第二章地图学

1、1、地图学的定义和基本内容2、地图学同其他学科的联系3、地图学的发展趋势2.1地图学的定义和基本内容一. 地图学的定义及其发展 地图学定义以地图信息传递为中心，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。完善的学科概念均设计三个方面：理论、技术、应用，在发展的不同阶段有不同的解决问题的重点。GIS的三种解释：GIScience System Service地图学的研究外延的发展变化：从强调地图的设计制作到应用分析 。传统的地图制图学：以制作为中心 以手工描绘地图图形为基础 研究制作地图的理论、技术和工艺 具有如下特征：个人技术对地图质量有显著影响；实践经验积累是获取知识的主要渠道；传统

2、的师徒传艺起主导作用。 地图学的发展现代地图制图学电子计算机、网络、传感器技术的发展，驱动地图学的理论、技术与方法发生了显著变化，产生新的地图学认识论、生产工艺与应用模式 前苏联地图学家萨里谢夫、苏霍夫 提出的一整套制图综合理论 法国人J.Bertin 提出视觉变量理论美国人莫里斯 Morris提出形式语言学德国人的完形心理学（Gestalt）研究英国人 Board 提出的地图模型论捷克人Kolacny提出地图信息传递模型理论拓宽同技术变革共同构成了现代地学的基础传统的： 地图绘制、地图概论、地图投影、普通地图编制、专题地图编制、地图整饰、地图设计、地图制印围绕地图的设计制作主线，技术路线现代

3、地图学：由于众多新概念和新理论的出现，在国内外都有学者对学科体系的研究发表不同的见解，对地图与地图学的认识、方法论差别波兰学者拉多依斯基：理论地图学和应用地图学理论地图学 理论方面（地图信息传递功能、地图信息变换、地图图形理论和地图内容的制图综合理论） 地图评价（地图学历史、地图的分类和评价标准、地图功能、表示方法） 应用方面（制图方法、地图复制方法和地图分析解译方法）应用地图学（地图生产、机助制图的应用、地图和地图集的应用、地图作品收集及地图教育） 地图学理论地图术语和表述系统格式塔、图形语义、图形效果和信息传递理论 地图学方法论制图规则系统符号识别规则、地图系统分析方法、地图设计与标准化方

4、法、地图分类和使用方法、地图制作和信息传递评价、优化方法 地图学实践国际活动系统（地图生产组织及流通方面）地图组织机构、地图编辑、地图生产、地图发行、地图使用及地图学训练） 德国地图学家费赖塔格跨越几个科学部门横断科学为地图学现代理论提供了支持地图生产、研究、应用上的计量化以计算机为主体的电子设备的应用现代地图学的基本特征地理学大地程测量摄影程测量地图制图学与地理信息工程地图学与地理信息系统自然地理人文地理 地图学的学科体系测绘科学与技术地图信息论地图信息传输论地图感受论地图模型论地图空间认知论地图信息可视化理论地图符号论制图综合理论二. 地图学各分支学科的内容 理论方面 研究以地图图形显示、

5、传递、转换、储存、处理和利用空间信息的理论。 从语言学角度语义信息：表达符号与实际地物之间的对应关系语法信息：符号结构、组织表达相互间的关系语用信息：表达符号与读图用户之间的关系 仙农的讯号传输信息论可用于语法信息的测度计算。 地图信息论 地图感受论 研究用图者对地图图形（包括符号、色彩、注记）的感受过程及其特点和对图象的心理反映特征与地图视觉效果的理论。为地图整饰理论和方法的基础。它从视觉感受角度研究地图符号，从心理过程与美学观点研究地图色彩的选择与组合。 Bertin的视觉变量理论体系 面向盲人的触觉地图符号设计 现代信息产品的“以人为本”特点的体现 地图可认为是经过概括了的再现客观世界的

6、空间模型，是反映自然和社会现象空间分布、组合、联系和变化的形象符号模型。 地图还可认为是图形数学模型，用数学方法表达经过抽象概括了的制图对象的空间结构。 地图模型论位置大小距离方位形状模式动态过程内在联系研究地理实体世界在人们大脑中如何建立空间概念，如何在表达空间中描述地理事物与现象，如何在心象地图中通过认知推理解释空间现象、提取空间规律 地图空间认知理论空间认知：关于地理世界空间特征的认知与表达心象地图_ 驻留在记忆中的实体世界与空间特征的表达心象地图零碎的片断变化的比例尺多层次结构组织情感倾向性定性化相对空间关系不确定性、模糊性有变形、曲解非一致vs常规地图连续的平面固定均一比例尺同一水准

