第 6 章地图表示法DOC.docx
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第6章地图表示法DOC
第6章地图表示法
地图是以符号的组合表达制图对象在特定区域内的空间分布特征，形成与对象世界对应的同构关系，从而构成客观世界的形象——符号模型。
依特定规则形成的地图符号组合配置方案即为地图表示法——地图符号模型。
已有的地图表示法——地图符号模型体系
按符号几何形态（图形结构）分类：
英霍夫（E.Imhof）根据空间数据图形结构组成12种符号模型
萨里谢夫根据制图符号几何形态组成10种符号模型
1.个体符号法
2.线状符号法
3.等值线法
4.质底法
5.定位图表法
6.点描（值）法
7.范围法
8.分区统计图法
9.分级统计图法
10.运动符号法
按制图对象时空维度：
点、线、面、体符号模型
A.H.罗宾逊等提出的地图符号模型
第1节呈点状分布地理数据的表示
一、点状分布的要素
•1．是指占地面积较小，不能按照比例尺表示，又要定位的事物。
•2．地面上真正的点状事物很少，一般都占有一定的面积，又是大小不同；点状和面状要素没有严格界限。
（一）总称——定点符号法
（二）点状地理现象质量差异的表示法
（三）点状地理现象数量差异的表示法
（四）点状地理现象结构差异的表示法
（五）点状地理现象发展变化的表示法
二、定点符号法
•通常以点状符号的形状和颜色表示点状事物的质量特征，以符号的尺寸表示数量特征，将点状符号定位于事物所在的相应位置上的方法——定点符号法。
三、点状符号的表示意义
•
（一）符号的形状和颜色显示质量特征
•1．形状
•几何符号—简洁规范、定位明确、视觉均衡、绘制方便。
•文字、象形符号—形象直观、解读高效。
但绘制复杂、图面覆盖不均衡、定位不易明确；组合符号通过叠加变量，视觉上形成不同类别间的内在联系。
图6-4
•2．颜色——色相在地图感受中的作用十分显著。
（差异显著、象征意义和习惯联想）
•
（二）符号的尺寸表示数量特征
•（三）符号的结构（网纹和方向）显示事物的内部组成
•结构符号：
不如符号形状差异显著，常用于表示次级差异。
•（四）符号的扩展显示动态变化
•增量符号
一幅完整的地图是依据一定的符号组织规则，在各个层面上以符号的组合反映制图对象在特定区域内的空间分布特征，形成与对象世界对应的同构关系，从而构成客观世界的形象——符号模型。
可以用点状符号表示的地理数据
通过点状符号准确的图面定位和视觉变量组合，表达出其定性特征的空间分布差异，这种符号组合配置方式即定位符号法。
二、用定位符号表示定量数据
表达地图信息的强度或排序
表达地图信息的数量差别
顺序量表
间隔/比率量表
尺寸变量，辅以亮度、彩度和网纹变量
尺寸变量为主
非比率符号
定位比率符号
（一）
绝对比率符号
应用条件是（需要确定）：
符号的准线：
确定符号面积的基线，如
圆形的半径，正方形的边长等。
比率基数：
指单位符号面积所代表的数量指标。
平方根法应用的关键是k值（比率基数）的确定。
原则是：
极小值符号清晰可辨，极大值符号尺寸适宜。
步骤：
1.人为确定某一极值符号的准线Lm，计算出k值；
2.根据k值，即可算出其他符号的准线Li，绘出全部符号；
3.根据视觉效果，调整k值，得到最佳方案。
⏹适用：
制图现象的数值差异不能过大或过小。
⏹优点：
❑符号间面积之比与数值之比严密吻合。
❑能按符号的大小求出相应事物的数量
⏹缺点：
❑
（1）计算麻烦。
❑
（2）当事物数量指标相差悬殊时，要想使最小的符号清晰分辨，则最大符号在图上所占面积就很大，会影响其它要素的表示。
（二）条件比率符号
符号面积S与其代表的数值M之比符合某种函数关系的符号称为条件比率符号，也称相对比率符号。
线性比率法调整了平方根法的符号面积对比。
其中常数法扩大了对比。
对数法比平方根法缩小了符号面积对比。
心理比率法通过增加符号面积来校正视觉误差。
（三）连续比率方式和分级比率方式方式
制图数据的概括可采取的两种方式：
