地图表示法课件

第6章地图表示返回

由地图符号组合成的地图虽然有千差万别的形式，但它所表示的地理信息，无非是空间数据在性质上或量度上的差异。地图学者多年来都在探讨将地图的符号组合为若干个地图符号模型。1972年瑞士英霍夫根据空间数据的图形结构组成12种符号模型。1976年苏联萨里谢夫也曾将地图的符号模型列为10种表示方法。他们基本上都是依形态分类，系统性不显著。地图符号模型以点、线、面的几何分类，并能兼顾定性、定量的数据处理。较过去习惯的使用的形态分类，能使地图的表示方法更为系统化。第六章地图表示

§1地理数据的点状表示

§2线状符号的构成

§3定性信息的面状制图

§4等值区域制图

§5地理数据视觉化的进展

点状分布要素指那些占地面积较小，不能按比例尺表示，又必须定位表示的事物，其实点状分布事物与面状分布事物的界线并不严格，如居民地，它用各种不同的图形，尺寸和颜色的符号表示现象的分布及其数量和质量特征。通常以符号的图形和颜色表示质量特征，尺寸表示数量指标，并尽可能将现象定位于现象所在位置上，在中大比例尺图为面状，在小比例尺图则为点状。第一节地理数据的点状表示一幅完整的地图是依据一定的符号组织规则，在各个层面上以符号的组合反映制图对象在特定区域内的空间分布特征，形成与对象世界对应的同构关系，从而构成客观世界的形象——符号模型。可以用点状符号表示的地理数据在微观尺度上，空间形态可以忽略的地物，如测量控制点、观测点、界址点、电线杆等。按比例缩小或经地图概括后，在特定观察尺度下呈现为点状的事物，如矿产分布、城市分布等。0维点状对象呈点状分布对象一、用定位符号表示定性数据a.几何符号：以简单的几种图形代表事物的性质。b.文字符号：以简单的文字或字母作为符号表示事物的类别。c.象形符号：以简单而形象化的图形表示事物的质量特征。可以用于形象的、几何的和组合的点状符号中。形象符号最大的优点是能快捷的传递地图信息，它可以不借助图例就能使读者了解符号的意义。在主体或详细程度不同的地图上，相同的形象符号可以有不同的含义。

表示形象符号的主要变量是形状和色相。几何符号基本上不与数据的属性相关联。组合符号主要是指形状变量的叠加，这种符号有利于形成地物类别的系列化。

顺序量表的点状符号用于表示地图信息的强度。顺序量表是从具有可比变化的数据，简单的转化为多与少的关系。不必考虑大与中或中与小在数值上的比例或绝对值。所以通常只取三项顺序。表达顺序可以采用尺寸变量，配合亮度、彩度或网纹变量，构成对象的强度变化。顺序量表的尺寸+亮度变化间距/比率量表能显示点状符号中地图数据的数量差别。如上所述，顺序量表和距离/比率量表的不同，仅在于前者隐藏了数据的数量而只显示数据的强度，那么表示数据的数量时，最有效的视觉变量还是图形的尺寸。也可以用亮度或网纹来显示数量。

二、点状符号的大小表示数量特征为便于比较数量差别，需采用几何符号，使符号面积大小与其所代表的数量多少成一定的比率关系，一般有二种形式。顺序量表的尺寸+亮度变化（1）绝对比率符号，即所绘符号面积的大小，与它所代表的现象的数量成正比关系。采用绝对比率符号，必须规定比率基数与计算各符号的准线长度。式中RA和A为规定的比率基数，RB为所求符号的准线长度，B为符号代表数量在某制图区域，已确定RA=4mm，代表城市人口A=10万人，城市人口(万人)102030405060708090100园半径(mm)RB4.05.66.988.99.810.611.31212.6绝对（分级）比率符号优点和缺点符号大小与它所代表的数量大小一致，可以正确比较它们的数量关系；缺点①当事物最大数量与最小数量相差悬殊时,符号的比率基数不易确定最大符号与最小符号差别过大,太大或太小;②数量相差不大,符号也相差不大,难以比较;③难以保持现势性2)条件比率符号指符号面积的大小不与所表示事物的数量之间或绝对正比例关系,而是任意规定某种条件后,只在一定具有相对或比性程度上反映事物的大小或多少1）线性比率法2）对数法3）心理比率法（三）连续比率方式与分级比率方式：圆的视觉尺度1.确定数据的分级数目

