地图学课件第五章地图概括与自动综合

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图形化简法是指符号形状的简化。主要有删除、夸大、合并、分
割、移位等常规综合概括的方法与手段,即删除较小的弯曲和细部、 夸大特征的弯曲和重要细部、两物体太近时适当移动次要/精度低的、 合并同类较小的图形、分割小的合并后图形以保持原图形相似性;还 可按“定位优先级”及符号矩阵算法加以解决。把资料内容科学表示 到新编图上实施地图概括不是一个简单纯技术性方法,而是一个科学 创造性劳动过程。应用这些方法时须充分考虑影响概括的相关因素。
实际上,地图内容的选取和舍弃是同一过程,如果我们选取了 地理要素中的主要类别,相对地也就是舍弃了次要类别。地图内容 选取就是要选择内容中的主要类别及主要类别中的主要部分;而地 图内容舍弃就是要舍去次要类别和已选取类别中的次要部分。我们 对地图内容要素的选取必须用辨证的思想来理解。
2.地图内容选取的顺序
图5-1 同一尺度不同比例尺图上的居民地尺度概括
(1)限定要素总数量 (2)影响事物重要性 (3)影响地物形状化简 (4)影响对象表示方法 (5)影响综合的程度 (6)影响综合的方向
2.地图用途和 主题因素
(1)地图用途决定 地图概括的目的
(2)地图主题决定要 素重要性 , 亦影 响地图概括程度
(3)地图主题影响同 一种要素的选取
(1)地图内容选取顺序的内容与含义
①从主要到次要:如河流选取,应先选主要河流再选次要河流; ②从高级到低级:如道路选取,先选高等级公路再选低级道路; ③从大到小:如居民点选取,先选大小城市,再到县/乡镇和村庄; ④从整体到局部:先从整体着眼,分析整体结构和分布特点,从某 局部开始按顺序进行,完后再返回全局高度整体审视选取是否合适。
以上影响概括的因素不是彼此孤立的,是相互间密切联系的。
例如,地图的用途决定着地图内容的精确性和详细程度,因而也就 决定了比例尺和对制图资料的要求,并影响地图符号的使用。
第二节 地图内容选取
一、地图内容选取的概念、顺序、原则与规律
1.地图内容选取的概念与理解
(1)地图内容选取的概念 地图内容的选取分为类别选取和级别选取两种情况,即有两个
制图时若制图数据/资料完备、详细,就能为选择合理而恰当的 地图概括方法提供有利条件。例如,利用数据/资料绘制等温线图, 若气象台站点密布,资料详细,数据多,就有可能内插出精确的等 温线,反之,则只能勾绘出概略的等温线。 (2)数据/资料形式与特点影响概括方法的选择
提供的资料是文字资料,需要对资料整理、分类与分级;若是
“地图概括”就是根据地图比例尺、地图的用途和制图区域的地 理特点,采用简单扼要的手段,把地球空间信息中最主要的、本质 的信息提取出来,把次要的、非本质的信息舍去形成新的空间概念 或知识的过程。从而使制图对象在地图上得以抽象概括与相互协调 地表达,能够反映出地学事象最主要与最本质的特征,以及人们想 要表达事物的基本规律与实质,或者新的认识、思想和知识。
第五章 地图概括与自动综合
本章要点
重点讲授地图概括的概念、方法与影响概括的因素, 地图内容的选取,地图内容的概括,地图符号图形的化简, 地图概括的自动化。
基本概念
地图概括,概括的影响因素,内容取舍,选取资格与 定额,根式定律,等比数列,内容概括,分类与分级概括, 质量与数量概括,图形化简/形状概括,概念概括,降维转 换,分区选取,最小图形尺寸,地图载负量,删除、夸大、 合并、分割、移位,定位优先级,地图自动概括,基于 GIS符号系统的概括,基于GIS地图空间处理的概括。
(2)地图概括的作用源自文库