连续比率方式和分级比率方式。
连续比率方式：
使图中每个符号的大小都与其代表的实际数值按比率一一对应。
分级比率方式：
将制图数据按一定的数值间隔分成多个数组等级，并将各等级数组分别概括为具代表性的单一数值，依各数组的代表值按比率确定各等级符号的大小。
以分级比率方式表示数据的定量特征，简化了数据的数值差异，提供了更明确直观的定量对比信息，便于把握事物数量特征的空间分布规律，易于保持地图信息的现势性。
符号的大小可以是连续变化或分级。
连续变化（优点）——点状事物的每一个数值均在符号大小上得到体现。
缺点——数值相差小时，很难分辨；计算麻烦。
分级方法：
等差分级（数量变化均匀）
等比分级（数量相差悬殊）
任意分级（数量相差悬殊）
级数以5—7级为好，因为：
过多——图形大小差别不明显；
过少——事物的数量差别不能很好地反映出来。
优点：
——工作量降低；图例简化；便于阅读。
缺点：
——同级的数量差异显示不出来；
——相近的数值会因为分在不同级而呈现明显差异。
三、用定位符号表示地理数据的结构和变化
（一）点状符号扩展
将多种形式的2维、2.5维和3维的图形、图表应用到制图对象的点状表示中。
——分割圆
——坐标统计图
——立体符号
分割圆
扇形或格状分割圆是常用的结构统计图，反映了事物总量及其内部组成。
坐标统计图
（二）点状符号的定位处理
使点状符号的重心或底点与地物位置（坐标）相重合。
通常进行定位处理的点状符号有：
地形图上的控制点、居民点、独立地物（庙宇、守林屋、瞭望台、敖包）。
以易读性为出发点，只有少量点状符号能进行定位处理。
第2节呈线状或带状分布地理数据的表示
显示线状分布要素的方法
一、线状要素
在地面上呈线状或带状分布的事物，如交通线、河流、境界线、地质构造线等。
二、线状符号法
用线状符号的形状和颜色表示线状要素的质量特征，用线状符号的尺寸表示数量特征的方法。
三、线状符号要素表示的意义
•
（一）线状符号的形状和颜色表示质量特征：
•1．形状——平行双线、单线、实线、虚线、点线，结构不同的线划。
•2．颜色——色相不同表示不同类别；有时用色调。
•
（二）线状符号的尺寸表示等级判别或数量特征：
•1．线划尺寸主要是指线宽，通常用线状符号的粗细表示事物的等级差异。
如境界线、国界线符号比省界限符号粗，省界线比县界线符号粗。
•2．表示数量特征时，要使符号的宽度与数量成比例关系，分为绝对比率、任意比率；可以是连续的，也可以是分级的。
•（三）线状符号的表示事物分布的方法：
•线状符号表示事物的位置时，有三种情况：
•1．是以线状符号的中心线表示事物的实际位置，如铁路、公路、海岸线、河流境界线等。
•2．是以线状符号是一侧表示事物是实际位置，另一侧向外扩展形成一定宽度的色带，如加彩色带的境界、海岸类型等。
•3．是不严格定位的，如空中航线、海上航线，只表示通航地点而不表示航行路线的位置。
可用线状符号表示的地理数据
在地域空间上有相互联系、移动变化的现象。
空间形态呈现为线状或带状延伸的现象。
一、线状符号的特征
（一）精确定位
适用：
具有明确且稳定空间路径的线状现象。
举例：
经纬线、境界线、铁路、油气管线、线性构造。
注意：
符号宽度表示属性特征差异，但不代表实际的宽度。
（二）概略定位
适用：
在一定范围内呈动态变化的线状现象或不易明确路径的移动现象。
举例：
洋流、台风路径、人口迁移。
注意：
其线状符号的图上坐标不具有量测或实际的定位意义。
（三）静态
适用：
常规状态相对稳定或静止的线状现象。
举例：
常年河、道路、边界线、管线、地质构造。
（四）动态
适用：
沿一定路径、趋势移动、变化的线状现象或变动状态。
举例：
物流、动物迁徙、大气运动。
二、线状符号的定性表示
空间分布：
1维
属性量表：
定名量表
视觉变量：
形状变量、颜色变量
三、线状符号的定量表示
空间分布：
1维。
属性量表：
顺序变量、间隔/比率量表。
视觉变量：
尺寸变量、颜色变量。
四、运动状态的线状表示
事物本身就表现为1维线状或带状。