数据组分为5～9级较合适2.确定比例圆的尺寸或比率

值域分级方法（1）连续尺度（2）非连续尺度（3）任意尺度1.确定数据的分级数目

数据组分为5～9级较合适2.确定比例圆的尺寸或比率

值域分级方法:将数据分成若干组,每组用一个比例圆表示,使每个比例圆之间有很好的视觉比较而不拘泥于数据的绝对值,分级间隔则是用迭代法确定的级间差异.比例圆是点状符号在数量对比上最常采用的几何符号。理由是：（1）在视觉感受上圆形最稳定；（2）圆面积公式中只有一个变量；（3）在相同面积的各种图形中，圆形所占图上的视觉空间最小；（4）圆形常用于心理测验。（三）连续比率方式与分级比率方式：圆的视觉尺度3.表示比例圆的数据尺度：（1）连续尺度:数据相连接,并且是起始数据倍数的尺度(符号的面积大小与它所代表事物的数量指标成正比关系).（2）非连续尺度:数据之间相互独立,数据可以是起始数据的倍数也可以是其他数据.（3）任意尺度:数据之间相互独立且互不关联(符号的面积大小可大体表示事物数量的多少，但与所代表事物的数量并不成绝对比例关系)。值域分级圆的应用以分级比率方式表示数据的定量特征，简化了数据的数值差异，提供了更明确直观的定量对比信息，便于把握事物数量特征的空间分布规律，易于保持地图信息的现势性。比率关系概括程度选自《中国自然灾害系统地图集》1.点状符号的二维扩展a.分割圆:饼状或圆状的分割圆是一种定名量表，但也反映数据的特征，表明占全量的百分比。b.统计图表:包括柱状图、三角块、正方块等。c.玫瑰图（极坐标图）:也是一种二维的图形，表示一个区域按方位的统计数据，有很好的直观效果。最常用于表示各测站的年均风向频率。

三、点状符号的扩展分割圆扇形或格状分割圆是常用的结构统计图，反映了事物总量及其内部组成。2.百分比几何块

包括柱状图、三角块、正方块等。

玫瑰图

也是一种二维的图形，表示一个区域按方位的统计数据，有很好的直观效果。最常用语表示各测站的年均风向频率。

二维点状符号本身是一种形状变量，它可以配合颜色、方向和网纹的多种变量，产生彩色和非彩色的图形。

坐标统计图2.点状符号的三维扩展

三维图形使点状符号产生立体感，减少数据在图上所占的空间位置。常见的三维图形有：a.球状符号、b.柱体符号、c.轴侧图符号注意：三维符号最适宜于采用色相、彩度或网纹变量进行图形的整饰。使点状符号产生立体感，还减少数据在图面上所占的空间位置。常见的三维图形有：球状符号、柱体符号、轴侧图符号。三维符号最适宜于采用色相、彩度、或网纹变量进行图形的整饰。

选自《中国自然灾害系统地图集》四、点状制图的定位处理在普通地图上，有严格的定位规则。在专题地图上，只要求位置合理，相互关系正确。

在地形图上控制点、居民点、独立地物都采用了定名的或顺序的点状符号，符号重心或底点都与地物地理位置相重合;另一类点状符号说明一个地理范围，例如地类界内的阔叶林符号，一般是放置在地类界的中心或其他合适的位置。点状符号只有少数可以放置在数据中心位置上。因为：（1）专题符号一般都较大，若数据中心是居民点，会影响地理底图的显示，（2）专题数据虽然以一个点状符号出现，但它大多占有较大的制图范围；（3）专题符号由于地理位置的接近，经常是叠置在一起的，适当的移位是必然的。因此专题的点状符号只要求位置合理。有时位移过远，则应以箭头指向所代表的数据源位置。沿海地区农作物播种面积及类型如果点状符号是代表一个区域的数据，把点状符号定位在这个区域的重心位置上，这种地图通常分区统计图。北京工业定位符号图与分区统计图分区统计图：代表区域的点状符号，定位在这个区域重心位置上的地图。定位符号图：把点状符号配置在数据中心位置上的专题地图。分区统计图定位符号图第二节线状要素的表示一、线状符号的特征以线状符号表示的地理数据分为两类：（1）极端数据精准定位（2）宽容数据带状延伸（1）极端数据精确定位极端数据:要说明经线的经度为120度(应该即不少于120度，也不多于120度),则这条经线在地图上应为无限细，境界线是两个界桩中心点的连线，出于突出界点的目的，境界线才有一定的宽度。（2）宽容数据带状延伸宽容数据:在地理环境中，线状数据实际上是一个过渡带，海岸线由一个高潮位和一个低潮位之间的潮侵带构成。从资料来源分析，线状符号的平面位置多半从原图缩放而来，因而其位置是准确的。

