新地图概括.pptx

第四章 地图概括制图综合制图综合Generalization概括（地图概括）概括（地图概括）第一节 地图概括概述一、地图概括的概念和任务一、地图概括的概念和任务不同用途的地图上，表示地图是要经过选择的；不同用途的地图上，表示地图是要经过选择的；从航空相片到地图的表示地物要有主次之分；从航空相片到地图的表示地物要有主次之分；形形状状和和数数量量势势必必化化简简，才才能能在在有有限限的的图图纸纸上上清清晰表示。晰表示。一、地图概括的概念和任务一、地图概括的概念和任务对对于于空空间间信信息息以以概概括括、抽抽象象的的形形式式反反映映其其基基本本特特点点和和典典型型特征，舍去次要的、非本质的事象，此过程叫特征，舍去次要的、非本质的事象，此过程叫制图综合制图综合。概概括括，就就是是采采取取简简单单扼扼要要的的手手段段，把把空空间间信信息息中中主主要要的的、本质的数据提取后联系在一起，形成新的概念。本质的数据提取后联系在一起，形成新的概念。地地图图在在不不同同用用途途和和比比例例尺尺变变换换过过程程中中势势必必删删繁繁就就简简、舍舍末末逐逐本本，以以求求客客观观反反映映地地理理实实体体，达达到到地地图图内内容容详详细细性性与与清清晰性的对立统一，几何精确性与地理适应性的对立统一晰性的对立统一，几何精确性与地理适应性的对立统一。一、地图概括的概念和任务一、地图概括的概念和任务一、地图概括的概念和任务一、地图概括的概念和任务地地图图概概括括的的任任务务，就就是是要要研研究究从从原原始始图图稿稿或或数数据据到到编编制制成成各各种种新新地地图图时时所所采采用用的的概概括括原原则则和和方方法法，以以实实现现原原始始图图稿稿到新编地图内容的转换。到新编地图内容的转换。分类和选取是进行地图概括时主要的手段。分类和选取是进行地图概括时主要的手段。传统方法：主观性传统方法：主观性专家经验专家经验现代方法：定量化现代方法：定量化机械、不灵活机械、不灵活专家系统专家系统二、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地图区域特征数据质量图解限制。1.地图的用途和主题 编制地图的目的与任务不同，需要在图面上反映在空间数据的广度和深度也不同，因此地图的用途是地图概括的主导因素。行政地图与教学挂图（内容和表示方法）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。同一地理要素的选取也受地图主题的影响。水资源图与交通图（水系和居民点的选取）地势图、行政土、经济地图（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的实地面积对应1：5万、1：25万、1：150万地图上的图面面积 地图比例尺的变更，也制约着图上地物的质量特征。大比例尺地图上和小比例尺地图上的河流特征表达3.3.制图区域的地理特征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。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。和泉水出露的地点。4.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。制图时若资料收集完备和准确，则有利于地图概括方法的选择。空间数据的形式也会对地图概括的过程和方法产生影响，手工制图时，数字数据必须改变或创作成草图以后才能参与编图。而计算机制图时，地图数据需要数字化以后才能进行屏幕编辑。5.图解限制 地图的内容受符号的形状、尺寸、颜色和结构的直接影响，并制约着概括程度和概括方法。符号的最小尺寸也决定了地物的选取三、三、实施地图概括的四个步骤地图概括的步骤，可以归纳为：分类、简化、夸张、符号化四个步骤。1.分类 可定义为空间数据的排序、分级或分群。根据地理信息的不同，在集合成类的过程中，既有归并，也有拆分。一般地说地图内容的分类是依照地物的属性划分的，这种划分由需要及图解限度而定。定性特征的概括，例如土壤的分类。分类的另一种方式是分级，即空间信息进行统计时，数据划分为数学定义的级别。例如地貌的划分。平原：0-100m；丘陵：100-500m；低山：500-1000m 山地：100-3000m；高山：3000m以上2.简化 可定义为显示空间数据的重要特征，删弃部重要的细部。根据比例尺和目的的不同，包括地理信息的取舍和图形化简两方面。制图规范提出了一个因比例尺变化而设定的取舍标准，称为比例尺概括。比例尺变更时，图形的形状也要删繁就简。选取符号制图目的某些内容，舍去与目的无关的某些内容或某项中的部分内容；选取反映地图区域特征的某些内容，舍去不反映区域特征的某些内容，或某项中过多的内容，有利于地图使用和区域特征的显示，这种选取属于目的概括。