事物运动的轨迹、趋势或相互间的联系可概括为线状。
不同线性符号的走向或运动方向的设计：
（1）反映移动的起点和终点
（2）表示行进路线和方向精确、概略
（3）流量以宽度比率表示
（4）流速注记或其他视觉变量
（5）性状指标注记或色相变量
（6）相互联系“左进右出”双向交互
第3节呈面状分布地理数据的表示
显示面状分布要素的方法
•一、面状要素
•
（一）分布不同：
–连续的：
气温、土壤等；
–不连续的：
森林、油田、农作物等。
•
（二）特征不同：
–性质差别：
土壤类型；
–数量差异：
气温高低。
•二、常用显示面状分布要素的方法
•
（一）定性数据
–1、范围法
–
2、质底法
•
（二）面状地理数据的定量表示
量底法
●对于连续分布的面状事物的数量特征及其分布地域，可以用面状符号表示。
●量底法的概念
●一般将面状事物的数量分为5至7个等级，用线划表示各个等级的界线，用不同浓淡色调或晕线疏密表示数量级别，通常用浓色调或密的晕线表示数量大的级别，浅色调或稀疏晕线表示小的数量。
●它常用于地面坡度图、地表切割深度和切割密度图、人口密度图等。
若用网格形式表示数量特征，也属于量底法。
一、面状地理数据的定域表示
（一）面状现象的空间分布形态
全域连续分布—地貌、行政区划、地表覆盖
局域成片分布—湖泊、洪水淹没范围、油田分布
离散分布—人口分布、植被分布
全域连续分布：
可以用点、线、面、体不同维度的符号体现
（二）精确定域和概略定域
精确分布：
行政边界
概略分布：
土壤类型、民族分布
二、面状地理数据的定性表示
（一）定性数据的特性
全域连续分布——质底法——类型图、区划图
局域成片分布——范围法——分布范围图
离散分布——范围法——分布图
质底法：
以线划表示分类界线，以色相或网纹表示不同图斑符号的配置方法。
范围法：
以真实或隐含的轮廓线表示事物的分布范围，以颜色、网纹、注记或排列分量等表示事物的性质和类型。
类型图：
无空白区域，图斑互不重叠,类型具排他性。
区划图：
图斑互不重叠且无空白区域，与类型图相比反映的是制图对象在较大空间尺度上的综合性质。
范围图：
图斑呈片状或散列分布，可以表达重叠的信息，界线可以是精确的也可以是概略的。
（二）定性数据的处理程序
数据的分级、分类→图例设计与界线绘制
1.数据的分类分级
2.图例设计与界线绘制
范围法
●概念：
对于不连续分布的面状事物的分布范围和质量特征，可以用面状符号表示。
符号的轮廓线表示其分布位置和范围，轮廓线内的颜色、网纹或说明符号表示其质量特征。
●例如森林，是一种不连续分布的面状事物，在地图上通常用地类界与底色、说明符号以及注记等配合表示。
●地类界是指不同类别的地面覆盖物的界线，在地图上常用细实线、虚线或点线表示。
●底色是指普染的面状颜色，如森林常用绿色普染。
●说明符号是指只起说明作用而不定位的小符号，这些小符号可以表示森林的种类（如针叶林、阔叶林等），它们可以采取整列式或散列式排列。
●注记是在大面积森林分布范围内，加注一些质量和数量方面的指标，如树种、树的平均高度、平均胸径等。
●表示事物分布范围的界线有精确与概略之分：
●精确的范围，要求尽可能准确地表示出事物的分布界线，这种界线通常用实线表示。
●概略的范围则要求大致表示出事物的分布界线，这种界线一般用虚线或点线表示，有时甚至可以不绘出轮廓线，而只用说明符号、文字注记或单个符号表示其概略的分布范围。
●采用精确的或概略的分布界线，取决于地图的用途、比例尺、资料的详细程度，特别是事物本身的分布特征。
●根据事物的分布情况，范围法可以有两种概念：
绝对范围和相对范围。
●绝对范围是指所表示的事物仅仅分布在该区域范围之内，如在轮廓线之内是油田，轮廓线之外就不是油田。
●相对范围系指图上所画出的范围只是事物集中分布的地区，而范围以外的同类事物，由于面积小而分散，则不予表示。
例如农作物分布区多属此类。
●范围法简单清晰，易于阅读，常用于表示农作物分布、牲畜分布、矿产分布等。
范围法既可以在图上表示一种事物，又可以表示两种以上的事物。
