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第三章 地图概括(修改2)

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第三章 地图概括(修改2)_第1页
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§1 概述     §2 地图概括的内容和方法   §3 地图概括的实践§4 地图概括的现代发展第3章 地图概括 2简化简化就是显示空间数据的重要特征,删除次要的细部1.质量特征的简化 空间数据质量特征简化,是将空间数据按其属性进行合并,用概括的分类取代详细分类,或者取消低级分类 普通地图的居民点分类:从首都、省会、地级市、市、县、镇,简化为首都、普通地图的居民点分类:从首都、省会、地级市、市、县、镇,简化为首都、省会、市、县省会、市、县 专题地图的分类:根据学科的分类体系简化例如,土壤具体的分类系统为专题地图的分类:根据学科的分类体系简化例如,土壤具体的分类系统为土纲、土类、亚类、土属、土种、变种等六级土纲、土类、亚类、土属、土种、变种等六级§2 地图概括的内容和方法 地图比例尺与制图基本分类单位 地质图地貌图土壤图植被图大比例尺表示群、组,有时表示统表示地貌形态类型第四级(最低级)表示土种、变种,有时表示土属表示植物群丛,有时表示群丛组中比例尺表示统,有时表示群表示地貌形态类型第三级表示土属亚类,有时表示土种、土类表示植物群丛组,有时表示群系小比例尺表示系,有时表示统表示地貌形态类型第二级或第三级表示亚类、土类表示植物群系,有时表示群系组 2简化2.数量特征的简化 空间数据数量特征简化,其目的是将空间数据按数量排序进行分级,以等差分级,等比分级或任意分级处理。

数量特征的简化主要表现为减少数量分级,增大各等级间的数据间距 我国地形图,从我国地形图,从1:51:5万到万到1:501:50万的地形图上,等高线的间隔逐级增加万的地形图上,等高线的间隔逐级增加 居名点:资料图上人口划分为居名点:资料图上人口划分为7 7级,在小比例尺的地图上划分为级,在小比例尺的地图上划分为5 5级用点值级用点值法表示人口时,随着比例尺的缩小,可以增大点值减少点数法表示人口时,随着比例尺的缩小,可以增大点值减少点数§2 地图概括的内容和方法 2简化3、图形特征的简化Ø图形特征简化的方法:对线状地物、地物分界线、面状地物的复杂轮廓进行简化,通常采取删除、合并等处理手段Ø图形简化的基本要求:①任何线状或面状地物,其图形或者轮廓都是点的集合,只有能反映曲线弯曲特征的点才是特征转折点;②只有保存特征转折点,才能保持线状和面状地物经过简化后的形状相似性;③保持不同弯曲地段弯曲程度的对比关系;④保持面状地物轮廓图形和线状地物弯曲状况的基本特征;⑤保持弯曲和特征转折点的相对精确性§2 地图概括的内容和方法 黄河上游(青海省):呈S形 2简化3、图形特征的简化Ø图形特征简化的方法①按最小尺寸限定弯曲的取舍:对于线状地物线条最小弯曲尺度的确定有两个指标:弯曲宽带W和弯曲深度d。

§2 地图概括的内容和方法W Wi i≥w,d≥w,di i≥d:≥d:选取选取W Wi id:>d:具体分析具体分析W Wi i

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§2 地图概括的内容和方法 3夸张 地图概括就是突出需要的信息,减少冗余的信息从图解形式看,是在图形上减少一些多余的碎部,夸大表示一些有重要意义的细部夸张主要包括两个方面:不依比例尺的放大和移位1.不依比例尺放大 地图随比例尺的逐渐缩小,不依比例尺表现的内容会愈来愈多境界线、河流、道路) §2 地图概括的内容和方法 按正常的图形简化指标,一些细小的弯曲和凹凸部分会被删除,为按正常的图形简化指标,一些细小的弯曲和凹凸部分会被删除,为了保存这了保存这些有典型特征或重要意义的细小弯曲和凹凸部分,些有典型特征或重要意义的细小弯曲和凹凸部分,必须采取放大表示的方法必须采取放大表示的方法图形夸张不依比例尺放大有两种情况:一是细小凹凸部分面积的放大;另一图形夸张不依比例尺放大有两种情况:一是细小凹凸部分面积的放大;另一是保持面积不变,对于宽度比较窄的突出部分只在某一方向上放大,而对深是保持面积不变,对于宽度比较窄的突出部分只在某一方向上放大,而对深度相应缩小度相应缩小。

