第四章地图概括

1、第四章第四章 地图概括地图概括第一节 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 新编地图学教程 第4章 地图概括 地图在变换比例尺的过程中，应保持地图内容详细性与清晰性的几何精确性与地理适应性的它是通过概括和取舍它是通过概括和取舍的方法来实现的。的方法来实现的。概括和选取概括和选取 概括概括：是对制图物体的形状、数量和质量特征的化简，：是对制图物体的形状、数量和质量特征的化简，通过去掉轮廓形状的碎部代之以总的形状特征，缩减分通过去掉轮廓形状的碎部代之以总的形状特征，缩减分类分级的数量，以减少制图物体间的差别。类分级的数量，以减少制图物体间的差别。 选取选取：是从大量的制图物

2、体中选出较大的或较重要的：是从大量的制图物体中选出较大的或较重要的物体表示在地图上，而舍弃次要的物体。物体表示在地图上，而舍弃次要的物体。 区别：概括是通过去掉制图物体总体中的细部及类别、区别：概括是通过去掉制图物体总体中的细部及类别、等级的合并，更突出地反映物体的基本特征；选取针对等级的合并，更突出地反映物体的基本特征；选取针对单个或一类物体而言在新编图上应表示或舍去。单个或一类物体而言在新编图上应表示或舍去。 联系：概括通过选取来实现联系：概括通过选取来实现。从对制图物体的大小、重要程度、表达方式从对制图物体的大小、重要程度、表达方式 和读图效和读图效果出发，地图概括分为：果出发，地图概括

3、分为： 比例尺概括比例尺概括：地图比例尺缩小而引起图形缩小产生的选：地图比例尺缩小而引起图形缩小产生的选取和概括。取和概括。 目的概括目的概括：由编图者对制图物体重要性的认识来确定是：由编图者对制图物体重要性的认识来确定是否选取。否选取。 比例概括方法：比例概括方法：人工，半自动（缩放仪、复印机缩放），计算机概括（目前计算机软件可以支持将简单图形通过计算机自动概括，但复杂图形只能通过“人机对话”系统进行概括。）遥感地图可用“光学概括”。目的概括的方法，主要是“人工”和“人机对话”，在制图概括时，比例概括和目的概括结合使用。 普通地图：多用比例概括；专题地图：多用目的概括1.地图的用途和主题 2

4、.地图比例尺 3.制图区域的地理特征 4.数据质量 5.图解限制 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。中国铁路交通图、公路交通图、旅游景点图吗？他们的地图内容有差别吗？地 理 图地 势 图张家口居庸关天津唐山秦皇岛山海关保定承德1677北京50教学挂图教学挂图沽源张北1950北京通州迁河口涞水涿县安次北河店易县良乡五回岭三家店怀柔夹河蔚县石匣涿鹿响水堡 怀来龙关宣化赤城张家口崇礼青石岭滦平五龙山密云兴隆平谷遵化三河香河九王庄唐县曲阳定县蠡县望都高阳

5、任丘文安天津大城武清雄县霸县新镇静海白沟干家堡筐儿港乐善庄金溪庄柏各庄东堵口南赵庄力里闸容城新安徐水满城完县滦县昌黎丰宁隆化承德平泉建平建昌凌源迁安迁西庐龙抚宁丰润顺义苏庄搬溜蓟县唐山保定乐亭青龙横河集 山海关秦皇岛双桥张天窝罗家屯1898清白口349121902010146120501418167712731234199519412 00你奔参考用图参考用图2 2、地图比例尺对制图综合的影响、地图比例尺对制图综合的影响 地图比例尺决定着实地面积反映到地图上面积的地图比例尺决定着实地面积反映到地图上面积的大小，它对制图综合的约制反映：大小，它对制图综合的约制反映：（1 1）影响地图的制图综合程