●当用范围法表示几种事物时，往往出现局部相互重叠情况，这表明在重叠范围内，分布着几种制图对象。
质底法
●概念：
●对于连续分布的面状事物的类型及其分布地域，可以用面状符号表示。
●面状事物的类型是按某种指标划分的，分类不能重叠，各类是彼此毗连的。
●用线划表示分类界线，用不同底色或晕线、注记等表示质量差别。
●质底法可用于有较精确界线的各种类型图，如地质图、土壤图、植被图等。
●还有一种以网格形式表示质量差别的，也属于质底法，由于类型分布的范围受网格的限制而呈棱角状，所以只能表示类型分布的概略范围。
●质底法鲜明美观，清晰易读，是地学研究中经常使用的方法。
●当在一幅图中用质底法表示专题要素的多级分类时，一般常用颜色表示一级分类，用晕线表示二级分类，用注记或说明符号区分更低一级的类别。
范围法与质底法的异同
●同点：
都是反映面状分布事物的分布范围
●异点：
●质底法反映的事物是连续分布的、布满全区的；
●范围法反映的事物不是布满全区的，非分布区任其空白。
三、面状地理数据的定量表示
（一）以点状符号构成的定量表示
点值法
用形状相同、大小与其代表的数值成固定比率的圆点符号表达离散现象分布特征。
1.点径D、点值S的确定
↓
2.布点方式的选择
布点方式的选择
分区统计图法
将制图对象在统计分区的绝对数量指标以点状符号表达在相应区划单元内的方法。
定位图表法
通过定位于数据采集点的统计图表反映一定范围内的面状现象，借以表达事物在整个制图区域连续变化的数量分布特征。
（二）以线状符号构成的定量表示
等值线法
用一系列等间隔的水平面切割连续3维统计面，相交的割线垂直投影到地图平面上，形成了代表不同数值的多条曲线——等值线，它们可以清晰、准确地表示3维统计面的分布形态和统计值。
（三）以面状及立体符号构成的定量表示
1.定量数据的特征
其数量特征在统计分区内是连续和恒定的，但在分区之间是离散的（统计值）。
等值区域法（分级统计图法）
分区统计图法
两者都采用分区数据、分级比率量表制图
以面状符号表示相对数量
以点状符号表示绝对数量
2.数据的分级
●分级原则：
一般以5~7级为宜，不少于3级，不多过9级。
固定间隔：
等差分级、标准差分级
规则间隔：
算术分级、等比分级、分位法、嵌套平均分级
变化间隔：
裂点法、外因分级
●分级方法：
●图形表达：
以亮度、饱和度或网纹变量进行视觉变量模拟。
（1）固定间隔分级：
等差分级、标准差分级
等差分级——按等数值间隔分级。
如差值=10，分级为：
<100；100～110；110～120；120～130；...
（2）规则间隔分级
算术分级、等比分级、分位法、嵌套平均分级。
根据数组分布特征和分级数，以递增或递减的数值间隔确定分级。
依据数据直方图判断：
（2）规则间隔分级
将数据从小到大排列，然后按各级内部数据个数相等的规则确定分级。
四分位法（等距分级）
（3）变化间隔：
自然裂点法、外因分级法。
自然裂点法
以数据频率分布图中局部低值点为分级界线形成的分级。
分级原则：
共性相聚，级内差小，级间差大。
外因分级法
按人为设定的特殊条件或原则确定的分级。
如城市人口、国民收入等。
分级设定为（单位：
万人）：
<10；10～50；50～300；>300...
城镇中小城市大城市特大城市
3.等值区域图的设计与绘图
等值区域图面状符号适宜采用的视觉变量主要是亮度及网纹，必要时彩度也可起辅助作用。
第4节3维空间信息的表示——等值线
一、等值线及其特性
（一）等值线的形成
（二）等值线的特性
（三）衍生的伪等值线
（一）等值线的形成
（二）等值线的特性
1．等值线图形是对制图现象空间形态较好的几何模拟
2．等值线是封闭连续的曲线，同一条等值线上数值处处相同。
3．等值线间彼此不相交。
在特殊情况时，可能重叠。
4．在等高距相同的情况下，等值线愈密，空间垂直变化愈大，坡度愈陡；相反，等值线稀疏，空间垂直变化愈小，坡度愈缓。
1.通过离散点内插成连续、封闭的、线状符号的表面。
2.
