地图学第6章.ppt

1、第六章地图分析与研究,第一节 地图分析概述一、地图分析的概念及作用,1. 地图分析的概念 地图分析是指通过分析解译地图模型，获取空间信息，采用科学方法探索、阐明地理环境中自然、人文要素的分布，数量、质量特征，相互联系及时空变化规律。用图者通过地图分析，不仅可以获得用地图语言塑造的客观世界，而且可以获得未被制图者认识，在地图模型中没有直接表示的隐含信息，即可超过制图者主观传输的信息。,地图应用包括地图阅读、地图分析和地图解译三个部分。 地图阅读就是通过符号识别，获取地图各要素的定名、定性、等级、数量、位置等信息，通过人的思维活动形成对地理环境的初步认识。 地图分析是地图阅读的深化和继续。 地图解

2、译是指用图者在阅读分析地图的基础上，应用多学科知识，对所获取的地图信息作出理解、判断和科学推测，是地图分析的深化。,2. 地图分析的作用 （1）获得各要素的分布规律 通过地图分析可以认识和揭示各种地理信息的分布位置（范围）、分布密度和分布规律。从符号形状、尺寸、颜色（或晕线、内部结构）的变化着手分析各要素的分布位置、范围、形状特征、面积大小及数量质量特征， 进而阐明分布规律，并解释形成规律的原因。,（2）利用地图分析揭示各要素的相互联系 如通过普通地图分析可以直接获得居民地与地形、水系、交通网的联系与制约关系；获得土地利用状况与地形、与各类资源的分布及数量、质量特征，与交通能源等各项基础设施水

3、平的关系等。普通地图与相关专题地图的深入分析，更能揭示地理环境各组成要素相互依存、相互作用和相互制约的关系。,（3）研究各要素的动态变化 在用范围法、点值法、动态符号法、定点符号法、线状符号法表示的地图上，通过符号色彩、形状结构的变化，即可获得某一要素的时空变化。 利用不同时期出版的同地区、同类型的地图比较分析，可以认识相同要素在分布位置、范围、形状、数量、质量上的变化。 如比较不同时期的地形图，则可了解居民地的发展和变化；了解道路的改建、扩建和新建，了解河流的改道、三角洲的伸长、湖泊的变迁、水库及渠道的新建，认识地貌形态的变化，,（4）利用地图分析进行综合评价 综合评价就是采用定量、定性方法

4、，根据特定目的对与评价目标有关的各种因素进行分析，并根据分析结果评价出优劣等级。如评价大田农业生产的自然条件，可选择对农作物生长起主导影响的热量、水分、土壤、地貌等因素，分析其区域差异，评价出不同等级。,（5）进行区划和规划 区划是根据某现象内部的一致性和外部的差异性所进行的空间地域的划分。规划是根据人们的需要对未来的发展提出设想和战略性部署。 地图分析既是区划和规划的基础，又是区划和规划成果的体现。各类地图资料、图像资料、文字、数字资料的综合分析研究是确定分区指标、建立区划等级系统、绘制分区指标图的基础。 在对各类资源进行综合评价、潜力分析及需求预测的基础上，根据经济发展需要制定分区指标，划

5、定功能分区，规划生产、建设布局，在地图上确定各类分区界线，编制总体规划及分项规划图。,第二节 地图分析的技术方法 地图分析的主要技术方法有目视分析法、量算分析法、图解分析法、数理统计分析法和数学模型分析法。 一、目视分析法 目视分析法是用图者通过视觉感受和思维活动来认识地图上表示的地理环境信息。这种方法简单易行，是用图者常用的基本分析方法。,目视分析可采用两种方法， 一是单项分析，即单要素分析，它将地图内容分解成若干要素或指标逐一研究。分析普通地图，可首先分成水系、地貌、土质植被、居民地、交通线、境界线、独立地物等7大要素阅读分析，进而将各大要素再分类、分指标阅读分析。 二是综合分析，即应用地

6、图学及相关专业知识，将图上的若干要素或指标联系起来进行系统的分析，以全面认识区域的地理特征。两种方法相辅相成，应在单项分析的基础上进行综合分析，又在综合分析的指导下进行单项分析，目视分析就是通常的地图阅读分析。,二、量算分析法,二、量算分析法 1. 地图量算概述 地图量算就是在地图上直接或间接量算制图要素从而获得其数量特征的方法。基本数据包括坐标、高程、长度、方向、面积、体积、坡度、气温、降水、气压、风力、产量、产值等。 大比例尺地形图内容详细、几何精度高，可满足各种基本数据量算要求,普通地理图概括程度高，几何精度和内容的详细程度相对降低，故只能作近似量算，专题地图因其主题十分突出，主要用于研

