第三章地图数据

1、地图数据地图数据3.1 地理变量与地图数据地理变量与地图数据一、地理变量的基本类型一、地理变量的基本类型（一）基本概念 (1)地理变量： 地理现象的定性或定量描述即构成地理变量。按性质可以分为空间数据和属性数据。 (2)制图数据 ： 当地理变量用于制图时，这些变量就转化成了制图数据。 地理变量地理变量分类、分级处理制图数据制图数据符号化地图符号地图符号 制图实质：研究表制图实质：研究表达各种地理数据的符达各种地理数据的符号和图形在地图上的号和图形在地图上的位置。位置。（一）基本类型空间数据：空间数据：构成地理事物的空间形状、构成地理事物的空间形状、 确定地理事物的空间位置。确定地理事物的空间位

2、置。属性数据：属性数据：定性或定量的描述地理事物定性或定量的描述地理事物 的性质和特征的性质和特征。1.1.按性质分为：按性质分为：2 2、作为制图数据分、作为制图数据分点位数据：以单独的位置存在的事物，在地图点位数据：以单独的位置存在的事物，在地图上以点（坐标）来描述，称为点位数据。如三上以点（坐标）来描述，称为点位数据。如三角点、河流交叉点、圈形居民地。角点、河流交叉点、圈形居民地。线性数据：以线状存在的事物，用坐标串来描线性数据：以线状存在的事物，用坐标串来描述，具有一维特征，称为线性数据。如客观存述，具有一维特征，称为线性数据。如客观存在的道路、河流、电力线，抽象实体磁力线、在的道路、

3、河流、电力线，抽象实体磁力线、境界、风速等。境界、风速等。面积数据：描述区域范围的数据，用封闭的线面积数据：描述区域范围的数据，用封闭的线性数据描述，具有二维特征。如湖泊、水库、性数据描述，具有二维特征。如湖泊、水库、森林、居民地等。森林、居民地等。体积数据：在面积数据的基础上加上第三维的体积数据：在面积数据的基础上加上第三维的值，有三维特征。如土石方、降水量、城市人值，有三维特征。如土石方、降水量、城市人口、国民生产总值等。口、国民生产总值等。二、地理变量的量表系统二、地理变量的量表系统 将地理变量描述在地图上时，首先必须：（1）确定位置 空间属性和序列 （2）特征分类 将数据进一步划分空间

4、数据属性数据对地图学来说，描述被观察到的特征并将其对地图学来说，描述被观察到的特征并将其划入某一组变量的最有效方法，是按照四级划入某一组变量的最有效方法，是按照四级精确度来划定的，通常叫做量表系统的方法。精确度来划定的，通常叫做量表系统的方法。这四种量表，按其精度排列为：这四种量表，按其精度排列为：定名量表、定名量表、顺序量表、间隔量表和比率量表顺序量表、间隔量表和比率量表。 (1)定名量表定名量表 在众多事物中只在众多事物中只根据固有特征进行区分根据固有特征进行区分时，可采用定名时，可采用定名量表，即在量表，即在区分制图现象时只根据定性关系，而不涉及定量区分制图现象时只根据定性关系，而不涉及

5、定量关系。关系。 地图上地图上表达物体的分布、状态、性质等可以使用定名量表达物体的分布、状态、性质等可以使用定名量表。表。对点位数据进行定名区分的例如城镇、采石场、北极等；对点位数据进行定名区分的例如城镇、采石场、北极等；线性数据的例如河名、路名；面积数据的例如土地利用类别线性数据的例如河名、路名；面积数据的例如土地利用类别等。等。 (2)顺序量表顺序量表 按某种标志把制图物体或现象排序，表现为一种相对的按某种标志把制图物体或现象排序，表现为一种相对的等级，称为等级，称为顺序量表顺序量表。它只能区分出大小，主次、新旧等相它只能区分出大小，主次、新旧等相对等级，不能产生对象的数量概念。例如可区分

6、为大港口和对等级，不能产生对象的数量概念。例如可区分为大港口和小港口，大中小城市等。其排序标志可以是单因素的，也可小港口，大中小城市等。其排序标志可以是单因素的，也可以是多因素的；可以是定性的，也可以是以某种数量关系为以是多因素的；可以是定性的，也可以是以某种数量关系为依据的。依据的。 顺序量表所表示的变量无起始点，也无单位，也不能表顺序量表所表示的变量无起始点，也无单位，也不能表明差别的具体量。明差别的具体量。 (3)间隔量表间隔量表 如果给顺序量表赋予一定的量的概念，即利用如果给顺序量表赋予一定的量的概念，即利用某种单位对顺序增加距离信息，就成了间隔量表。某种单位对顺序增加距离信息，就成了