等值线是定位定量符号，可以进行测量。
3.在比例尺变换时，等值线易于进行地图概括。
（三）衍生的伪等值线
由于制图数据获取和含义不同，等值线又有真等值线和伪等值线两种。
真等值线的离散点是从3维连续曲面提取的定位数据。
常见的有高度、深度、温度、气压。
伪等值线是由统计单元的定量数据衍生而来的。
常见的有人口分布、收入分布、产值分布等。
伪等值线的离散点来源于各统计单元转化而成的相对点数据。
二、等高线的测绘
（一）获取地面离散点高程数据
（二）等高线的勾绘
关键：
确定等高距，它决定了2维线状图形对3维空间形态的概括程度。
两条等高线间的微地形可通过使用地貌符号和增加辅助等高线表示出来。
首曲线＝基本等高距
间曲线＝1/2等高距
助曲线＝1/4等高距
三、等高线的分层设色与晕渲
等高线法的不足：
等高线法表达3维地形的视觉效果不够明显。
等高线间的微地形未能清晰表达。
探索和改进：
（一）分层设色法
（二）晕渲法
（一）分层设色法
分层设色法是在等高线的基础上根据地图用途、比例尺和区域特征，将等高线划分为不同高程范围带，并以不同颜色普染，通过色相、色调的差异表示地势高低的方法。
关键：
高度表设计关键界线：
0、200、500、1000、3500、5000（m）
高程带设色普遍采用的色层是蓝-绿-黄-褐色系
划分高程带的方法：
固定等高距法→大比例尺地图
变化等高距法→小比例尺地图
设色要求：
每一色层准确地代表一个高程带；各色层之间要有差别，但不能过于突然和跳跃，以便反映地表形态的整体感和连续感。
（二）晕渲法
晕渲法也叫山地阴影法，是用深浅不同的色调表示地形起伏形态。
按光源位置分：
直照晕渲、斜照晕渲、综合光照晕渲
直照晕渲
斜照晕渲
综合光照晕渲
优点
能反映地面坡度的变化
立体感强，山体结构明显
斜照晕渲与直照晕渲的综合运用
缺点
立体感差，不能反映大的地形起伏
背光面阴影重，影响其他因素的表达
第5节地理信息的动态表示
一、动态制图概述
在可视化技术支持下，将时间相关变量作为地理信息图形的独立视觉参量，在传统视觉变量基础上扩展出新的动态视觉变量：
发生时长、变化速率、变化次序和节奏，以形成对空间信息时空变化状态和过程的地图模拟。
（一）动态地图类型及其表示
（二）动态地图的功能
（一）动态地图类型及其表示
动画模拟方式
也称动画地图或演进地图，指通过多帧静止图形按一定顺序连续交替显示，以形成对事物时空连续变化的动态视觉显示。
实时响应方式
将处于空间运动状态的对象位置信息，连续及时的叠加在已有地图信息上，以提供动态对象的空间位置变化和运动特征信息，也称为动态定位地图。
虚拟现实方式
指利用计算机及其控制的多种感觉工具，使应用者沉浸于一种与真实环境高度相似的虚拟场景中。
时间动态地图
以时间为主导控制因素的动态地图。
非时间动态地图
以制图内容的性质差异和观察点为主导因素的动态地图。
（二）动态地图的功能
1.过程再现
人口的迁移
2.实时跟踪
GPS汽车导航
3.运动模拟
模拟飞行
二、动态符号系列
（一）位置的顺序
（二）时间的顺序
（三）地图符号的动态视觉变量
（一）位置的顺序
对制图对象自身空间位置、范围按一定间隔抽样记录产生的图形系列。
（二）时间的顺序
对某一动态对象的时间、地点进行寻踪的动态符号，这样的动态对象如台风、地震、金融风波等。
（三）地图符号的动态视觉变量
1.发生时长
2.变化速率
3.变化次序
4.节奏
1.
发生时长
2.变化速率
3.变化次序
4.节奏
1.发生时长
2.变化速率
3.变化次序
4.节奏
1.发生时长
2.
变化速率
3.变化次序
4.节奏
升级会员 