第八章-地图设计与制图工艺

第八章--地图设计与制图工艺第一页，共85页。什么是地图设计？地图制作是一项复杂的系统工程。从地图的策划、组织、技术设计、编辑制作到印刷、出版、市场销售，整个过程牵涉到人力、物力、财力以及信息技术的统筹安排和控制。（一）地图设计与编辑的含义第一节地图设计文件一、地图设计与编辑第二页，共85页。地图设计是对新编地图的规划和组织。它的任务主要包括：确定地图制作的规划与组织（人力、物力、财力、进度与技术的组织）；技术设计，主要包括地图内容的确定，表示方法的设计，地图资料的收集、分析与评价，地图的数学基础设计，图面设计和整饰设计等。地图设计工作的最终成果是地图设计书。第三页，共85页。地图制作是一项复杂的工作，特别是大型的地图制作项目，如地图集的制作，为了使制图工作能够协调、有序地进行，需要对制图工作进行规划和组织。

地图设计工作更侧重于规划与安排，而地图编辑工作侧重于规划和组织的实际操作。从事编辑的人员称为地图编辑，他们是地图制作的组织领导者和技术负责人。

什么是地图编辑？第四页，共85页。编辑工作包括以下几个方面：1、根据项目要求，提出项目的人力、物力、财力、技术、进度的规划和组织安排；2、研究制图资料和制图区域特点，选择最优资料；3、设计合适的编图工艺；4、完成地图设计；5、领导地图的编绘和出版准备；6、领导各阶段的成品检查，协助印刷厂设计制印工艺；7、收集对地图作品的意见，编写技术总结，提出地图再版时的改进建议。（二）编辑工作的具体内容第五页，共85页。（一）编绘规范

由于国家基本比例尺地图覆盖面广大，一般由各省测绘部门在统一的部署下共同完成。为了保证全国范围内地图的内容、综合质量及表现形式的统一，需要由国家测绘主管部门统一规划。一般采用两级设计方法：一是由国家测绘主管部门拟订总体大纲，即编绘规范；二是在编绘规范的指导下针对具体的地区由各省制图机构设计局部编图大纲，即编辑计划。二、编绘规范、编辑计划、图式第六页，共85页。编绘规范是编绘地图所依据的立法技术标准，它的内容应简明扼要，并具有相对的稳定性。编绘规范主要包括以下内容：1、总则：包括地图性质、用途和基本要求，地图的数学基础、分幅与编号等一般性的说明。2、编辑准备工作：制图资料的收集、分析和选择，制图区域的研究及编辑设计书店拟定等。

第七页，共85页。3、编绘技术方法：选择编绘原图的制作方法，数学基础的建立，基本资料的加工处理和转绘，编绘顺序及用色规定，对编绘质量的要求等。4、地图内容各要素的编绘：各要素的表示方法、综合原则、选取指标和注记的规定等。5、印刷原图的制作：印刷原图制作分版规定、对印刷原图的质量要求等。6、附录：包括综合样图、地图整饰样图，或附带地图图式符号。第八页，共85页。（二）编辑计划编辑计划是在编绘规范的指导下针对具体的地区由各省制图机构设计的局部编图大纲。如国家要编制某个比例尺的地形图，首先由国家测绘局拟订该比例尺的编绘规范和图式，各省测绘部门接受任务后要根据编绘规范并结合本省的制图区域特点制定出自己的区域编辑计划。第九页，共85页。1、任务说明：制图区域的位置，图幅数量及位置，建立数学基础的方法，完成作业的期限，编图应遵循的规范和图式等。2、制图区域的地理说明：简要说明与地图内容有关的区域类型特征和典型特点。3、制图资料说明：指明基本资料、补充资料和参考资料的名称和内容，对各种资料作出简要评价，说明它们的使用方法和程度。编辑计划包括以下内容：第十页，共85页。4、作业方案：根据地图类型、精度和时限的要求、制图资料和单位人员及设备的条件，确定编绘的工艺方案、实施的方法和程序。5、各要素制图综合的指标：这是编辑计划的重点，要结合制图区域和资料的具体特点，把规范中有关的规定具体化，为本区域确定具体的概括原则和选取指标。6、附录：为了说明上述各项内容，需要制作一些有关的略图和样图附在编辑计划之后，附图包括说明制图区域地理特点的略图、编绘样图、编绘工艺框图等。第十一页，共85页。（三）图式图式是地图符号样式和描绘规则的规范。图式中规定了相应比例尺地图上表示各种地物、地貌要素的符号、注记和颜色标准，以及使用这些符号的原则、要求和基本方法。内容主要包括以下几个方面：1、技术规定：符号尺寸、符号的定位点和定位线、符号的方向和配置、符号在图上的正确显示、符号的印刷颜色的一般规定。第十二页，共85页。2、各要素的符号：对各要素的符号名称、图形、用色及其主要尺寸，都附有详细的说明。3、注记：规定了各要素注记的字体、字号、字色。4、图廓整饰及样式：规定了地图图廓和图廓间、图廓外的整饰要求。5、附录：包括说明注记简注表、地图分幅及编号、样图式例等。第十三页，共85页。第十四页，共85页。第十五页，共85页。第十六页，共85页。第十七页，共85页。三、编图大纲普通地理图没有统一的规范和图式，制图前需要制订专门的编辑文件，又称为编图大纲或设计书。第十八页，共85页。