7、究区域专题要素的量算，其量算数据常作为普通地图量算成果的补充。,地图量算的精度受多种因素的影响。主要影响因素有地图的几何精度、地图概括、地图投影，地图比例尺、图纸变形、量测方法、量测仪器及量测技术水平等。前五种为地图系统误差，后三种为量算技术系统误差。,地图概括误差直接影响地图量算精度。 首先，地图取舍的最小尺寸影响地图上显示的各类地理事物的精度。如规定某地理要素的图上最小图斑面积标准为1mm2，在1:1万地形图上显示该要素的精度为100；如果规定河流的取舍指标为1，则1:1万的地形图上显示河流的精度为100m。 其次，地图概括对地理事物轮廓形状的简化，改变了面状地物轮廓线的长度、形状和面积。

8、,地图投影误差：一是地球自然表面描绘在地球椭球体表面的误差，二是地球椭球体面投影到地图平面上的投影误差。这两种误差都可以根据不同投影的变形公式计算出来，因此量算时可作系统改正。当投影变形值小于制图误差时，可不予改正。我国比例尺大于：100万的地形图采用高斯克吕格投影，其长度、面积变形均小于制图误差，量算时一般不进行投影误差改正。,2、坐标量算 (1)直角坐标量算 大比例尺地形图根据方里网及其注记可以在图上量算点的直角坐标。如图，要确定A点的直角坐标，,首先确定A点所在方格，读出该方格西南角点的坐标值； 然后过A点分别作平行于纵方里线和横方里线的垂线，分别与方格两边交于B、C，用两脚规量取AB和

9、AC的长度， 放置于地图直线比例尺上读距，或用图上距离乘地图比例尺分母计算，得该点与方格西南角点的坐标增量 (x=0.690km， y=0.270km) 。 最后利用下式可求得A点坐标： 图中X为2785.690km ， Y为249.270km。,在地图上，可利用图内经纬网（或其折点）来量算某点的地理坐标。如图求台北市在1：100万地形图上的地理位置，可先找出该地所在经纬网格西南角地理坐标 ， 再用两脚规量取台北市圈形符号中心至下方纬线的垂直距离，保持此张度移两脚规到西（或东）图廓（或邻近经线的纬度分划）上去比量，即得 则 以同样方法，从南（或北）图廓（或邻近纬线）上量出台北的 则,(2)地理

10、坐标量算,由于纬度不同，图上不同纬线和南北图廓的长度也不一样，故在量算点的 时，应在邻近该点的纬线和南、北图廓上去比量。 在采用正轴等角圆锥投影的1：100万地形图的经纬网格中虽然只有经线为直线，而纬线为同心圆弧，但因其曲率很小，故在测定地理坐标时，就将弯曲的纬线作为直线进行量测。,3. 方位角量算 地形图上某线段的方位角，可由线段端点的直角坐标算出，也可依三北方向图量出。,如图欲求地形图上线段AB的方位角，可由线段端点的直角坐标，按以下步骤量算：,首先，应用本节直角坐标量算的方法求出线段两端点A、B的直角坐标值 然后，根据线段两端点的坐标计算其方位角和边长，反算坐标方位角 的公式为：,将A、

11、B的坐标代入得： 即AB的坐标方位角,若需求出线段的真方位角和磁方位角，可依偏角（在1：2.5万1：10万图上由三北方向图上查取），按下式进行方位角换算。 在地形图上，欲求线段的真方位角，亦可用量角器量取得到。如上例，首先过A点作东(或西)内图廓线（经线）的平行线，用量角器以此线起始边，顺时针量至到AB的夹角，即为AB的真方位角。若求磁方位角，则过A点作PP（磁北、磁南）连线的平行线;若求坐标方位角，则过A点作坐标纵线的平行线，其余步骤与求真方位角相同。,4、高程判定,5. 长度量算 直线量算 首先用分规量取图上长度，然后依比例尺换算成实地长度，或在直线比例尺上直接量取实地长度。也可先量算出端