7、间隔量表。为使用间隔量表，必须利用某种标准单位，然后再为使用间隔量表，必须利用某种标准单位，然后再用该单位表示不同的量。用该单位表示不同的量。 (3)间隔量表间隔量表例如，可用标准单位度例如，可用标准单位度(摄氏度或华氏度摄氏度或华氏度)区分温度，用人口区分温度，用人口作为标准单位作为标准单位(人口单位人口单位)区别城市大小，用长度标准单位区别城市大小，用长度标准单位(米米或英尺或英尺)来表示高程差等。来表示高程差等。有了单位，再加上距离信息，如有了单位，再加上距离信息，如1-10，1020，就构成了间隔量表。，就构成了间隔量表。根据间隔量表，读根据间隔量表，读者能者能获得关于差别大小的概念获

8、得关于差别大小的概念。因此，它是。因此，它是比定名比定名量表和顺序量表对制图对象更精确的描述量表和顺序量表对制图对象更精确的描述，但，但不能不能获得某物体具体的量获得某物体具体的量。 (4)比率量表比率量表 这是一种完整的定量化的方法这是一种完整的定量化的方法。它不但要有计它不但要有计量单位，而且有起始点，可以描述客体的绝对量。量单位，而且有起始点，可以描述客体的绝对量。例如，高于基准面的高程、气压、温度、降雪降水例如，高于基准面的高程、气压、温度、降雪降水强度、城市人口、货运吨位等，均可采用比率量表强度、城市人口、货运吨位等，均可采用比率量表计量。大多数涉及长度、面积、体积的计量单位都计量。

9、大多数涉及长度、面积、体积的计量单位都是根据比率量表确定的。是根据比率量表确定的。 四种量表是有序的，按其精度排序为四种量表是有序的，按其精度排序为定名量表定名量表顺序量表间隔量表比率量表顺序量表间隔量表比率量表。也就是说，在。也就是说，在制图中可以把比率量表处理成间隔、顺序和定名量制图中可以把比率量表处理成间隔、顺序和定名量表，而定名量表的数据却只能用定名量表来表达，表，而定名量表的数据却只能用定名量表来表达，不能改变成为任何其他形式的数据。定名量表表现不能改变成为任何其他形式的数据。定名量表表现质量差异，顺序量表有等级感，只有间隔量表和比质量差异，顺序量表有等级感，只有间隔量表和比率量表才

10、能显示数量差异，比率量表则是间隔量表率量表才能显示数量差异，比率量表则是间隔量表的精确化。的精确化。 3.2 数据源数据源一、地图资料一、地图资料1.地形图 是研究制图区域的地理情况、鉴别其它地图质量的主要依据、同时是编图时作为基础底图的主要依据。2.各种专题地图 如：地质图、土壤图等3.全国性指标图 如：山系图、河网密度图、居民地密度图等4.国界（系列）图 如：系列国界标准样图 二、影象资料：大比例尺地图和更新地图的依据二、影象资料：大比例尺地图和更新地图的依据1. 卫星像片2. 航空像片：影象地图3. 地面摄影像片三、统计资料三、统计资料 是制作专题地图中统计地图的基本依据。四、文字资料四

11、、文字资料 1. 地理考察资料2. 各种区划资料3. 政府文告、报刊消息4. 各种地理学文献3.3地图数据的加工地图数据的加工一、数据加工的类型一、数据加工的类型（一）加工类型（一）加工类型1. 把来源不同的数据换算为可比的数据把来源不同的数据换算为可比的数据 制图数据的预处理，将有差异的数据统一到同一标准中，具有可比性。2. 将统计数据加工成为派生的制图数据将统计数据加工成为派生的制图数据 根据地图上数据的性质，制图数据分为: 实测数据 派生数据 实测数据直接表示于地图上 实测数据地图 如：高程、河流长度等. 将加工后数据表示于地图上 派生数据地图 如：平均气温、人口密度等（二）加工方法（二

12、）加工方法 1.1.平均值平均值（1）算术平均值：广泛使用 如：粮食亩产、人均收入、人均占有耕地、多年平均气温等。nxXi（2）加权平均值 如：用各乡平均亩产计算全县的平均亩产 等问题 其中：X: 平均值 xi：各乡平均亩产 ai: 各乡面积 iiiaxaX2.2.比率比率 指两个数之比指两个数之比。派生的定量数据。（1）比率：两类物体或现象的数值之比。两类物体或现象的数值之比。 如：牲猪的出栏头数和存栏头数之比 （2）比例：某类物体或现象的数值与其总数某类物体或现象的数值与其总数 之比。之比。 如：全年降水天数同全年天数之比 bannx Nnxa（3）百分比：将上述比例换算成百分率的形式将上