分析研究制图区域地理概况；分析和评价制图资料；投影、比例尺、分幅；地图的主题和内容；制图综合指标和地图表示方法；制图工艺方案；数据预处理；图面、版式及装帧方案设计。从技术角度考虑，大纲需包括以下内容：第十九页，共85页。

（1）简述任务。（2）成图概述。包括地图名称、性质、类型；比例尺、开本；成果形式、版本；制图区域的地理范围、图幅数量、对地图的要求（精度等级、出版要求等）。

普通地理图设计书的内容1、任务概述第二十页，共85页。（1）数学基础

包括椭球体参数、坐标系；地图投影的种类、变形性质及变形分布；经纬网密度、标准线的位置；地图定向等内容。（2）分幅编号及拼接原则

分幅编号设计包括地图的分幅方法、分幅及编号方案、开本尺寸；拼接方式及拼接原则。2、技术指标第二十一页，共85页。（3）数据分层与编码

包括数据分层规则、数据属性、数据内容及分类代码表。（4）数据格式

包括原始数据的格式、最终成图数据的格式以及格式的转换要求。第二十二页，共85页。（5）数据精度

包括数据的采集限差；图廓点及公里网点的定位控制点点位误差，图廓边长与理论边长的较差，对角线长度与理论值的较差；更新要素的相对精度等。第二十三页，共85页。

包括引用技术标准及技术文件；参考技术标准及技术文件。3、技术依据第二十四页，共85页。

地理说明是区域地理情况的高度概括，必须简明扼要地阐明制图区域的地理位置、范围、行政区划，该区在全国地理分区中所处的位置。并按该地区的自然或经济情况划分为若干区，分要素简要的综合性的说明。4、制图区域的地理说明第二十五页，共85页。

明确制图的基本资料、补充资料和参考资料。对于基本资料要详细介绍其图名、类型、比例尺、数据格式、版本、制作单位，分析其内容的完备性、现势性和精确性，明确其主要作用，同时指出其缺陷及用什么资料来补充和修正；对于补充资料和参考资料，则重点分析它们对于基本资料而言的有用部分，分别解决什么问题。5、资料分析第二十六页，共85页。

包括使用的各种硬件设备和软件。

包括制图的基本过程，每一步的工作内容、方法和结果等。6、数字制图环境7、数字制图工艺第二十七页，共85页。（1）地图内容的选择明确地图的主题及体现主题的具体内容，包括它们的分类、分级程度。

8、地图内容的选择、数据编辑和表达第二十八页，共85页。（2）数据编辑要求

包括数据编辑的总体要求和分要素的编辑要求。对各要素的编辑分别明确其选取指标和选取方法，概括原则和程度；典型特征的表达；符号的配置原则；各类注记的选取，注记的字体、字大、字色的设计，注记的配置原则；各要素之间的关系协调；数据的更新等。第二十九页，共85页。（3）符号库

包括符号的设计原则，符号库的建立方法，符号库的管理及符号的使用规则等。第三十页，共85页。

包括出版要求、印刷要求、数字产品的装帧设计和版面设计。

包括质量控制的内容、方法、程序以及相关技术指标和要求。9、出版、印刷、装帧及版面设计10、数字制图产品的质量控制第三十一页，共85页。包括数据、技术、人力、财力、物力、进度等方面的管理方法和计划。包括数据成果和文档成果。11、数字制图工程的组织管理12、上交成果第三十二页，共85页。