当比例尺缩小以后，不是保存零碎地物而是强调它的地理适应性。简化过程也对图形内部结构进行化简，不化简就会影响地图的易读性。3.夸张 可定义为提高或强调符号的重要特征。它与编图的目的和用途密切相关，并充分体现在地图设计过程中。地图从设计图例开始便采用了夸张的方法。（1：100万地图上30米公路的宽度表示）在地图设计中，图形的夸张还应符合审美和寓意的需要。（黄河中游托克托至孟津段是峡谷但河流仍按由细渐粗的方式表达）4.符号化就是将空间数据通过分类、简化、夸张等方法所获得的记号，根据其基本特征、相对重要性和相关位置指定成各种图形。制作符号就是使空间数据成为可见的图形。因此，符号化的过程也就是视觉化的过程。第二节 地图概括的基本方法一、一、分类1.层次归类 地图上的归类可分为两种情况，对于普通普通地图地图，制图部门独立的制定图例、图式，使普通地图要素按不同的比例尺纳入规范要求；对于专题地图专题地图，遵从该专题的学科分类。2.数量分级 分级越多，地图概括的程度越小。3.等级合并 经过层次归类的空间数据，有明确的先后层次顺序，随着比例尺的缩小，按数据的质量和数量特征来合并等级，减小级数扩大级差。分类的等级合并方法是在它适中的位置上（如重心、质心等）选择一个新点代替这个分群。4.降维转换：点状符号是一种0维的数据，线状符号1维和面状符号是二维的数据，比例尺缩小或同级比例尺的制图目的不同时，运用符号表示数据的图形产生维量的变化，称图形图形等级转换等级转换，它对地图的载负量影响很大。5分区选取 是一种不等精度的选取方法，由于地理位置的差异，在同一图幅范围内进行定额选取是要采用不同的分类标准。（开方根规律的x系数选择不同的标准）集镇式的居民点集镇式的居民点散列式的居民点散列式的居民点二、二、简化：删除和图形化简。注意区分分类的本质和简化的本质1.删除的最小尺寸 编图时决定空间数据取与舍的数量标准，是地物在图上的最小尺寸。删除的最小尺寸是按照成图比例尺的缩小原图进行量度的。有时空间数据是否删除是有条件的，在删除过程中最小尺寸界限要灵活处理。2.删除的指标定额 定额指标是按成图上单位面积的选取个数确定的。定额指标产生于地图规范或根据开方根规律的计算。例如：1：50万地形图规定稠密地区居民点的选取定额为130160个/100cm2；稀疏地区居民点的选取定额为70100个/100cm2，这种点的删除同样适用于湖泊群或岛屿群。3.删除的资格排队：按空间数据的等级高低进行选取。划分数据的等级高低有时是一个复杂的问题，例如在选择水系时，自然形成了主流、支流、二级支流、三级支流等，如果不考虑河流的长度，根据比例尺缩小情况，会从三级支流开始删除，进而删除二级支流，如果二级支流不能全删，则会保留长一点的二级支流等；居民点的选取一般均采取资格排队的方式，例如，某区域地图需要选取50个居民点，根据重要性首先将省会、县政府所在地、主要城镇入选，共占38个，余下的12个还要根据重要性进一步选取，一般的规则：位居水陆交通要道；经济上做出突出贡献（华龙镇）；历史革命文化胜地（周口店、韶山、延安、西柏坡、十三陵）；地理上的要冲（石家庄、张家口）；照顾地理分布。4.形状的简化基本要求是：（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。保证形状具有相似性的简化方法：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,did 或或 Wi=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。5.内部结构的简化：空间数据构成了平面图形，在简化过程中应保持一定的格局。例如在城市平面图形中，要考虑城市的功能分区、城市街区的方向、街道的密度对比、对外的交通联系等进行平面图形的概括。三、三、夸张 夸张并不是没有章法的夸大，没有夸张就不成为地图符号。地图概括时夸张的方法包括：1.局部夸大 一些有许多微小弯曲的河流，如果按比例尺机械的化简，这些弯曲将被全部删除，多弯曲河流将变成笔直的河段，反而歪曲了河流的特征，因此，必须对一些弯曲进行局部夸大，其他地理要素概括时也会出现类似的情况。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）3.合并 合并同类地物的碎部，以反映地物的主要结构特征。合并与删除是相辅相成的。4.分割 这种方法主要存在于不太重要的面状图形的拆分。例如林间的防火道和鱼塘的堤埂，采取将面积图形适当示意性分割的方式有利于地物特征的表达。第三节 地图概括的数量分析方法一、一、地图概括的数量分析方法随着科学技术的进步，地图概括的数量分析应用了现代数学的方法，从而进一步的揭示了地图概括的规律，提供了分类的数量指标，指导了制图作业。