地图制图及可视化

1、College of Surveying And Geo-Informatics主讲： 李鲁峰制作： 吴旭祥College of Surveying And Geo-Informatics1 1 地图的历史和发展2 2 地图制图流程3 3 地图的可视化 目录College of Surveying And Geo-Informatics1. 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Colle

2、ge of Surveying And Geo-Informatics1. 地图的历史和发展 地地图模型图模型论论 地地图感受图感受论论 虚虚拟拟化化 主客体同一化主客体同一化现代地图学进展：地图模型论是研究如何建立再现客观环境的地图模型，并以地图数学模型来表达的理论。地图认知论是研究人类认知地图获取信息的手段，原理和过程的理论。地图感受论是研究地图视觉感受过程的物理学、生理学和心理学方法，探讨地图是如何被用图者有效感受的理论。智能化 包括地图信息源信息获取，地图制作过程和地理信息表达的智能化等。虚拟化 地图学将来表达的制图对象不一定都是实体的客观存在，很多内容将是虚拟的、模拟的、多维仿真式的

3、。功能多极化 地图功能从表达地理客体规律特征，扩展到知识发现、空间分析、动态显示监测、综合评价、预警预报等。主客体同一化 随着科技发展，促进地图制作技术的不断改进和创新，地图制作将越来越简单，故既是地图制作者又是地图使用者将逐渐普遍，使主客体同一化。全球一体化 随着数字地球战略的实施和推进，将实现全球化的地图无缝拼接和万维网联通，使地图在表达地球和研究地球方面，都可以整体化，全球一体化形式出现。地图认知论地图认知论智能化智能化功能多极化功能多极化全球一体全球一体College of Surveying And Geo-Informatics1 1 地图的历史和发展3 3 地图的可视化 目录2

4、2 地图制图College of Surveying And Geo-Informatics 2.1 计算机地图制图与地理信息系统 计算机地图制图的目的是生产各种形式的地图，如普通地形图，专题图，三维立体地图，晕渲图，坡度图和坡向图等。 地理信息系统则是以高效处理地理空间数据和非图数据并为辅助决策提供科学依据为目的的计算机技术系统。 地理信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算机地图制图。 计算机地图制图的发展，促进了地理信息系统的产生和发展，而地理信息系统的发展又推动着计算机制图的迅速提高和进一步发展。计算机地图制图系统与计算机地图制图系统与GISGIS的相似之处：的相似

5、之处：他们都以计算机的外围设备为工具，以数据库技术为基础，都要处理空间他们都以计算机的外围设备为工具，以数据库技术为基础，都要处理空间数据，都具有地图制图的功能。数据，都具有地图制图的功能。主要区别是主要区别是: :计算机地图制图系统侧重于可见实体的显示和处理，而对可见实体可能存计算机地图制图系统侧重于可见实体的显示和处理，而对可见实体可能存在的非图形属性不太重视。而这种属性在地理分析中却是非常有用的数据；在的非图形属性不太重视。而这种属性在地理分析中却是非常有用的数据；地理信息系统既注重实体的空间分布，又强调他们的显示方法和质量。地理信息系统既注重实体的空间分布，又强调他们的显示方法和质量。

6、计算机地图制图与地理信息系统的关系College of Surveying And Geo-Informatics 检查验收与成果归档阶段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 2.2 地图制图流程College of Surveying And Geo-Informatics 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 2.分析已成图3.研究制图资料 4.研究制图区域的基本情况5.设计地图的数学基础 6.地图的分幅和图面设计7.地图内容及表示方法设计 8.各

7、要素制图综合指标的确定9.制图工艺设计 10.样图试验主要涉及：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 2. 2.1 项目分析与地图设计阶段College of Surveying And Geo-Informatics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1.选择比例尺的条件 制图区域大小、图纸规格、地图精度等。2.地图投影选择在赤道附近正轴圆柱投影;在中纬度地区圆锥投影；南北延伸的区域横圆柱投影;要求面积对比正确（土地资源图）等积投影;要求方位正确（地形图）等角投影;要求距离正确（交通图）距离投影;已成固定模式的，海图用墨卡托投影，欧美国家地形图用UTM