6、度：随着地图比例尺）影响地图的制图综合程度：随着地图比例尺的缩小，制图区域表现在地图上的面积成等比级数的缩小，制图区域表现在地图上的面积成等比级数倍缩小。（倍缩小。（2 2）影响地图制图综合的方向：大比例尺地图上）影响地图制图综合的方向：大比例尺地图上地图内容表达的较详细，制图综合的重点是对物体地图内容表达的较详细，制图综合的重点是对物体内部结构的研究和概括。小比例尺地图上注意力放内部结构的研究和概括。小比例尺地图上注意力放在物体的外部形态的概括和同其他物体的联系上。在物体的外部形态的概括和同其他物体的联系上。（3 3）影响制图对象的表示方法：大比例尺和小比）影响制图对象的表示方法：大比例尺和

7、小比例尺地图上表示内容不同，表示方法差别很大。例尺地图上表示内容不同，表示方法差别很大。o比例尺影响地图概的数量和质量特征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。 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 各种专题编图资料影响符号最小尺寸设计的因素： 视觉分辨能力； 印刷与绘制技术； 地物和地理环境 符号的最小尺寸也决定了地物的选取一、选取一、选取 选取和分类是不可分的，它的目的是使复杂无序的地图信

8、息，通过聚类和分群使之有序化。 1. 选取的原则选取的原则选取与地图主题相关的内容选取与地图主题相关的内容, 舍去无关的内容舍去无关的内容; 选取反映地图主题的主要类别选取反映地图主题的主要类别,舍去次要类别舍去次要类别; 选取主要类别中的主要事物选取主要类别中的主要事物, 舍去已选取的类别的次要事物舍去已选取的类别的次要事物.2、选取顺序：、选取顺序： （1）主要）主要次要次要 （2）等级高）等级高等级低；大等级低；大小小 （3）整体）整体局部局部2 2、选取方法：、选取方法：（1 1） 资格法资格法：按照一定的数量或质量指标作为选取：按照一定的数量或质量指标作为选取标准而进行的选取。制图物

9、体的数量标志和质量标志标准而进行的选取。制图物体的数量标志和质量标志都可以作为确定选取资格的标志。都可以作为确定选取资格的标志。 数量指标：数量指标： 陆地水文图陆地水文图 1cm的河流作为标准的河流作为标准 居民点居民点 人口人口500人人 质量指标：质量指标： 居民地质量指标：行政等级、经济及历史文化地位等。居民地质量指标：行政等级、经济及历史文化地位等。 革命圣地茅坪，小商品集散地白沟，旅游地九寨沟。革命圣地茅坪，小商品集散地白沟，旅游地九寨沟。 优点优点：标准明确，简单易行。：标准明确，简单易行。 缺点缺点： 为了弥补资格法的不足，常常在不同的区域确为了弥补资格法的不足，常常在不同的区

10、域确定不同的选取标准或对选取标准规定一个活动定不同的选取标准或对选取标准规定一个活动的范围的范围(临界标准临界标准)。（2）定额法定额法：规定单位面积内应选取的制图物体的：规定单位面积内应选取的制图物体的数量。数量。 新编地图学教程 第4章 地图概括密度分级人口密度（人每平米）居民地选取指标（个每平方分米）极密区500200-250稠密区300-500160-200中密区50-300120-160稀疏区5-5090-120极稀区5 AnC11An-2 An-1C21C22A1 A2Cn-1,1Cn-1,2Cn-1,n-1A1 A2Cn1Cn2Cn,n-1Cnn 11122111111iiCCr

11、CCpp23322222111iiCCrCCpp等比数列法实例选取间隔 距离分级长短分级1.5 2.32.3 3.43.4 5.15.1 7.6 14.81.911.4 14.82.32.96.8 8.83.84.36.34 5.27.27.58.1以河流选取为例3. 区域指标法小比例尺地图概括过程：1.搜集与编辑空间数据： 原始地图的镶嵌和比例缩小2.研究区域地理特征： 编制确定要素选取的区域指标图 3. 区域指标法在计算机制图过程中，此方法的使用需有专家系统的支持。14. 回归分析法 地图上居民点的选取程度，同实地密度之间存在着相关关系。y = axbxi 为居民点实地密度x 为居民点平均