7、物理（本体）定量化可量算（绝对、精确）明确准确一致性基于地图的空间认知，在空间知识、经验、情感作用下通过心象地图推理，往往产生、发现新的空间特征、规律，制图人员当时都没有意识到的德国地球物理学家、地质学家 魏格纳，在病床上发现大西洋两岸的陆地形状惊人的相似，尤其是非洲与南美洲，几乎可以吻合。世纪大发现“大陆漂移学说” （1910年）30年后，“板块构造学说”立方体是地图的应用空间（领域）。可视化与交流传输处于不同地位，发挥不同作用。可视化：呈现未知、面对个人、交互作用高交流与传输：表达已知、面对大众、人图交互作用低 空间信息可视化理论强调揭示现象本质、展现内在特征的一种思维过程，逐步明朗化、清

8、晰化MacEachren的【地图学】3 空间表达论（可视化立方体）美国著名地图学家，CA可视化专业委员会主席 地图语言学理论 是在地图符号系统和视觉变量理论的基础上，结合形式语言学逐步形成的地图符号论研究的主要内容地图符号语法学地图符号语义学地图符号语用学 现代的地图语言学分为地图符号和语言媒体符号地图符号语言、空间图形结构与自然语言的映射In the southto the southon the south 地图综合理论综合是思维的抽象化过程，从细到粗的思维过程， 概括, 抽象化, 粗化, 化简等。随着比例尺缩小，保留重要地物，去掉次要地物目标选取的目标以概括的形式表达。如何判断重要性？

9、简化到何种程度？定性、定量的变化规律。采用什么样的简化技术策略？。比例缩小综合普通地图制图学专题地图制图学遥感制图学计算机制图学网络地图设计与发布移动地图制图学地图制印学 制作技术方面实际制作地图的工艺方法与应用理论因制图目标、表达内容、数据形式、技术方法、技术环境不同而产生了不同的地图制图学体系 应用方面研究地图应用的原理和方法通用的数学模型与计算方法面向空间位置的数据加工处理地学现象与过程的专业 化规律探求多元统计聚类分析相关分析主成分分析概率分析。优化技术模拟退火爬山技术。智能计算神经元网络Agent遗传算法粗集。空间数据挖掘 计量地理 空间分析地学各分支专业化的分析、计算（地质统计 K

10、rig插值计算）地图分析：运用数学工具对图形、语义信息处理得到空间特征，派生出新的信息，但没有融入地学领域的专业知识、模型，不能回答深层次的地学问题空间数据挖掘：结合地学领域的知识，基于专业模型经过复杂的计算，发掘地学规律、解释地学机理、揭示地学特征。是在大量空间数据积累基础上的“淘金”。但目前对空间分析与空间数据挖掘的界线没有区分开，其他还有空间统计、空间量算等。马克思主义哲学地理学地理信息系统测量学艺术（ 参见 教材及其他参考书）2.2地图学同其它学科的联系1.模拟地图向数字地图转移（1）模拟技术生产模拟产品：传统地图集的编制、地图册的生产；（2）模拟技术生产数字产品：扫描地图集中页面制作

11、电子地图多媒体光盘（3） 数字技术生产模拟产品：CorelDraw矢量化跟踪输出常规印刷纸张图（4）数字技术生产数字产品：数字摄影测量生产DEM三维动画电子图；传统模式(1) 过渡模式 (2)(3) 现代模式(4)不仅技术手段都是在数字环境下通过数字技术工具，产品形式也是数字式的2.3地图学的发展趋势2. 制图向制图、用图并重转移随着空间数据基础设施的建立完成，大量地图数据库的完成，如何应用地图分析工具挖掘地理目标形态、分布特征、分布结构、分布模式 日益受到重视。3. 品种单一向产品多样化转移空间数据库符号库颜色库文字注记可视化图形数据处理 应用环境多样，表现形式多样，用户层次多样 “以人为本”，自适应可视化 用户参与制图，GoogleEarth 网民回帖、标注“自适应”是电子地图的设计者和用户之间的一种技术与需求的协调统一关系。GIS产品的设计应该遵循“以人为本”的原则，即充分考虑不同文化特点、不同专业背景、不同知识经验、不同终端以及不同数据质量要求的用户的需要，从而提供用户一种个性化的内容、功能和服务天气、光线（亮，暗）特殊光源条件（绿色光，大雾，晚上）数据加载速度（网络速度，大数据加载）外界环境（如室内，室外，安静，嘈杂）显示设备（PC，LCD，PDA，固定电话