地图概括的作用是在不同比例尺和用途的地图变换过程中发挥 的,它可以有效改变地图的信息载负量与地图精度,它是对那些能 表达制图目的、反映制图区域最基本和典型特征的信息进行选取、 概括与化简;而对那些次要的、非本质信息进行舍弃、删除与合并, 以求客观地反映地理实体空间特征,达到解决地图内容详细性与清 晰易读性、几何精确性与地理适应性的相互协调与对立统一过程中 应起的作用所遇到的诸多矛盾。
第一节 地图概括的概念与方法
一、地图概括的概念
1.地图概括的科学内涵与定义
(1)地图概括的科学内涵 地图最重要、最基本的特征,就是以缩小的形式表示地理环境。
由于图幅面积的有限性,不可能将制图区域内的全部事物完整无遗 地表示在地图上,必须根据地图用途、比例尺、内容要求与地区特 点,对所要表示的事物进行取舍与概括。地面物体和现象种类繁多、 空间结构复杂,无论是应用先进仪器野外或室内测图,还是遥感制 图,或是数字编图,都不可能消除复杂环境与缩小表象之间的矛盾, 也不可能解决地图几何精度与区域特征之间的矛盾,要将地理事象 正确表示出来,只能是对其进行科学地“地图概括”即实施“制图综 合”。 (2)地图概括的定义
3.地图概括的方法体系
(1)内容要素取舍法 取舍法就是指通过“取”与“舍”的办法,达到地图内容的有效
简化。方法有二:一是选取指标/资格法,即确定出一定的指标/资格, 符合指标/资格的就选,不符合的就舍;另外是定额法,即确定出单位 面积内选取的数量/密度,同样要满足定额限制,控制科学合理地取舍。 (2)质量与数量特征概括法
2.地图概括的科学意义和作用
(1)地图概括的科学意义
地图概括在地图成图中占有很重要的地位。不论是外业测图或 内业编图,同样也不论是编制普通地图或专题地图,都少不了地图 概括。事实表明,未经概括或很少概括的地图内容就显得呆板,而 经过科学概括的地图图件,能使地理要素在各种不同类型、不同比 例尺的地图上生动而恰当地体现出它们的分布规律与相互关系。地 图概括反映了从制图资料到新编地图的转换,是新编地图新概念的 创作与表达而并非简单的资料叠加,因而必须处理好地图内容之间 的有机联系。好的地图概括能提高成图质量,反之则可能歪曲地图 内容的本质,从而降低地图的内在质量。
数质量特征概括法是指通过对要素分类、分级与符号化处理,达
到对内容的科学概括与综合反映。质量特征概括一是分类法:一是由 低级合并到高级,即提高等级概念;另是减少过渡性类型,由较多类 型变为较少类型,如把5类变成3类。二是抽象/概念法,以抽象符号代 替真形/具体的符号。此外还可降维转换与减少载负量,分区选取与变 化定额等进行处理。数量特征的概括主要是分级法,即一是用分级把 绝对连续数量变成相对分级数量;二是扩大级差或减少级数,即采用 合理的分级增大级间差距与提高最低级的起始数值,以减少级数。 (3)符号图形化简法
3.制图区域的地理特征因素
不同区域具有景观各异的地理特征。制图区域的地理特征指的 是该区域的自然和社会经济条件。制图区域不同,其相应的地理特 征就不同。众所周知,居民地类型、河网密度、地形特征等在不同 区域是有所差异的,它们都是指导相应要素地图概括的重要因素。 (1)区位影响地物重要程度:如 同是水系干旱区比水网区更重要。 (2)区域结构成因决定特征概括:如构造影响湖泊概括(图5-4)。
(2)最小尺寸指标是实现概括的重要参数
符号图形的最小尺寸即为符号能反映的极限尺寸.
① 物理因素分析:计算机绘图能设置出很细的线划;较高的印 刷能印出0.05~0.1mm细的线划来。因此,一般规定图上单线最细 为0.05~0.1mm,实线间隔0.1~0.15mm。过细分辨不出无意义.