13、述比例换算成百分率的形式 即为百分比。即为百分比。3.3.密度密度：一种特殊的比率形式，通常指单位面一种特殊的比率形式，通常指单位面 积内的平均值，反映离散现象的密集程度。积内的平均值，反映离散现象的密集程度。 如：人口密度：人/平方千米 河网密度： 千米/平方千米推广：每千人拥有的医生数、病床数； 城市居民拥有的住房面积、绿地面积等 AND 4.4.位能位能: : 任何点的位能值都与相邻各点的数量任何点的位能值都与相邻各点的数量 成正比成正比, ,与其位置间的距离成反比。与其位置间的距离成反比。 多用于经济要素和人文要素制图 其中: xixj:每点上包含的X值 Dij: i和j两点间的距离

14、公式说明:任何一点的位能值是所有其他各点对该 点的影响之和。ijjiiDxxp例: 城市: A B C D E 货币量: 30 25 70 63 52(亿元) 距离: AB(80),AC(60),AD(120),AE(200)(KM) 则; Pa=32.26(亿元)二、制图数据的分级二、制图数据的分级1. 1. 分级数量确定分级数量确定 (1) 符号法分级 艺术符号: 3级 几何符号: 5-7级 线状符号: 3级 (2) 颜色分级 单色版: 5级 多色版: 7-8级2.2.标定分级界限的方法标定分级界限的方法 左闭右开 右闭左开3.3.分级系统的种类分级系统的种类(1)等间隔分级(2)有系统地

15、向量表高端变大或变小的间隔分级(3)按某种变量系统确定分级间隔4.分级模型（1 1）比率分级法）比率分级法( (级数分级法级数分级法) )：数据排列后有一个递变状态所采用的分级方法，它的比值可以是算术级数或几何级数。表达这种分级的方程式为:12k=nLkxkxkxHi或 （H-L）/ x式1式2当采用算术级数计算比值时，(1)nxLnd式3当采用几何级数计算比值时，1nnxLr式4其中，L最低值，并0，算例计算取1；H最高值，算例计算取100；d公差；r公比；n分级数；k常数项。例一：设L=1，H=100，d=2，n=7计算分级值根据式三，代入各已知值后可计算得到：1234567i1 (1 1

16、)211 (2 1)231 (3 1)251 (4 1)271 (5 1)291 (6 1)2111 (7 1)213x =49xxxxxxx 则根据式2k=k=99 k=2.02ix（H-L）491+2.02+6.06+10.1+14.14+18.18+22.22+26.26=100所以分为7级的数据，依据式一可排列为：每一个分级的数值为 ，由此可得出：iL+ x分级范围为分级范围为13.023.029.089.0819.1819.1833.3233.3251.551.573.7273.72100取整数数值的连续分级数为取整数数值的连续分级数为133991919333352527474100

17、例二：设L=1，H=100，r=1.5，n=7,计算分级值.根据式4，有 ,代入各已知值后计算可得：nx =1n-1（3/2）01122334455667i1 (1.5)11 (1.5)1.51 (1.5)2.251 (1.5)3.3751 (1.5)5.0631 (1.5)7.5941 (1.5)11.39x =32.172xxxxxxx 则k=k=99 k=3.077ix（H-L）32.172根据式21+3.08+4.62+6.92+10.38+15.58+23.37+35.05=100所以分为7级的数据，依据式一可排列为：每一个分级的数值为 ，由此可得出：iL+ x分级范围为分级范围为1

18、4.084.088.78.715.6215.62262641.5841.5864.9564.9599取整数数值的连续分级数为取整数数值的连续分级数为144991616262642426565100（2）等差分级模型：）等差分级模型：一种是相邻分级界限相差一个常数k，称为界限等差分级模型；一种是相邻分级间隔递增一个常数，称为间隔递增等差分级模型。界限等差分级模型：其中， ，为一适当整数，作为分级的总区间左端点A0； ，为另一适当整数，作为分级总区间的右端点；Ai为第i级分级间隔的右端点；n为分级数。如，L=0，H=600，n=6，分级结果为：-iH LALikLin12min,mLx xx12max,mHx xx0100,100200,200300,300400,400500,500600间隔递增等差分级模型式中，L、H、Ai、n意义和前面一样，k为公差。由于，解不等式得：如， L=0，H=600，n=6，得取k=30，按分级模型计算分级结果为：()()2iii inALHLkn11(1)()2nALHLkLn2()(1)HLkn n2(60