地图制图及可视化
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College of Surveying And Geo-Informatics
论）
3.2.2地图可视化（地图认知
地图认知 指导选取地图信息 指导地图载负量设计 指导可视化界面设计
制图者 认知模型
对表达事物和现象的认知， 及内容表现形式的认知。
读图者 认知模型
对地图对象的认知。
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34（ 专 （ （纸 印 主 和 内 分2在 在 南 要 要 要、、.1题23地张刷区交分幅赤中北求求求图附）））地图规条在通幅时道纬延面方距例图附图文图投格件总联的还附度伸积位离、图表字、影；；图系各应近地的对正正图：：说嵌选廓；图照区区比确确—表位统明入择中幅顾域正（（——和置计：图基印到确地交——正文图图编等本刷图（形通—圆轴字、表图。对面面土图图锥横圆说重；资称积配地））投圆柱明点坡料，尽置资— —影柱投区度、同可和源— —；投影域尺成时能尽图影;等距扩，图要平量）角离;大坐时照衡不—投投图标间顾；破—影影尺、、到坏等 ;;、 坐行同重积图 标政周要投对 图解 系区围目影标 例比 、划地标;志 系例 高略区的说 统尺 程图的完明 的等 系、经整的 科。 、某济等明 学编要。确 性绘素性和的
出已版成单固位定等模。式的，海图用墨卡托投影，欧美国家地形图用
UTM投影，我国地形图用高斯投影。
3.坐标➢数网的学选基择础设计 大比➢例地尺图地形分图幅：设以计直角坐标网为主、地理坐标网为辅； 中、➢小地比图例尺内地容形设图计及地理图：只选地理坐标网 旅游➢地符图号或大设比计例尺城市图，通常不表示任何坐标网。
2.2.2 资料搜集与数据建库阶段
根据技术设计和制图区域的实际情况，收集并处理 有关制图资料和地理信息数据，制作符合技术设计要求的 地图数据或地图数据、专题地图和特种地图。
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2.2 地图制图流程
项目分析与地图设计阶段 资料搜集与数据建库阶段 数据提取与地图编制阶段 印前处理与制版印刷阶段 检查验收与成果归档阶段 College of Surveying And Geo-Informatics
传输论 ）
3.2.3地图可视化（地图
传统的信息传输 模型
基于可视化的信息 传输模型
基于交互的信息 传输模型
信息表现形式由单一化向多样化扩展； 信息传输方式由静态向动态扩展； 信息表现范围由二维向多维扩展； 信息接收方式由被动向主动扩展； 信息传输手段由常规向新技术扩展； 信息传输途径由视觉向视、听、触等多种感觉形式扩展。
处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并 结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、 方法和技术。
空间
处
数据库
理
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3.2 空间信息可视化的形 式
地图
GIS信息
三维仿真地图
虚拟现实 VR
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论）
3.2.1地图可视化（地图应用
地图应用的对象包括个人和公众； 人—图交互水平有高有低； 地图应用的目的是揭示未知与表达已知。
信息传输（远角点）具有 表达已知、面对大众、 人—图交互作用较低的 特点；
可视化（近角点）则具 有揭示未知、面对个人、 人—图交互作用较高的 特点。
➢图面配置设计
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2. 2.1 项目分析与地图设计阶段
地图内容的设计要遵循
1）地理基础（地 理底图）要素必须 为专题地图起到 “骨架”作用，并 作为转绘专题内容 的控制基础。
（2）遵循普通地 图内容的设计原则， 只是内容制图综合 程度要大一些，符 号的色彩、形状设 计以不影响专题内 容表示为准则。
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目录
1 地图的历史和发展 2 地图制图
3 地图的可视化
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2.1 计算机地图制图与地理信息系统
计算机地图制图与地理信息系统的关系
计算机地图制图的目的是生产各种形式的地图，如普通地形图，专 题计图算，机三地维图立制体图地系图统，与晕G渲IS图的，相坡似度之图处和：坡向图等。
地 图 制图及 可视 化
Cartography and Visualization
主讲： 制作：
李鲁峰 吴旭祥
College of Surveying And Geo-Informatics