定位线的种类很多，不少专题图都有本专题的线状符号系列，采用的变量主要是形状、尺寸、色相和彩度，总的特征是采用符号的组合或附加一些形状变量。河流符号逐渐加粗境界线符号地质构造线可用线状符号表示的地理数据空间形态呈现为线状或带状延伸的现象。在地域空间上有相互联系、移动变化的现象。65一、线状符号的特征（一）精确定位（二）概略定位（三）静态（四）动态按定位特征分按状态特征分一、线状符号的特征（一）精确定位适用：具有明确且稳定空间路径的线状现象。举例：经纬线、境界线、铁路、油气管线、线性构造。注意：符号宽度表示属性特征差异，但不代表实际的宽度。

按图形特征分（二）概略定位举例：洋流、台风路径、人口迁移。注意：其线状符号的图上坐标不具有量测或实际的定位意义。适用：在一定范围内呈动态变化的线状现象或不易明确路径的移动现象。适用：常规状态相对稳定或静止的线状现象。举例：常年河、道路、边界线、管线、地质构造。（三）静态69（四）动态适用：沿一定路径、趋势移动、变化的线状现象或变动状态。举例：物流、动物迁徙、大气运动。选自国家测绘局网站：《地图见证辉煌——中国改革开放三十年》表示非实物、不稳固、未完成、暂时性的事物。二、线状符号的定性表示空间分布：1维属性量表：定名量表视觉变量：形状变量、颜色变量表现形式：单线、平行双线、实线、虚线、渐变线、指向线、对称和非对称线划。具有特定含义。例如，指明河流流向、地面的陡降方向等。

三、线状符号的定量表示空间分布：1维。属性量表：顺序变量、间隔/比率量表。视觉变量：尺寸变量、颜色变量。四、运动状态的线状表示事物本身就表现为1维线状或带状。事物运动的轨迹、趋势或相互间的联系可概括为线状。四、运动状态的线状表示不同线性符号的走向或运动方向的设计：（1）反映移动的起点和终点（2）表示行进路线和方向精确、概略（3）流量以宽度比率表示（4）流速注记或其他视觉变量（5）性状指标注记或色相变量（6）相互联系“左进右出”双向交互第二次世界大战前的人口迁移第2节

呈线状或带状分布地理数据的表示第6章地图表示法四、运动状态的线状表示不同线性符号的走向或运动方向的设计：（1）反映移动的起点和终点（2）表示行进路线和方向精确、概略（3）流量以宽度比率表示（4）流速注记或其他视觉变量（5）性状指标注记或色相变量（6）相互联系“左进右出”双向交互第2节

呈线状或带状分布地理数据的表示第6章地图表示法四、运动状态的线状表示不同线性符号的走向或运动方向的设计：（1）反映移动的起点和终点（2）表示行进路线和方向精确、概略（3）流量以宽度比率表示（4）流速注记或其他视觉变量（5）性状指标注记或色相变量（6）相互联系“左进右出”双向交互货运量图第2节

呈线状或带状分布地理数据的表示第6章地图表示法四、运动状态的线状表示不同线性符号的走向或运动方向的设计：（1）反映移动的起点和终点（2）表示行进路线和方向精确、概略（3）流量以宽度比率表示（4）流速注记或其他视觉变量（5）性状指标注记或色相变量（6）相互联系“左进右出”双向交互第2节

呈线状或带状分布地理数据的表示第6章地图表示法四、运动状态的线状表示不同线性符号的走向或运动方向的设计：（1）反映移动的起点和终点（2）表示行进路线和方向精确、概略（3）流量以宽度比率表示（4）流速注记或其他视觉变量（5）性状指标注记或色相变量（6）相互联系“左进右出”双向交互第2节

呈线状或带状分布地理数据的表示第6章地图表示法四、运动状态的线状表示不同线性符号的走向或运动方向的设计：（1）反映移动的起点和终点（2）表示行进路线和方向精确、概略（3）流量以宽度比率表示（4）流速注记或其他视觉变量（5）性状指标注记或色相变量（6）相互联系“左进右出”双向交互选自《中国自然灾害系统地图集》

走向线的其他形式还可以有：沿线用短箭头相接、宽箭尾等。对行进路线并不精确的数据，也可以采用虚线或两点直接连线表示。

流量相互联系

走向线的其他形式还可以有：沿线用短箭头相接、宽箭尾等。对行进路线并不精确的数据，也可以采用虚线或两点直接连线表示。返回五、用线状符号表示定量的分布——等值线、等密度线制图对象定量特征的空间分布可以通过等量线显示出空间数据的三维模型。依数据特征，等量线分为等值线和等密度线等值线的数据是定位点的测量值或派生值，绝对值或均值。等密度线是由区域单元上的均值或比率数据产生，为相对值。1.等值线等值线的制图数据是定位点的测量值或派生的数值。例如高程点、降水量、温度，均是经过野外或室内的量测仪器测定的数值，因而都是绝对值。由绝对值派生的数据可以有平均值或比率。用等值线表示数据的分布，说明它的容量。