12、密度yi 为图上选取数y 为选取的平均数a,b 为待定系数建立回归方程：22()()()()iiiixxyyrxxyy新编地图学教程 第4章 地图概括经全国抽样计算地形图上居民地选取的回归曲线 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。NB = NA MA / MBN 为图上地物数 A 原始图 M 为比例尺分母 B 新编图开方根规律的扩展o 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 DNB = NA C DMA / MBo地物

13、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 ： 线状 C2 =MA / MB面状 C3 =(MA / MB )2线状 C2 = ( SA / SB ) MA / MB面状 C3 = ( fA / fB ) (MA / MB )2 很重要：D1 =MB / MA 一 般 ： D2 = 1 次 要 ： D3 =MA / MB符号尺寸改正系数C的三种情况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

14、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。 NB = NA (MA / MB )X NB = NA ( SA / SB ) (MA / MB )X NB = NA ( fA / fB ) (MA / MB )X开方根规律的一般公式： x 的选取级，可设为 0, 1, 2, 311(9)25 (24)NB2559NA1:25万 1:50万X = 31:10万 1:25万X = 2河流条数 比例尺指标1. 曲线光滑处理2. 曲面拟合3. 模糊综合评判4. 图论5. 分形几何 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

15、自动化综合。 前苏联前苏联30 40年代提出的一整套的制年代提出的一整套的制图综合理论、图综合理论、 基于光化学的制图工基于光化学的制图工艺、地图和地图集设计的方法艺、地图和地图集设计的方法 法国贝尔廷（法国贝尔廷（J.Bertin)的图形变量的图形变量理论理论 英国博德（英国博德（ Board)的地图模式理论的地图模式理论 美国莫里斯美国莫里斯(Morris)的形式语言学的形式语言学 捷克的科拉斯尼捷克的科拉斯尼(Kolacny)的地图信的地图信息传输模型息传输模型o 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

16、用地图数据库和地理信息系统，以解决概括的各种问题。o 1. 早期的机助制图（道格拉斯算法）早期的机助制图（道格拉斯算法）o 对空间数据的点和面的处理，利用点的删除构成新的图形。对空间数据的点和面的处理，利用点的删除构成新的图形。首先选取线的两端点首先选取线的两端点AB，然后计算线段内其余各点到两端点连线的垂直距离，然后计算线段内其余各点到两端点连线的垂直距离，如果这些点到直线距离大于阈值就被保留，如小于则删去。在从如果这些点到直线距离大于阈值就被保留，如小于则删去。在从C点到点到B点考察点考察有无新的大于阈值的点，设有无新的大于阈值的点，设D点大于阈值，可保留，新的线段由点大于阈值，可保留，新

17、的线段由ACDB连接组连接组成。成。 1973年Douglas-Peucker简化线状数据点o 曲面拟合曲面拟合也等用于等值线概括模糊综合评判方法计算地物的评判值，改进了等比数列法。o 图论图论计算节点和边的强度值，对线划地物概括有相应帮助。o 分形方法：（70年代中期创立）通过自相似性的研究和计算，可认为保持线状符号的分维数是地图概括的准则评价比图的方法。o 2.近年地图概括已出现了自动、半自动概括近年地图概括已出现了自动、半自动概括系统，一些系统，一些GIS软件可提供概括功能。软件可提供概括功能。o 能实施对现状符号的简化及面状符号的分割或合并。可以预言，新的一个世纪，应用计算机处理的地图

18、概括的算法和软件将成为地图编制中的主要工具。 陆地水系综合o 1、河流的制图综合o （1）河流的选取o 将实地河网按密度进行分级;o 在不同密度区中确定选取标准；o 不同类型的河系，采用不同的选取标准；o如： 先选主河流及各小河系的主要河源，在以小河系为单位，从大支流到小支流选取； 选取规律： 河网密度大地区，选取标准低，舍去的河流条数多，反之，少； 保持不同密度区的密度对比关系； 随着比例尺缩小，选取标准的上限 如：1：10万 选取上限是1.0 或1.2， 1:100万选取上限为1.5或更高。逐渐增大。o 低于选取标准，但具有重要特性的小河流应o 选取；o 如：表明湖泊进、排水的小河流；o