12、点坐标 曲线量算 曲线计法 曲线计由测轮、刻度盘、指针等构成用曲线计量测曲线长度时，首先拨动指针使它的起始读数为零;然后将曲线计的测轮对准曲线的起点，并保持曲线计与图面垂直，沿曲线滚动，到达所量测曲线的终点；从刻度盘上读数，或从显示屏上直接读数，即为曲线的实地距离。,方格法 用毫米为单位的透明方格纸或透明方格片，蒙在所要量测的图形上，读出图形内完整的方格数;然后用目估法将不完整的方格凑成完整的方格数；二者相加即为总方格数。最后按下式计算图形面积: 式中，a为方格边长，M为比例尺分母，N为总方格数。,6. 面积量算,7. 坡度量算 在地形图上可以读出任意两点的高差，也可量测任意两点的水平距离。根

13、据高差与水平距离可以求出这两点的坡度： 式中，i为坡度，h为高差，D为水平距离， 为坡度角。 坡度和作物生长、水土流失、道路选线、行军和运输路线的选择都有密切关系。在大比例尺地形图的南图廓下面绘有坡度尺，可用它直接量取坡度。,图919用坡度尺量坡度,三、图解分析法,依据地图绘制图形、图像或新的派生地图，更直观地揭示研究对象数量、质量特征的时空变化规律，显示研究对象与其他事物之间相互联系、相互制约关系的地图分析法称为图解分析法。常用的分析图表有剖面图、玫瑰图、块状图、三角形图表、相对位置图表和各种统计图表。如根据等高线图绘制坡度图、切割密度、切割深度图等。,1. 用剖面图增强地图信息 剖面图能直

14、观地显示研究对象的垂直和水平变化规律。根据地图可绘制各种各样的剖面图。其中，最基本的是地形剖面图， 用地形剖面图，可以更直观地分析在某个方向上的地势起伏特征和坡度变化规律。剖面线可选择经线、纬线或任一方向线。,图920地形剖面图的绘制,图921 沿北纬40的中国地形剖面图,2. 用相对位置图增强地图信息 相对位置图又称畸变图或拓朴地图。它用规则的几何图形构成相对位置关系图，几何图形的面积表示各区某一数量指标的大小，几何图形中的颜色或晕线结构表示另一数量的级别差异（同分区、分级统计图法）。,四、数理统计分析 利用数理统计方法，对地图上的要素和现象进行数量特征的分析，主要是研究他们在空间分布或一定

15、时间范围内的变异，以便更深入地揭示要素或现象之间的相互联系和相互制约关系，并找出内在的规律性。 数理统计分析与上述的各种分析方法比较，它能更确切地描述制图对象的数量特征。特别是近数十年来，由于电子计算机技术的发展，在地学领域引进了许多计算量大的、行之有效的数据资料处理方法，用计算机进行数据处理，取得了显著的效果。,五、地图数学模型分析 运用数学模型来分析地图，称为地图数学模型分析法。根据从地图上采集的各种原始数据，建立起反映各种要素或现象、过程的空间数学模型。 目前，已经发展起来许多地图数学模型，其中有描述某一制图现象与另一种或多种制图现象之间因果关系的回归模型；有说明许多制图现象中存在的主要

16、的和独立要素及其组合的主因子（主成分）模型；有反映制图对象疏密关系程度和分类分级的聚类模型；有阐明并揭示制图现象空间分布规律的趋势面数学模型等。,第三节 地图分析应用,利用地图可分析地理要素的空间分布特征，时间序列变化，能够进行地理要素的相关分析、趋势分析、成因分析、评价分析和聚类分析。 一、地理要素的空间分布特征分析 地图上的点、线、面符号显示了地理要素的空间分布特征。地图分析的首要任务是在认识各类地图符号图形特点的基础上，揭示地理要素的空间分布特征。,二、地理要素的时序变化分析 时序变化分析是指同一地理区域同一要素在不同时间的比较分析。通过时序比较分析，可以了解某一地理现象的发生、发展过程，推断相关要素的变化，预测其发展趋势。应用时序变化分析，既可分析缓慢变化的地理现象，如湖岸、海岸的变迁；也可分析快速变化的地理现象，如天气状况的快速变化；还可析瞬间偶然变化，如洪水、地震、火灾等的成灾面积、灾害程度等。,影象地图是进行地理要素动态变化分析的最佳图种。遥感技术的发展为获取不同时相、不同波段的影象地图提供了可能。通过不同时序的遥感图像分析，可以获得各种现象的动态信息，从而监测其发生、发展过程，为预测预报、发展经济奠定基础。图9-28是遥感图像显示的南极海冰的季节变化。,三、地