包括投影计算表，要素分层表，要素属性表，符号、注记样式及分类代码表，资料配置略图，图面配置略图，制图综合指标图，典型地区样图，成本预算表，各种统计图表、计划表等。13、附录第三十三页，共85页。第二节地图的图面设计一、地图的分幅设计（确定地图的幅面大小、形式）1、国家统一分幅地图的分幅设计经纬线分幅国家基本比例尺系列地图

矩形分幅我国大于1:5000比例尺地形图（按投影坐标系统的直角坐标网划分图廓）几个概念：合幅、破图廓、补充图幅、重叠边带第三十四页，共85页。几个概念：合幅、破图廓、补充图幅、重叠边带

经纬线分幅有可能会破坏重要地物（如一个城镇、岛屿）的完整性。如经纬线只“切割”了一小部分地物，可采用破图廓的方法保持重要地物的完整性。破图廓或设计补充图幅第三十五页，共85页。

如果被经纬线“切割”的地物范围较大，破图廓也不能保证重要地物的完整性，就要考虑为重要地物设计补充图幅，即为重要地物单独编一幅地图，如图所示。第三十六页，共85页。

为了克服经纬线分幅地图接图不方便的问题，往往采用一种带有重叠边带的经纬线分幅方案，即把图廓的一边或数边的地图内容向外扩充至纸边，为方便接边形成一定的重叠带。（3）设置重叠边带第三十七页，共85页。2、内分幅地图的分幅设计（1）内分幅地图的概念（2）分幅原则：

A、充分考虑纸张规格和印刷条件，降低成本；

787mm×1092mm全开、对开、四开……

880mm×1230mm全开、对开、四开……几个概念：毛边尺寸、光边尺寸、有效尺寸、咬口、丁字线第三十八页，共85页。标准纸张：787mm×1092mm（毛边尺寸）756mm×1072mm（有效尺寸）咬口尺寸第三十九页，共85页。B、主区居中、对称，同时注意主区与周边地区的联系；第四十页，共85页。C、注意各图幅印刷面积的均衡；D、注意主区内重要地物的完整性；E、注意图面配置的要求；F、应考虑图幅与局部地区的完整性关系；G、注意分幅数量应尽量少（降低成本）。第四十一页，共85页。二、地图的图面配置1、图面配置主图位置及图廓、图名、图例、附图、文字说明、图表、图片

等的位置和形式设计。图面配置因素：地图用途和地图内容；地图使用条件；经济效益（标准纸张规格）；艺术效果。第四十二页，共85页。图面配置最好按成品图等大制作。图面配置样图最终成为地图设计书的一部分。第四十三页，共85页。2、图例的设计与配置

做为读者读图的依据，图例是地图内容的重要组成部分。原则上图例应包含地图上的全部内容。图例的设计应体现出各要素的意义及分类、分级，内容的排列顺序则体现出各内容的重要性和逻辑性。第四十四页，共85页。思考：普通地理图图例的内容、排列顺序？居民地水系交通土质植被地貌境界第四十五页，共85页。第四十六页，共85页。图例的设计原则：内容的完备性；内容、形式(形状、尺寸、颜色)的一致性；说明的简洁、明确性；内容编排的逻辑性（重要性、内在联系）；艺术性（形式、尺寸、排列）。第四十七页，共85页。研究制图区域的总体目标在于充分认识制图区域内制图现象的区域特征，这是确保地图质量的重要前提之一。研究制图区域有以下几个具体目的：

