面积等梯级分级，按面积正态分布分级.,4分级结果的检验不论用哪种方法分级，其分级结果都应能够反映区域的地理特征，一般情况下用下面两种标志来衡量分级的优劣。（1）各级中样本数成正态分布或均匀分布多数情况下希望各级中的样本数量成正态分布趋势，即把突出高数值和突出低数值的数列段从数列中区分出来，如特别富的地区和特别穷的地区，要能明显地从一般的地区中区分出来，就要求两端的级别所代表的样点数较小。有时为了研究问题的需要，希望每个级别中包含样本的数量接近或相等，例如把工厂按其利税率分为“甲级队”，“乙级队”等，当然，其衡量标准就要随之变化。（2）同级区域的连通度处于同一等级的区域，在地理上具有相似的条件，因此，表现在地图上它们各自应组成相对完整的地域。