目录
1 地图的历史和发展 2 地图制图流程 3 地图的可视化
College of Surveying And Geo-Informatics
制图综合： 根据地图的用途、比例尺和制图区域的特点，以概括、抽象的形式反
映出制图对象的带有规律性的类型特征和典型特点，而将那些次要、非本质 的物体舍掉。
制图综合的基本方法： 选取、化简、概括和移位
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目录Βιβλιοθήκη Baidu
1 地图的历史和发展 2 地图制图
2. 2.1 项目分析与地图设计阶段
根据项目需求，确定地图内容、表示方法、投影方式和比 例尺，进行技术设计。
地图设计的基本程序：
1.确定地图的用途和对地图的基本要求 3.研究制图资料 5.设计地图的数学基础 7.地图内容及表示方法设计 9.制图工艺设计
2.分析已成图 4.研究制图区域的基本情况 6.地图的分幅和图面设计 8.各要素制图综合指标的确定 10.样图试验
现代地图学进展：
地图模型论 地图感受论 虚拟化 主客体同一化
1. 地图的历史和发展
地图认知论 智能化 功能多极化 全球一体
虚 主地 功 全智拟客图能球化体感多一模认同受极体型知地包一论化图括化是学地随研随将图着究着来功数信地如人科表能字息图何 类技达从 地源视建 认发的表 球信觉立 知展制达 战息感再 地，图地 略获受现 图促对理 的取过客 获进象客 实，程观 取地不体 施地的环 信图一规 和图物境 息制定律 推制理的作都特 进作学地 手技是征 ，过、图 段术实， 将程生模 ，的体扩 实和理型原不的展现地学，理断客到全理和并改观知球信心以过进存识化息理地程和在发的表学的创，现地达方理新很、图的， 多 地法 空 无图论智内图，间缝数。能容制探分拼学化将作讨析接模等是将地、和型。虚越图动万来拟来是态维表的越如显网达、简何示联的模 单被 监 通理拟 ，用 测论的 故图 、 使。、 既者 综 地多 是有 合 图维 地效 评 在仿 图感 价 表真 制受 、 达式 作的 预 地的 者理 警 球。 又论 预 和是。 报 研地等 究图。地使球用方者面将，逐都渐可 普以遍整，体使化主，客全体球同一一体化。形式出现。
主要涉及：
➢数学基础设计 ➢地图分幅设计 ➢地图内容设计 ➢符号设计 ➢图面配置设计
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2. 2.1 项目分析与地图设计阶段
11.、选图择名比：例简尺练的、条明件确，具有概括性。
图例符号的完备性
2、制图图廓区域大小、图纸规格、地图精度等。 图例符号的一致性
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理论
可视化是现代地图学的核心， 处在这个等边三角形的中心， 传输和认知模型是地图可视化 的重要内容。
3.2 空间信息可视化的
（现代地图学核心论）
可视化仍然是地图核心，交 互性和动态性在制图可视化研 究中也显得越来越重要。
色相、色值和饱和度，以及图案则更适合于表征标称或定性数据。 例如，在同一幅地图上可用不同的面状图案代表不同的土地利用类型。
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2.2.3 数据提取与地图编制阶段
地图编绘内容： ①按设计的投影公式或选定的现成投影表格与比例尺计算图廓与经纬线交点 坐标，展绘地图的数学基础； ②把各种经过处理加工的地图资料转至已展绘好数学基础的绘图版上； ③地图内容编绘。用规定的编绘符号和色彩按地图概括原则方法与指标，对 新编地图内容进行取舍，完成编绘原图。
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过程
3. 3 空间数据可视化的
① 从GIS数据库中 检索出的要素、特
征及定位信息
从符号库读取符 号信息
从色彩库读取彩 色信息
②
预 处
③ 符号化
④ 地图输出
理
从字符库读取汉字 及字符信息
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般原则
3. 4 空间可视化的一
（符号运用）
地图符号系统中的视觉变量包括形状、大小、纹理、图案、色相、色值 和饱和度。
大小 形状 纹理 图案 色相 色值 饱和度
大小和纹理(符号斑纹的间距)表征了图上数据之间的数量差别。 例如，一幅地图可用大小不同的圆圈来代表不同规模等级的城市。 形状表征了图上要素类别。 例如圆圈表示电杆，方块表示变电站
综 图 集 以 界虚 仿 互 浸合 像 成 三 或拟 真 式 到软硬、 、 为 维 其现 系 的 该拷拷形 图 一 电 中实 统 三 环贝贝形 个 子象 一技 ， 维 境、 整 地地 部术它动中动体图表分是利态。画概数现的一用视— —、念据空一种计景— —音，库间个可算和纸屏频是为信或以机实、空基息多创生体质幕视间础所个建成行或上频信，使方和一为其的各息按用面体种的它电种可照的的验多系介子形视一文三虚统源质地式化定本维拟仿信地图逻的比、、世真息图辑重例表抽界，融地要对格象的使合联 形 现、 的计用的接 式 实声 描算 户、并 。 世音 述机 沉交、 。