1、鉴定资料的质量

2、正确选定地图内容并进行要素的分类分级

3、有助于设计地图的表示方法和符号系统一、研究制图区域的目的第三节制图区域和制图资料第四十八页，共85页。4、指导选取指标的确定5、正确使用制图综合的原则和方法6、正确使用地名7、制作各种略图第四十九页，共85页。研究制图区域的方法分为室内研究和实地调查两大类。二、研究制图区域的方法1、室内研究室内研究是进行区域研究的基本方法，主要是根据地图资料、像片资料和文字资料，在室内对它们进行比较、量测和分析，以查明制图区域的类型特征和典型特点。具体操作时，需要分要素进行详细的分析和比较，要获得精确的数据还需要进行一些量算工作和略图的绘制。第五十页，共85页。2、实地调查随着遥感技术应用的普及性以及遥感信息获取的优越性，普通地图编制越来越多地将遥感数据作为普通地图制作和更新的资料。利用遥感数据作资料常常需要进行野外实地调查，以获得地理事物的感性认识，这对室内研究方法是一个很好的补充。通过野外实地调查，可以获得遥感数据的标准样品，补充地图资料的现势性，纠正现有资料中存在的问题。第五十一页，共85页。研究制图区域所用的资料通常包括：地图资料、像片资料、文字资料等。三、研究制图区域所用的资料1、地图资料：较小比例尺地图、大比例尺地形图、专题地图、全国性的各种指标图等。第五十二页，共85页。2、像片资料对普通地图编制有实际意义的像片资料包括航空像片和卫星像片。编制普通地图可以利用航空影像和卫星影像对有变化的地理要素进行更新或增加新的内容。如和人类生活、经济建设密切相关的城市、道路、水利设施等内容发生变化的可能性很大，可以充分利用影像资料的优势对这些内容进行更新和补充。第五十三页，共85页。3、文字资料对普通地图而言，编图时有用的文字资料包括制图区域的地理文献、地名资料、统计部门的统计资料以及有关的专著等。第五十四页，共85页。对普通地图编制而言，制图区域地理研究的内容重点包括以下七种基本要素的类型、分布、质量特征、数量特征，不同要素之间的联系和相互制约关系。四、制图区域地理研究的内容1、陆地水系陆地水系主要研究河流、沟渠、湖泊、水库等内容的类型、分布特征、密度对比、形状特征等。2、海洋要素海洋要素主要研究海岸、岛礁、海底地貌等内容的类型、分布特征、密度对比、形状特征等。第五十五页，共85页。3、居民地居民地主要研究居民地的分类和分级，居民地的密度，居民地的名称注记，居民地与河流、道路、地貌的关系。4、道路道路主要研究道路网的密度，道路的分类、分级，道路的形状特征，道路功能以及道路的结构特征等。5、境界境界主要研究境界的种类，国界的画法，有争议的地段和我国政府的立场，国内境界的等级，有无争议地段等。第五十六页，共85页。6、陆地地貌陆地地貌主要研究地貌类型、地貌结构、形态特征、高程分布、切割密度、山名等内容。7、植被植被主要研究各种植被的类型、轮廓、分布特征以及它们同水系、地貌要素的关系等。8、独立地物编制大中比例尺普通地图，主要研究独立地物的种类、功能和重要性。第五十七页，共85页。（一）制图资料的分类根据资料的功能可分为：基本资料、补充资料和参考资料。（1）基本资料：新编地图的主要内容来源即称为地图编制的基本资料。对普通地图而言，新编地图的基本资料是比新编地图的比例尺稍大的同类地图。如要新编1：10万地形图，可以采用1：5万比例尺的地形图作为基本资料。五、制图资料分析和评价的标准第五十八页，共85页。（2）补充资料：可以用来补充基本资料的不足部分，这部分资料称为补充资料。它可以是地图资料，也可以是影像资料、文字资料。（3）参考资料：参考资料是指在编制的地图上并没有直接引用，只是在研究制图区域、确定制图综合指标和表示方法时作为参考的那些资料。第五十九页，共85页。

制图资料分析和评价的目的在于：明确制图资料在编图中的可用程度和使用方法。

由于基本资料的质量在很大程度上决定着新编地图的质量，因此有必要对基本资料进行以下几个方面的分析和评价，补充资料和参考资料的评价参照执行。（二）制图资料分析和评价的目的第六十页，共85页。地图内容的表达会体现作者的政治立场和观点，特别是绘有国界的地图。在资料分析时应给予足够的重视，以免出现政治性的错误。涉及地图政治性的内容主要有以下三大方面：（1）国界和其他境界线的画法；（2）地名的使用；（3）涉及国家主权的其他要素；1、地图的政治性（三）制图资料分析与评价的标准第六十一页，共85页。地图内容的完备性主要从内容的分类、分级和载负量的角度，看其是否能达到新编图的要求，通常从以下几个方面进行分析：（1）地图内容的分类、分级是否和新编图相适应；（2）各要素的数量是否满足新编图的要求；（3）图形概括程度是否能满足新编图的详细性；2、地图内容的完备性第六十二页，共85页。地理内容与客观实际的相应性指的是地图上所表达的地理内容在多大程度上真实地反映了客观实际，在多大程度上正确表达了制图对象的类型特征和典型特点。为此应当分析以下三个方面内容：