8、投影，我国地形图用高斯投影。3.坐标网的选择大比例尺地形图：以直角坐标网为主、地理坐标网为辅；中、小比例尺地形图及地理图：只选地理坐标网旅游地图或大比例尺城市图，通常不表示任何坐标网。纸张规格；印刷条件；主区在总图廓中基本对称，同时要照顾到同周围地区的经济和交通联系；内分幅的各图幅印刷面积尽可能平衡；分幅时还应照顾到图面配置和尽量不破坏重要目标的完整等。1、图名：简练、明确，具有概括性。2、图廓3、图例4、附图、图表和文字说明图例符号的完备性图例符号的一致性对标志说明的明确性图例系统的科学性（1）附图：位置图、重点区域扩大图、行政区划略图、某要素的专题地图、嵌入图等。（2）图表：统计图表；坡度

9、尺，坐标尺、图解比例尺等。（3）文字说明：编图资料、成图时间、坐标系、高程系、编绘和出版单位等。 2. 2.1 项目分析与地图设计阶段College of Surveying And Geo-Informatics 2. 2.1 项目分析与地图设计阶段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。（3）在内容表达形式上注意与专题内容的视觉层次对比。地图内容的设计要遵循College of Surveying And Geo-Informat

10、ics 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 2.2 地图制图流程College of Surveying And Geo-Informatics 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。 2.2.2 资料搜集与数据建库阶段College of Surveying And Geo-Informatics 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 2.2 地图制

11、图流程College of Surveying And Geo-Informatics地图编绘内容：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；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；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。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 2.2.3 数据提取与地图编制阶段College of

12、Surveying And Geo-Informatics1 1 地图的历史和发展 目录2 2 地图制图3 3 地图的可视化College of Surveying And Geo-Informatics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、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。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。处理空间数据库 3.1 可视化的定义Colleg

13、e of Surveying And Geo-Informatics软拷贝 纸质或其它介质地图 屏幕上的电子地图硬拷贝综合、形象地表现空间信息所使用的文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。地图GIS信息三维仿真地图虚拟现实 VR以三维电子地图数据库为基础，按照一定比例对现实世界或其中一部分的一个或多个方面的三维、抽象的描述。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。 3.2 空间信息可视化的形式Colle

14、ge of Surveying And Geo-Informatics（现代地图学核心论） 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。 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。 3.2 空间信息可视化的理论College of Surveying And Geo-Informatics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。 3.2

15、.1地图可视化（地图应用论 ）College of Surveying And Geo-Informatics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地图认知读图者认知模型制图者认知模型对地图对象的认知。对表达事物和现象的认知，及内容表现形式的认知。 3.2.2地图可视化（地图认知论 ）College of Surveying And Geo-Informatics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；

16、信息传输途径由视觉向视、听、触等多种感觉形式扩展。 3.2.3地图可视化（地图传输论 ）College of Surveying And Geo-Informatics从字符库读取汉字及字符信息 从GIS数据库中检索出的要素、特征及定位信息 预处理 符号化 地图输出 从符号库读取符号信息从色彩库读取彩色信息 3. 3 空间数据可视化的过程College of Surveying And Geo-Informatics（符号运用）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。 大小和纹理(符号斑纹的间距)表征了图上数据之间

17、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，方块表示变电站大小 形状纹理图案色相色值 饱和度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。 3. 4 空间可视化的一般原则College of Surveying And Geo-Informatics注记的功能 地图图形符号与地理要素联系的纽带 模拟功能定位 地理对象质量特征 地理对象数量特征 释义与定位的双重功能字体变化字体变化字形字样字大 字色宋体：济南仿宋：济南隶书：济南楷体：济南黑体：济南直体：济南粗体：济南斜体：济南大写：A小写：a济南济南济

18、南济南济南济南济南济南济南济南注记的运用 ：字体摆放：地图上文字或标注的摆放与字体变化的选择同样重要。规则：文字摆放的位置应能显示其所标识空间要素的位置和范围。点状要素的名称应放在其点状符号的右上方线状要素的名称应以条块状与该要素走向平行面状要素的名称应放在能指明其面积范围的地方 3. 4 空间可视化的一般原则（注记运用）College of Surveying And Geo-Informatics主题突出图形-背景图面平衡视觉层次SLOPESLOPE0 - 1313 - 2121 - 2828 - 3535 - 4343 - 7505801,1601,7402,320290Meters坡度分级图SLOPESLOPE0 - 1313 - 2121 - 2828 - 3535 - 4343 - 7505801,1601,7402,320290Meters坡度分级图一般不要出现过亮或过暗，偏大或偏小，太长或太短、与图廓太紧等现象 图形-背景可用他们之间的比值进行衡量，称之为图形-背景比率。提高图形-背景比率的方法是使用人们熟悉的图形。 一般可通过插入、再分结构和对比等方式产生。 3. 4 空间可视化的一般原则（版面运用）C