3夸张1.不依比例尺放大§2 地图概括的内容和方法 3夸张2.移位 每种地图符号,在图上都有一定的尺寸大小(长宽或半径),同时每种地图符号,在图上都有一定的尺寸大小(长宽或半径),同时符号与符号间又要保持不小于符号与符号间又要保持不小于0.2mm0.2mm的距离但随着地图的比例尺的距离但随着地图的比例尺缩小,若仍然依比例尺准确表示制图要素的位置时,必然会出现符缩小,若仍然依比例尺准确表示制图要素的位置时,必然会出现符号相互压盖的现象,在视觉或心理上造成地物之间地理相关性或拓号相互压盖的现象,在视觉或心理上造成地物之间地理相关性或拓扑关系的破坏为保持地图上各要素间正确的对比关系,必须对符扑关系的破坏为保持地图上各要素间正确的对比关系,必须对符号采取移位处理号采取移位处理§2 地图概括的内容和方法 3夸张2.移位Ø移位原则ü当图上符号发生定位矛盾时,在重要程度有主次之分的情况下,则次要的应该让位主要的例如:行政等级不同的居民点;居民点符号压盖住河流符号ü当图上符号定位矛盾彼此无主次之分时,则应相互之间均作相应位移§2 地图概括的内容和方法 4符号化Ø地图数据的符号化,其实质就是空间数据的可视化,是地图概括的最终结果的体现。

空间数据经过选取、简化、夸张等概括方法处理后,通过制定的图形记号,使其转化为视觉可见的形象-符号模型Ø空间数据的符号化,须先确定空间数据的量表方式然后利用构成图形的基本要素——各种视觉变量,如形状、尺寸、方向、颜色、网纹及其各种组合,制定出具有特定含义的图形符号,用以显示地图内容的分类、分级、重要、次要等不同情况Ø实现地图符号化的过程需要执行地图的编绘规范或编图大纲§2 地图概括的内容和方法 §3.地图概括的实践3.1陆地水系制图综合 §3.地图概括的实践3.1 陆地水系制图综合陆地水系制图综合 §3.地图概括的实践3.2 居民地制图综合居民地制图综合 2、城镇式居民地形状概括的一般程序、城镇式居民地形状概括的一般程序§3.地图概括的实践3.2 居民地制图综合居民地制图综合 §3.地图概括的实践3.3 交通网的制图综合交通网的制图综合一、 §3.地图概括的实践3.3 交通网的制图综合交通网的制图综合 §3.地图概括的实践3.3 交通网的制图综合交通网的制图综合 •二、道路的形状概括的方法二、道路的形状概括的方法 1 1、删除、删除 道路上的小弯曲可以根据尺度标准给与删除,从而减少道路上的弯曲道路上的小弯曲可以根据尺度标准给与删除,从而减少道路上的弯曲个数,但是要注意保持各路段的弯曲对比。

个数,但是要注意保持各路段的弯曲对比    2 2、夸大具有特征意义的弯曲、夸大具有特征意义的弯曲 对于具有特征意义的小弯曲,即使其尺寸在临界尺度一下,也应当夸对于具有特征意义的小弯曲,即使其尺寸在临界尺度一下,也应当夸大表示 3 3、特殊的表示手法、特殊的表示手法————共线或缩小符号共线或缩小符号 山区公路的之字型弯曲,为了保持其形状特征又不过多地使道路移位,山区公路的之字型弯曲,为了保持其形状特征又不过多地使道路移位,可采用共线或局部缩小符号的方法作特殊处理可采用共线或局部缩小符号的方法作特殊处理§3.地图概括的实践3.3 交通网的制图综合交通网的制图综合 三、水上交通三、水上交通 水上交通包括内河航线和海上航线水上交通包括内河航线和海上航线内河航线内河航线只在只在城市图上城市图上完整绘出,完整绘出,地形图上地形图上一般只表示出一般只表示出通航起点,通航起点,表示出相应的表示出相应的码头设施码头设施,可以通行的水利设施及它们允许通过的吨位可以通行的水利设施及它们允许通过的吨位海洋航线又分为海洋航线又分为近海航线近海航线和和远洋远洋定期或不定期通航的航线定期或不定期通航的航线。