（3）在内容表达 形式上注意与专 题内容的视觉层 次对比。
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2.2 地图制图流程
项目分析与地图设计阶段 资料搜集与数据建库阶段 数据提取与地图编制阶段 印前处理与制版印刷阶段 检查验收与成果归档阶段 College of Surveying And Geo-Informatics
1. 地图的历史和发展
原始地图 夏朝的《九鼎》，战国时的《兆域图》和《刻图木》
古代地图 托勒密的《地理学指南》世界上最早的地图集雏形 清《皇舆全览图》首次全国性的实测地图 近代地图 清末《大清会典舆图》省域地图集采用经纬网制图法
现代地图 现代地图学理论，新地图学的发展趋势，电子地图的发展
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2.2 地图制图流程
项目分析与地图设计阶段 资料搜集与数据建库阶段 数据提取与地图编制阶段 印前处理与制版印刷阶段 检查验收与成果归档阶段
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3 地图的可视化
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3.1 可视化的定 义
可视化(Visualization)： 指在人脑中形成对某物（某人）的图像，是一个心理处理过程，促
使对事物的观察力及建立概念等。
空间信息的可视化： 指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、
他们都地以理计信算息机系的统外则围是设以备高为效工处具理，地以理数空据间库数技据术和为非基图础数，据都并要为处辅理助空决间 策数提据供，科都学具依有据地为图目制的图的的计功算能机。技术系统。
算主机要地区地图别理制是信图:息。系统脱胎于计算机地图制图，因而GIS的主要功能之一是计 理计在地信算的理息机非信计系地图息算统图形系机的制属统地发图性既图展系不注制又统太重图推侧重实的动重 视 体发着于。的展计可而空，算见这间促机实种分进制体属布了图的性，地的显在又理迅示地强信速和理调息提处分他系高理析们统和，中的的进而却显产一对是示生步可非方和发见常法发展实有和展。体用质，可的量而能数。地存据；
论）
3.2.2地图可视化（地图认知
地图认知 指导选取地图信息 指导地图载负量设计 指导可视化界面设计
制图者 认知模型
对表达事物和现象的认知， 及内容表现形式的认知。
读图者 认知模型
对地图对象的认知。
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34（ 专 （ （纸 印 主 和 内 分2在 在 南 要 要 要、、.1题23地张刷区交分幅赤中北求求求图附）））地图规条在通幅时道纬延面方距例图附图文图投格件总联的还附度伸积位离、图表字、影；；图系各应近地的对正正图：：说嵌选廓；图照区区比确确—表位统明入择中幅顾域正（（——和置计：图基印到确地交——正文图图编等本刷图（形通—圆轴字、表图。对面面土图图锥横圆说重；资称积配地））投圆柱明点坡料，尽置资— —影柱投区度、同可和源— —；投影域尺成时能尽图影;等距扩，图要平量）角离;大坐时照衡不—投投图标间顾；破—影影尺、、到坏等 ;;、 坐行同重积图 标政周要投对 图解 系区围目影标 例比 、划地标;志 系例 高略区的说 统尺 程图的完明 的等 系、经整的 科。 、某济等明 学编要。确 性绘素性和的
出已版成单固位定等模。式的，海图用墨卡托投影，欧美国家地形图用
UTM投影，我国地形图用高斯投影。
3.坐标➢数网的学选基择础设计 大比➢例地尺图地形分图幅：设以计直角坐标网为主、地理坐标网为辅； 中、➢小地比图例尺内地容形设图计及地理图：只选地理坐标网 旅游➢地符图号或大设比计例尺城市图，通常不表示任何坐标网。
2.2.2 资料搜集与数据建库阶段
根据技术设计和制图区域的实际情况，收集并处理 有关制图资料和地理信息数据，制作符合技术设计要求的 地图数据或地图数据、专题地图和特种地图。
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2.2 地图制图流程
项目分析与地图设计阶段 资料搜集与数据建库阶段 数据提取与地图编制阶段 印前处理与制版印刷阶段 检查验收与成果归档阶段 College of Surveying And Geo-Informatics
传输论 ）
3.2.3地图可视化（地图
传统的信息传输 模型
基于可视化的信息 传输模型
基于交互的信息 传输模型