等值线勾绘2.等值线图的特点（1）等值线显示了空间数据的整体变化，数据必须是连续的，经过制图构成一个封闭的、三维的、线状表面。（2）等值线是定量符号，可进行图上量测，获得任意点的x,y,z数值。（3）比例尺变换时，地图概括较易实施。（4）需充分研究制图背景，了解制图对象的分布特征。3.等密度线等密度线是由显示在区域单元上的平均值数据产生的。等密度线制图不能采用绝对值，如要表示区域单元的数值，必须将绝对数值转为单位面积的比率或比值。例如城区单元内每平方千米的人口数-------人口密度等。

人口密度图等值线图具有以下特点：（1）等值线显示了空间数据的整体变化，其采集的数据必须有连续性，经过制图构成一个封闭的、三维的、线状表面。（2）

等值线是定量的符号，它可以进行图上量测。（3）在比例尺变换时，等值线容易通过制图法则进行图形的概括。（4）正是由于等值线的制图对专题的三维模拟具有重要的价值，制图者必须充分研究制图背景，广泛地了解制图对象的分布，才能编制出好的等值线图。

第三节面状制图一、面状地理数据的定域表示三种基本形态：全域连续分布局域成片分布离散分布精确定域与概略定域第3节

呈面状分布地理数据的表示一、面状地理数据的定域表示（一）面状现象的空间分布形态（二）精确定域和概略定域

全域连续分布局域成片分布离散分布地貌、行政区划、地表覆盖

湖泊、洪水淹没范围、油田分布人口分布、植被分布可以用点、线、面、体不同维度的符号体现精确分布概略分布行政边界土壤类型、民族分布二、面状地理数据的定性表示定性数据的连续分布，多以定名量表表示。在地图上，表现为三种形式：1.类型图(质底法）它是没有空白范围的，所有图斑不是属于这种类型，就是属于另一类型。如果出现复域类型，这些复域图斑便成为新的类型，它们之间也互不重叠。

信息表达具连续且排它的特性。（一）定性数据的特性

（二）定性数据的处理程序

全域连续分布局域成片分布离散分布质底法范围法范围法类型图、区划图分布范围图分布图以线划表示分类界线，以色相或网纹表示不同图斑符号的配置方法。数据的分级、分类图例设计与界线绘制以真实或隐含的轮廓线表示事物的分布范围，以颜色、网纹、注记或排列分量等表示事物的性质和类型。ⅦⅥⅤⅣⅢⅡⅠ我国的建筑气候区划第十四章2.区划图社会现象中的分省、分县地图，都属于区划图。他们的特征也是区域范围互不重叠。区划图和类型图略有不同的是，图斑之间没有从属关系。正由于它们具有同级的特点，运用色相变量表示图斑时要有较大的差异，并且不宜采用相同色相、不同亮度的图斑设色。

信息表达在空间上具连续、排它、无从属关系的特点。

应以色相变量的变化来显示。

3.范围图一个图幅范围内产业或作物的分布通常不能布满全区，因而显示在地图上呈散列及片状分布的图斑。当表示两种以上的产业和作物时，他们在地图上的图斑有可能互相重叠。

具有间断或重叠特性的空间信息的表达方式。选自《中国自然灾害系统地图集》适宜于表示定性信息的变量色相变量是表示定性信息的第一选择网纹的排列、纹理和方向变量常用于辅助表达1.类型的调查