近海航线近海航线沿沿大陆边缘用弧线大陆边缘用弧线绘出,但应避开岛屿和礁群绘出,但应避开岛屿和礁群远洋航线远洋航线常按两点间常按两点间的的大圆航线大圆航线方向描绘,注出起方向描绘,注出起终点和里程终点和里程,大比例尺地图上还应绘出,大比例尺地图上还应绘出港口和码头符号港口和码头符号四、空中航线四、空中航线 我国地形图不表示任何的空中航行标志我国地形图不表示任何的空中航行标志§3.地图概括的实践3.3 交通网的制图综合交通网的制图综合 一、概括的新算法:一、概括的新算法:空间域的概括和频谱域的概括空间域的概括和频谱域的概括 1、空间域的概括:采用各种算法直接对图形坐标进行处理,目前大多空间域的概括:采用各种算法直接对图形坐标进行处理,目前大多数算法都属于空间域概括数算法都属于空间域概括•模糊综合评价模型、图论模型(道路网的选取)、三角网剖分(位移)模糊综合评价模型、图论模型(道路网的选取)、三角网剖分(位移)、分形选取模型(海岸线的简化和选取)、开方根规律的分形扩展模、分形选取模型(海岸线的简化和选取)、开方根规律的分形扩展模型、人工神经元网络等型、人工神经元网络等 2、频谱域的概括:将函数信息进行变换。

频谱域的概括:将函数信息进行变换 滤波(等高线形状简化)、小波分析(不同比例尺的数据变换)滤波(等高线形状简化)、小波分析(不同比例尺的数据变换)§4.地图概括的现代发展 二、地图概括的自动化二、地图概括的自动化 计算机地图概括是伴随着机助制图的发展而发展的最早可追溯到Perkal(1966)和Tobler(1966)的工作早期的工作多是基于单纯线状符号概括的程序和算法设计,如线形简化(删减细节)算法设计、线形平滑(柔缓尖硬折角)程序设计等 20世纪70—80年代随着卫星遥感图像处理技术和数字高程模型(DEM)处理技术的发展,大大丰富了计算机地图概括的方法图像增强技术通过改变图像的频谱、结构,或对已分类专题图像进行简化、归并处理,或通过再取样和改变像元大小等来实现地图概括§4.地图概括的现代发展 80年代中后期,计算机地图概括引入了人工智能技术(如专家系统),该技术为模拟人类地图概括过程提供了可能 90年代随着软硬件性能,特别是高级图形界面和并行处理等技术的迅猛发展,以及面向对象的操作系统,使得计算机地图概括实践技术得到了突飞猛进的发展。

伴随着计算机地图概括的成功尝试,90年代从理论到操作层次的各种局部研究和开发也很活跃,研究的水平档次也有明显提高很多研究都不同程度地采用了人工智能,尤其是专家系统的技术和思想 展望未来,在计算机软硬件和更强有力的GIS绘图平台支撑下,采用自动化与半自动化(人机交互)相结合的计算机地图概括实践的不断增加,将促进计算机地图概括技术的更快发展,也必将促进计算机地图概括理论的发展这种理论和实践的不断进步,将导致自动化的概括模块的增多或更加完善,使用户在更优化的操作界面中,选取适合自己需要的控制方式、途径或阈值,方便高效地进行地图概括然而,需要说明的是自动化地图概括是一个相当复杂的问题,目前还很难找到一个通用的数学模式去描述,因此,不能期望在短期内就得到圆满的解决但是随着计算机智能模拟的发展和地图概括专家系统的研究,自动化概括技术和理论将会有突破性的进展 复习题Ø什么是地图概括?影响地图概括的因素有哪些?Ø地图概括有哪些主要方法?进行地物选取时,主要有哪几种方法?掌握利用各种方法选取地物Ø简化主要包括哪些方面?怎样进行地物的简化?Ø夸张主要包括哪几个方面? 。

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