19、连通湖泊的小河；直接入海的小河；o 干旱地区的常年河等。o 大于选取标准，但河流之间间隔较小,(小于3mm），通常舍去。o （2）河流的图形概括o 目的：舍去小弯曲、突出类型特征、保持各河段弯曲对比o 河流弯曲形状 o 微弯曲： 接近1(1.2)o 钝角形弯曲: 1.21.4o简单弯曲 近于半圆形弯曲 : 1.5o 套形弯曲 o 菌形弯曲 大于1.5o 复杂弯曲：在一级的套形或菌形弯曲上发育成 o 的复合弯曲（a）微弯曲（b）钝角形弯曲（c）半圆形弯曲（d）套形弯曲（e）菌形弯曲图12-13 河流的简单弯曲（a）（b）（c）图12-14 河流的复杂弯曲 概括河流弯曲的基本原则o 保持河流弯曲的

20、基本形状o 保持不同河段弯曲程度的对比 o 保持河流长度不过分缩短 o如：1：100万地形图上 ，保留 40%,图形概括损失13.4%o o 0.60.40.60.40.20.5图12-15 河流的图形概括单位：mm（3）真形河流的图形概括o 表示主流和汊流的相对宽度及河床拓宽和收缩情况；（如图 12-6）o 河心岛单独存在时，只取舍，不合并,外部o 总轮廓一致时可适当合并； o （如图12-17）o 保持河流中心岛屿的固有特征。o 保持辫状河流中主汊流构成的网状结构及汊流的密度对比关系(如图12-18) 1:10万1:20万图12-16 主流和汊流图12-17 河心岛的综合1:500 000

21、1:1 000 0001:2 000 000图12-18 反映主汊流的网状结构和密度对比2、湖泊、水库的制图综合o （1）湖泊的综合o 湖泊的岸线概括o 保持湖泊与陆地的面积对比 ；o 保持湖泊的固有形状及其同周围环境的联系 ；图12-19 湖泊的形状浑圆形 三角形 长条形 弧形 桨叶形、多支汊形 湖泊的选取o 选取原则：湖泊只选取不合并o 选取标准：0.51mm2o 独立湖泊：按选取标准选取o 选取方法：o 分布湖泊：分布范围、形o 状、密度对比等o o 不能依比例尺表示时改用蓝点表示。 o o （2）水库的综合o 形状概括：顾及与等高线的协调。o 真形水库o 取舍o 记号性水库： 取舍o

22、水库的大小是按统一标准划分的：o 库容超过1亿立方米的为大型水库；o 1千万1亿立方米的为中型水库，o 小于1千万立方米的为小型水库。3、井、泉和渠网的制图综合o（1）井、泉的选取o居民地内部的井、泉和水网地区的井、泉: o -大于12.5万的地图上部分表示o -人烟稀少的荒漠地区尽可能详细表示oo选取水量大的，有特殊性质的(如温泉、矿泉)，处于重要位置上(如路口或路边)的井、泉。o反映井、泉的分布特征。o反映各地区间井、泉的密度对比关系。（2）渠网的综合o 以取舍为主，少有图形概括o 选取渠道要从主要到次要 ；o 由主要渠道构成渠网的骨架，再选取连续o 性较好的支渠 ；o 注意渠间距和各局部

23、区域的密度对比关系o （a）资料缩小图（b）综合图图12-20 渠网的选取二、居民地的制图综合o （一）居民地的形状概括o 城镇式 o 居民地o 农村式o 1. 城镇式居民地的形状概括o 目的：保持居民地平面图形特征 内部结构外部轮廓o （1）城市居民地平面图形化简原则o 正确反映居民地的内部通行情况；o 通行情况：街道、铁路和水上交通等，重点是街道。o 随着比例尺缩小 对街道取舍o o 选取连贯性强，对城镇平面图形结构有较大影响的街道；o 选取与公路，特别是两端都与公路连接的街道；o 选取与车站、码头、机场、广场、桥梁及其他与重要目标相连接的街道； o 再根据街道网的密度、形状等特征的要求,