信息表现形式由单一化向多样化扩展； 信息传输方式由静态向动态扩展； 信息表现范围由二维向多维扩展； 信息接收方式由被动向主动扩展； 信息传输手段由常规向新技术扩展； 信息传输途径由视觉向视、听、触等多种感觉形式扩展。
处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并 结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、 方法和技术。
空间
处
数据库
理
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3.2 空间信息可视化的形 式
地图
GIS信息
三维仿真地图
虚拟现实 VR
College of Surveying And Geo-Informatics
论）
3.2.1地图可视化（地图应用
地图应用的对象包括个人和公众； 人—图交互水平有高有低； 地图应用的目的是揭示未知与表达已知。
信息传输（远角点）具有 表达已知、面对大众、 人—图交互作用较低的 特点；
可视化（近角点）则具 有揭示未知、面对个人、 人—图交互作用较高的 特点。
➢图面配置设计
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2. 2.1 项目分析与地图设计阶段
地图内容的设计要遵循
1）地理基础（地 理底图）要素必须 为专题地图起到 “骨架”作用，并 作为转绘专题内容 的控制基础。
（2）遵循普通地 图内容的设计原则， 只是内容制图综合 程度要大一些，符 号的色彩、形状设 计以不影响专题内 容表示为准则。
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1 地图的历史和发展 2 地图制图
3 地图的可视化
College of Surveying And Geo-Informatics
2.1 计算机地图制图与地理信息系统
计算机地图制图与地理信息系统的关系
计算机地图制图的目的是生产各种形式的地图，如普通地形图，专 题计图算，机三地维图立制体图地系图统，与晕G渲IS图的，相坡似度之图处和：坡向图等。
地 图 制图及 可视 化
Cartography and Visualization
主讲： 制作：
李鲁峰 吴旭祥
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目录
1 地图的历史和发展 2 地图制图流程 3 地图的可视化
College of Surveying And Geo-Informatics
制图综合： 根据地图的用途、比例尺和制图区域的特点，以概括、抽象的形式反
映出制图对象的带有规律性的类型特征和典型特点，而将那些次要、非本质 的物体舍掉。
制图综合的基本方法： 选取、化简、概括和移位
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目录Βιβλιοθήκη Baidu
1 地图的历史和发展 2 地图制图
2. 2.1 项目分析与地图设计阶段
根据项目需求，确定地图内容、表示方法、投影方式和比 例尺，进行技术设计。
地图设计的基本程序：
1.确定地图的用途和对地图的基本要求 3.研究制图资料 5.设计地图的数学基础 7.地图内容及表示方法设计 9.制图工艺设计
2.分析已成图 4.研究制图区域的基本情况 6.地图的分幅和图面设计 8.各要素制图综合指标的确定 10.样图试验
现代地图学进展：
地图模型论 地图感受论 虚拟化 主客体同一化
1. 地图的历史和发展
地图认知论 智能化 功能多极化 全球一体
虚 主地 功 全智拟客图能球化体感多一模认同受极体型知地包一论化图括化是学地随研随将图着究着来功数信地如人科表能字息图何 类技达从 地源视建 认发的表 球信觉立 知展制达 战息感再 地，图地 略获受现 图促对理 的取过客 获进象客 实，程观 取地不体 施地的环 信图一规 和图物境 息制定律 推制理的作都特 进作学地 手技是征 ，过、图 段术实， 将程生模 ，的体扩 实和理型原不的展现地学，理断客到全理和并改观知球信心以过进存识化息理地程和在发的表学的创，现地达方理新很、图的， 多 地法 空 无图论智内图，间缝数。能容制探分拼学化将作讨析接模等是将地、和型。虚越图动万来拟来是态维表的越如显网达、简何示联的模 单被 监 通理拟 ，用 测论的 故图 、 使。、 既者 综 地多 是有 合 图维 地效 评 在仿 图感 价 表真 制受 、 达式 作的 预 地的 者理 警 球。 又论 预 和是。 报 研地等 究图。地使球用方者面将，逐都渐可 普以遍整，体使化主，客全体球同一一体化。形式出现。
主要涉及：
➢数学基础设计 ➢地图分幅设计 ➢地图内容设计 ➢符号设计 ➢图面配置设计
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2. 2.1 项目分析与地图设计阶段
11.、选图择名比：例简尺练的、条明件确，具有概括性。
图例符号的完备性