航空遥感图像是类型调查最直接的空间数据，2至3年内航拍，经正射纠正的航片最佳。

多波段卫星遥感图像在专题制图中已经得到广泛应用。

地形图实地调查填图也是一种重要手段。定性信息的处理程序彩红外航片卫星影像徐州标准假彩色影像(TM432合成)徐州影像（剪裁）2.类型图的分类、分级和图例设计

依制图对象本身的特性实施分类分级，多为层次结构。根据学科的特点，类型制图可以构成三或四级分类。和分类相对应的是图例系列。图例设计应依据分类的层次结构进行：

第一层级色相变量或字符第二层级彩度或亮度变量或字符第三层级网纹变量（叠加）或字符选自《中国大百科全书》3.类型边界的绘制

利用遥感图像调查类型界线，实地调查和野外判读的面积应超过10%。

可用两种符号交绘或设计新符号的方法处理复域图斑。ABCA+B

在一个地区存在交错的类型区时，两种或三种类型在这个区域均占1/2或者1/3，因此很难判断它们间谁有绝对优势，即存在复域图斑。三、面状地理数据的定量表示

人口分布或作物分布是一种离散的地理现象，所以是一种区域频数制图。当编图完成后，区域单元界线在清绘成图时即行删去，而出现一种离散点的分布。（一）以点状符号构成的定量表示（二）以线状符号构成的定量表示（三）以面状及立体符号构成的定量表示等值区域法等值线法定位图表法成片和离散分布点值法分区统计法连续分布现象（一）用点状符号表示数量的分布——点值图

制图步骤：（1）确定区域单元（2）确定区域单元内数据的分布位置（3）计算点值和点的尺寸（4）作图点值的确定：a.点的直径：D=0.5～1.0mmb.点代表的数值：以密度最大区内，点之间不重叠为原则。点值=INT[制图对象数量M/密度最大区点数N]其中N=INT[密度最大区面积P/(D+0.2)2]c.密度相差太大时，可用不同大小的点子。符号法和点值法配合表示人口分布

点值法应用于多项数据制图时，各项数据可采用不同色相的圆点来表示，圆点的直径也可以有变化。点值法虽然是定量制图，但由于它没有区域单元界线，所以不适宜于准确的定位，但由于圆点按频数分布，图形比较直观，故能达到制图区域内数量对比的效果。定位图表法返回图1江苏经济发展水平区域分异示意图分区统计图法县市（区）人口密度(左)与人口总数(右)分布等值区域法和分区统计法的区别数据的分级 （1）外因分级 （2）平均分级 （3）序列分级 （4）特殊分级§4等值区域制图

（1）外因分级4.2数据的分级

按人为设定的特殊条件或原则确定的分级。如城市人口，国民收入等分级为（单位：万人）：<10；10～50；50～100；...（2）平均分级按等数值间隔确定的分级。如数值间隔=10分级为：<100；100～110；110～120；120～130；...按等数据间隔确定的分级。如间隔数=8分级为：<N1；N1～N8；N9～N16；N17～N24；...4.2数据的分级

（3）序列分级根据数组分布特征和分级数，以递增或递减的数值间隔确定分级。依据数据直方图判断：

等差分级:

a,a+k,a+2k,...分级间隔为k算术分级:

a,a+k,a+3k,...分级间隔为k

n等比分级:

a,ak,ak2,ak3,...分级间隔为

lgk=(lgNmax-lgNmin)/n

4.2数据的分级

数值直方图（4）特殊分级比率法分级裂点法分级迭代法分级四分位法分级标准差分级4.2数据的分级

裂点法分级频率分组10~2030~4050~60…490~5004.2数据的分级

四分位法将数据从小到大排列，然后按各级内部数据个数相等的规则确定分级。

n+140+1Q1=———=————=10.25442(n+1)2

41Q2=———=————=20.5443(n+1)3

41Q1=———=————=30.7544第一个四分位序号第二个四分位序号第三个四分位序号按内插法计算各分位数的数值假定有40个数X1=N10+(

N11

N10)0.25X2=N20+(

N21

N20)0.5X3=N30+(

N31

N30)0.75标准差分级统计量：算术平均值X和标准差d

∑xX=———

nX2d，X

d，X，X+d，X+2d±∑(x

X)2d=———————

n√分级间隔值：4.2数据的分级

等值区域图的符号化选自《中国自然灾害系统地图集》§5地理数据视觉化的进展

5.1地理数据视觉化的含义地图是地理数据的图形化表达视觉化是为视觉思维而进行的图形表示过程。视觉化是为识别、传输和解释模式或结构目的而概要地表示信息的过程，表示可以被符号化、图形化、形象化地解释，且区别于文字和公式。地图视觉化的特点体现在三方面5.1地理数据视觉化的含义动态性：时间维的引入，时间显示的动态地图交互探究性：实时变换参数，交互改变图形表示超媒体结构：将视觉化方案扩展至多视角图形、视频、音频5.2在视觉化中色彩的应用贝列维尔（C.A.Brewer）提出的视觉化中色彩应用的准则：(1)二值的定名量表的特例(2)定性的定名量表的实现(3)分散的顺序或间隔量表的展示(4)连续的比率量表的表达5.3动态符号的应用

——动态符号的特征是具有时间维的显示

1.位置的顺序图幅2.时间的顺序图像或统计图幅3.建立屏幕显示的动态符号模式1.位