24、补充其他的街道。o 选取街道时首先应选取主要街道，再选取条件好的次要街道。o正确反映街区平面图形的特征 o 街区的取舍 合并街道o 如图 12-21图12-21 保持街区的平面图形特征正确反映街道密度和街区大小的对比 o 街道密集地段：选取比例较小，但选取的绝对量和舍去绝对量较大；o 街道稀疏地段：选取比例较大，但选取的数量和舍去的数量比密集地段小。o 如图 12-22图12-22 保持不同地段街道密度和街区大小的对比资料图正确概括错误概括正确反映建筑面积与非建筑面积的对比 o 建筑密集街区： 合并为主、删除为辅o 合并距离很近建筑物；o 删除远离独立建筑区的独o 立建筑或细小突出部。o 如图

25、12-23o 建筑稀疏区：选取、合并、删除进行概括o 如图12-24 12-25o K k k k k k kK ,k k ,k , k n n n n1:2.5万1:5万1:10万图12-24 由独立建筑物构成的稀疏街区的概括资料图正确的概括不正确的概括图12-25 间有建筑密集地段的稀疏街区的图形概括正确反映居民地的外部轮廓形状 o 保持轮廓上的明显拐角、弧线或折线形状 o 保持其外部轮廓图形与道路、河流、地形要素的联系。o 如：o 图 12-26 o 图12-27（a）资料缩小图（b）正确的概括（c）不正确的概括图12-26 城镇居民地外部轮廓形状的概括（a）（b）（c）（d）图12-2

26、7 用外部轮廓图形表示居民地资料图概括图(2)城镇式居民地形状概括的一般程序 o 选取居民地内部的方位物 o 选取铁路、车站及主要街道 o 选取次要街道o 概括街区内部结构 o 概括居民地外部轮廓形状 o 填绘其他说明符号 o 如图 12-282农村居民地的形状概括 o (1)街区式农村居民地的概括 o 密集街区式稀疏街区式混合型街区式o 密集街区式o 如图12-29所示o o 舍去次要街道，合并街区，区分主次街道图12-29 密集街区式农村居民地的概括资料图 概括图资料图 概括图o 稀疏街区式o 如图 12-30 所示o o 舍去次要街道，合并街区；独立房屋进行取舍图12-30 稀疏街区式农

27、村居民地的概括 资料图 概括图 资料图 概括图o 混合型街区式 o 如图12-31所示图12-31 混合型街区式农村居民地的概括资料图 概括图 资料图 概括图o (2)散列式农村居民地的概括o 特点：不依比例独立房屋o 核心有少量依比例的街区建筑 o 方法：对独立房屋选取o 原则：选取位于重要位置上的独立房屋o 选取反映居民地范围和形状特o 征的独立房屋；o 选取反映居民地内部分布密度对o 比的独立房屋（如图12-32 12-33）图12-32 独立房屋的取舍资料图概括图图12-33 独立房屋的选取和移位资料图概括图适当移位，以保持其相互方向和拓扑关系(3)分散式农村居民地的概括 o 特点：散

28、而有界、小而有名o 方法： 取舍o o (4)特殊形式的农村居民地的概括 o 窑 洞o 主要形式o 蒙古包新庄资料图资料图资料图概括图或图12-34 窑洞式农村居民地的概括概括图概括图(二)用圈形符号表示居民地 o 1.圈形符号的设计o 明显性：面积、结构、视觉黑度和颜色等。如图 12-35 圈形符号的大小变化图12-35 图形符号的设计 o 尺寸：最大尺寸、最小尺寸和适宜尺寸o o 最小尺寸地图用途使用方法2圈形符号的定位 o (1)平面图形结构呈面状均匀分布时，圈形符号 定位于图形的中心 （如图12-36a)定位部位以平面图中心定位（a）以街区部位定位（b）以有街道部位定位（c）图形及圈形符号的定位以较密集部位定位（d）图12-36 居民地圈形符号的定位o (2)居民地由街区和外围的独立房屋组成时，圈形符号配置在街区图形的中心 （如图12-