（1）分级是否和实地相符；（2）各要素的图形能否反映地区的类型特征和典型特点；（3）各地区之间的密度对比是否正确；3、地图内容与客观实际的相应性第六十三页，共85页。现势性指的是地图上各要素同实地现实情况的一致程度。研究现势性要注意以下几点：（1）地图的成图时间；（2）编图时是否经过现势性修正；（3）实地要素变化的情况。4、地图内容的现势性第六十四页，共85页。地图的精确性可以从以下几个方面进行分析：（1）地图的数学基础是否具有严密的数学基础要素，如地图投影、比例尺、坐标网、平面坐标系和高程系、图廓等。5、地图的精确性第六十五页，共85页。（2）地图内容的位置精度地图内容的位置精度指的是各要素的符号位置相对于坐标网的中误差。通常在评价位置精度时，只选用其中的某些特征点来衡量，如道路、河流的交叉点，独立地物点等。以大比例尺的实测地形图作为比较的依据。量测两种地图上相应点至坐标网交点的距离并乘以各自的比例尺分母后进行比较，其差值就是这些点同坐标网交点的相对误差。作为资料的地图，若其图上点位相对误差为±0.5mm左右，可以认为其精度符合要求。第六十六页，共85页。复制的可能性指的是资料通过数字化或扫描的方式输入计算机的可能性。若需要经过加工才能输入计算机，则会增加制图工艺的难度。6、复制的可能性第六十七页，共85页。制图工艺的制定是成图质量、优化地图制作的技术保证。地图类型、编图资料、内容的复杂程度、制图人员的作业水平以及制图设备条件等各方面的不同，都会影响到地图制图工艺的制定。主要作业过程如下：地图设计；数据录入；分层数字化、图形编辑、要素关系处理；组版、图面整饰；印前处理与输出。第四节普通地图制图工艺流程第六十八页，共85页。1、纸质地图扫描数字化纸质地图目前仍是基于彩色地图桌面出版系统生产地图的主要数据来源。纸质原图在普通扫描仪下扫描后，生成图像栅格文件，在图形软件下进行屏幕矢量化、图形编辑、符号生成、色彩设计、图表生成等，生成矢量图形文件。一、数据来源与数据采集第六十九页，共85页。2、接收GIS数据库中的数据通常可接收到GIS数据库中的数据分为图形数据、影像数据和统计数据。3、接收GPS数据

GPS接收机接收的卫星数据中，其点位坐标数据经处理后可直接用于制图。通常将GPS数据纳入AutoCAD下，生成修饰简单的图形数据，再导入出版系统中进行图形编辑和地图整饰。第七十页，共85页。出版系统中图形要素的分层基于地物要素的分类、出版分色、平面组版的要求，地图图形在出版系统中是分层存储的，通常将具有某些共同特征的地物图形放置在同一个图层中。

图层的划分依据以下原则：二、数据编辑与处理第七十一页，共85页。（1）地图要素类的划分在地图上，同类要素的表示方法、符号、用色都相同或类似，不同类的要素分别放在不同的图层中，即不同形态、颜色的符号分图层存储，这与集成化处理和出版要求相一致。同时，按要素类别分层体现了地图上要素的层次结构。从遮盖关系上考虑，分层从下到上依次为面积色层、线状符号层、点状符号层、注记层等。第七十二页，共85页。（2）地图要素级别的划分在地图上往往需要表示同一类要素的不同级别，而不同级别的要素使用不同的符号或颜色，因此，需要把同类不同级别的要素分别放置于不同的图层，以方便管理和修改。如河流用蓝色表示，河流又分为单线河和双线河，为了方便管理，单线河和双线河应放在不同的图层中。第七十三页，共85页。（3）要素之间的逻辑关系在地图上，需要正确处理要素之间的关系。要素之间的逻辑关系常常是通过图形之间的压盖关系来体现的。如桥梁与河流的关系应保持桥梁在上、河流在下的层次关系；又如不同等级的道路在同一平面相交时，应按照高等级道路压盖低等级道路的原则进行道路符号的层次安排。第七十四页，共85页。（4）要素之间的依存性当两类要素图形相互依存，一方的变化会引起另一方的改变，放在同一图