数量分析的结果，要求所确定的模式能达到：（1）反映制图空间数据的类型及其区域差异；（2）反映空间数据与比例尺逐级变换后的数据密度相适应；（3）反映空间数据的精度。几种数量分析方法：图解计算法、等比数列法、区域指标法、回归分析法和开方根规律。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q和居民点注记的面积p。s=n*(q+p)n每平方厘米的居民点个数；s无量纲。q=r2;p=3.5d2(汉字地名平均由3个字组成，字间隔占0.5个字宽)衡量一个地区居民点面积载负量，100mm2内居民点所占面积的总和表示：r2.等比数列法 这是苏联学者鲍罗金提出的用等比数列确定地图要素选取的方法。3.区域指标法 小比例尺地图概括的过程，一般包含两方面的工作：一是搜集与编辑空间数据，主要是原始地图的镶嵌和按成图比例尺缩小。二是搜集制图区域内的地理资料进行研究，配合大比例尺遥感图像的判读和量测，确定应该描绘的要素是什么类型、什么特征和数量指标，将其编列成图表和说明，就成区域指标图。在指标图的规定下，对原图进行简化和夸张作业。4.回归分析法 地图概括可以采用相关分析与回归分析方法建立地理数量的选取指标。图上居民点的选取程度，同时地居民点密度之间存在着相关关系。5.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，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5.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，则有）符号尺寸符合开方根规律，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：）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：线状地物：（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：）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）原地图线状地物符号尺寸宽为SA新地图尺寸宽为新地图尺寸宽为SB：（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：）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：面状地物：面状地物：2）原地图面状地物符号尺寸宽为）原地图面状地物符号尺寸宽为fA新地图尺寸宽为新地图尺寸宽为fB：（2）一般：）一般：地物的重要性改正系数也有三种情况：地物的重要性改正系数也有三种情况：（1）很重要：）很重要：（3）次要：）次要：简化表达的综合公式特点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；系统；属线性方程，地图比例尺固定时，地物选取比例一致；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；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。的变化确定不是很严格，因此也协调了上一点的缺憾。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，充分利用地图数据库和地理信息系统，以解决概括的各种问题。隔距取点法：较早的机助制图作业，是对空间数据的点和面的处理，利用点的删除构成新的图形。三、地图概括的现代发展 特征点筛选法：特征点筛选法：1973年Douglas-Peucker简化线状数据点的连接，被认为是一种很好地概括方法。这种方法是从整体出发考察一条线段。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，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B点考察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ACDB连接组成。国外市场上已出售自动、半自动地图概括系统，一些地理信息系统可提供有限概括功能，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概括的算法和软件将成为地图编制中的主要工具。回 顾1.地图概括的概念和意义2.影响地图概括的因素3.实施地图概括的步骤4.地图概括的基本方法