② 视觉因素分析:人的视力可辩0.03~0.05mm线划,视场角为 7′时可观察到空心方块(0.6mm)、为6′时可观察到晕线方块 (0.5mm)、为4′~5′时可清楚看到复杂图形的突出部(0.3~ 0.4mm);普染色湖泊最小不得小于1~2mm2,土质植被地类最 小面积需放大到25 mm2等。符号图形最小尺寸是确定地图概括 的必要参考数据,一般情况下,图上深色单个符号为图5-5所标。
随着地学研究中定量分析方法的广泛应用,促进制图工作者研
究如何更多地以数量指标作为地图概括措施的依据,从而使地图概 括由带有一定的经验性与主观性而逐渐向数量化、公式化方向发展, 这不仅能提高地图概括的效果与质量,而且能为计算机制图自动综 合概括提供条件。而具有较高地学与数学模型能力的复合型人才是 开展这方面研究与应用工作的有力保证。
地图图件资料,则可根据图形进行类别或级别的概括、合并等。此 外,若数据/资料的种类比较多,能相互补充、参考,就为选择满意 而适当的概括方法提供了可能。分类、分级完备的数据资料还能为 模型概括提供保证。数据的形式影响着地图概括的过程和方法等。
5.符号图形的图解限度因素
(1)线划精细程度影响地物碎部的表达程度
制图区域的尺度和地图比例尺决定着地图对地面的缩小程度, 直接影响着地图内容表达的详细程度,从而决定着地图概括的程度。 区域尺度与地图比例尺是引起制图概括的最根本因素之一,我们把 这种概括又可称为尺度/比例概括(图5-1)。它决定地图载负量, 限定对象数量,影响事物重要性,形状概括程度与方向及表示方法等。
图5-2 不同用途图上同一图形形状概括
马达加斯加岛在3种不同比例尺(1:5000万,1:10000万, 1:20000万)条件下,在3种不同用途(普通地图集、教学地图集 和报刊)地图上的同一图形形状概括(化简)的差异性(图5-2)。
图5-3 同比例尺不同用途图上居民点选取
图5-3是同比例尺不同用途居民地选取,在地势图上不必强调 其行政意义,不必表示每个行政中心,只需表示较大的行政中心即 可(如选县/乡级以上);在政区图上则应以表示行政意义为主, 要尽量表示出各级行政中心,有时还要突出表示人口情况(如人口 数量分级);在经济图上只表示与经济数据有联系的居民点就行, 但要表示居民地的经济地位(如收入/产值等)。对这3种不同的地 图,居民地的选取标准和表示方式就不能雷同了。
三、地图概括的影响因素
地图概括受到许多因素的影响和制约。为了能对制图内容进行 正确科学的取舍与概括,必须首先弄清这些因素都有哪些,它们是 怎样影响地图概括的。经地图工作者长期经验总结和认真研究,认 为这些因素有区域尺度和地图比例尺、地图的用途与主题、区域的 地理特征、制图数据(资料)的质量、符号图形的图解限度以及实 施地图概括人员的制图综合素质等。下面我们就分别加以讨论。 1.尺度与比例尺因素
选取的概念问题。类别选取受地图用途和主题、制图目的、地图比 例尺及区域地理特征等因素制约,是地图内容设计的任务。是指在 资料地图中挑选出有关的、重要的、本质的事物或现象表示到新编 地图上来,而舍去其无关的、次要的、非本质的东西,将其不表示 到新编地图上。以正确反映制图区域特征、分布规律和用途要求。 级别选取指在同一类对象中选取主要的、等级高的要素,舍弃次要 的、等级低的要素。 (2)地图内容选取的含义与理解
图5-4 根据地质构造分析选取概括湖泊的分布特征
4.制图数据/资料的质量因素
地图概括的各项措施都以制图数据/资料为基础,数据/资料的种 类、特点、质量、精度、完备程度、可靠程度及现势性等都直接影 响地图概括的质量。高质量的资料数据本身具有较大的详细程度和 较多的碎部特征,给制图综合提供了可靠基础和综合余地。在利用 地图数据库进行计算机编图时,必须辨清比例尺信息和资料真实程 度,以便正确掌握综合程度和运用制图技巧。制图数据包括已有的 地图数据或纸图资料、卫星图象数据或航空象片资料、观测统计数 据及文字说明等。如有天文大地测量/GPS控制测量成果、实测与编 绘原图、各种现势资料等等不同的数据和参考性资料。 (1)资料完备性是地图概括的前提条件
③ 地物意义和环境因素分析:即地物重要性和复杂程度分析。
0.5
0.4
图5-5 部分图形符号的最小尺寸示例(单位:mm)
6.制图者的素质因素
(1)高素质人才是实现正确概括的条件保证 由于地图概括的各项具体措施都是通过制图者来完成的,所以
制图工作者对客观现象的理解程度及所采取的措施, 最终会影响到地 图概括的质量,如果制图工作者对地理现象没有比较深刻的认识和一 定的编图素养,要在地图上正确地进行概括是非常困难的。制图概括 的过程就是制图者将科学的理论付诸实践的过程,制图者的创造能 力、科学知识及编图技巧与艺术素养等都是实现正确地图概括和制 图综合的重要条件保证,就是在计算机制图的环境下也不可低估经 验与素质的作用。 (2)地学与数学模型能力强的人能为自动定量概括提供条件
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