2、制图图廓区域大小、图纸规格、地图精度等。 图例符号的一致性
College of Surveying And Geo-Informatics
理论
可视化是现代地图学的核心， 处在这个等边三角形的中心， 传输和认知模型是地图可视化 的重要内容。
3.2 空间信息可视化的
（现代地图学核心论）
可视化仍然是地图核心，交 互性和动态性在制图可视化研 究中也显得越来越重要。
色相、色值和饱和度，以及图案则更适合于表征标称或定性数据。 例如，在同一幅地图上可用不同的面状图案代表不同的土地利用类型。
College of Surveying And Geo-Informatics
2.2.3 数据提取与地图编制阶段
地图编绘内容： ①按设计的投影公式或选定的现成投影表格与比例尺计算图廓与经纬线交点 坐标，展绘地图的数学基础； ②把各种经过处理加工的地图资料转至已展绘好数学基础的绘图版上； ③地图内容编绘。用规定的编绘符号和色彩按地图概括原则方法与指标，对 新编地图内容进行取舍，完成编绘原图。
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过程
3. 3 空间数据可视化的
① 从GIS数据库中 检索出的要素、特
征及定位信息
从符号库读取符 号信息
从色彩库读取彩 色信息
②
预 处
③ 符号化
④ 地图输出
理
从字符库读取汉字 及字符信息
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般原则
3. 4 空间可视化的一
（符号运用）
地图符号系统中的视觉变量包括形状、大小、纹理、图案、色相、色值 和饱和度。
大小 形状 纹理 图案 色相 色值 饱和度
大小和纹理(符号斑纹的间距)表征了图上数据之间的数量差别。 例如，一幅地图可用大小不同的圆圈来代表不同规模等级的城市。 形状表征了图上要素类别。 例如圆圈表示电杆，方块表示变电站
综 图 集 以 界虚 仿 互 浸合 像 成 三 或拟 真 式 到软硬、 、 为 维 其现 系 的 该拷拷形 图 一 电 中实 统 三 环贝贝形 个 子象 一技 ， 维 境、 整 地地 部术它动中动体图表分是利态。画概数现的一用视— —、念据空一种计景— —音，库间个可算和纸屏频是为信或以机实、空基息多创生体质幕视间础所个建成行或上频信，使方和一为其的各息按用面体种的它电种可照的的验多系介子形视一文三虚统源质地式化定本维拟仿信地图逻的比、、世真息图辑重例表抽界，融地要对格象的使合联 形 现、 的计用的接 式 实声 描算 户、并 。 世音 述机 沉交、 。
（3）在内容表达 形式上注意与专 题内容的视觉层 次对比。
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2.2 地图制图流程
项目分析与地图设计阶段 资料搜集与数据建库阶段 数据提取与地图编制阶段 印前处理与制版印刷阶段 检查验收与成果归档阶段 College of Surveying And Geo-Informatics
1. 地图的历史和发展
原始地图 夏朝的《九鼎》，战国时的《兆域图》和《刻图木》
古代地图 托勒密的《地理学指南》世界上最早的地图集雏形 清《皇舆全览图》首次全国性的实测地图 近代地图 清末《大清会典舆图》省域地图集采用经纬网制图法
现代地图 现代地图学理论，新地图学的发展趋势，电子地图的发展
College of Surveying And Geo-Informatics
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2.2 地图制图流程
项目分析与地图设计阶段 资料搜集与数据建库阶段 数据提取与地图编制阶段 印前处理与制版印刷阶段 检查验收与成果归档阶段
College of Surveying And Geo-Informatics
3 地图的可视化
College of Surveying And Geo-Informatics
3.1 可视化的定 义
可视化(Visualization)： 指在人脑中形成对某物（某人）的图像，是一个心理处理过程，促
使对事物的观察力及建立概念等。
空间信息的可视化： 指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、
他们都地以理计信算息机系的统外则围是设以备高为效工处具理，地以理数空据间库数技据术和为非基图础数，据都并要为处辅理助空决间 策数提据供，科都学具依有据地为图目制的图的的计功算能机。技术系统。
算主机要地区地图别理制是信图:息。系统脱胎于计算机地图制图，因而GIS的主要功能之一是计 理计在地信算的理息机非信计系地图息算统图形系机的制属统地发图性既图展系不注制又统太重图推侧重实的动重 视 体发着于。的展计可而空，算见这间促机实种分进制体属布了图的性，地的显在又理迅示地强信速和理调息提处分他系高理析们统和，中的的进而却显产一对是示生步可非方和发见常法发展实有和展。体用质，可的量而能数。地存据；