第三章地圖數(shù)據(jù)

1、地圖數(shù)據(jù)地圖數(shù)據(jù)3.1 地理變量與地圖數(shù)據(jù)地理變量與地圖數(shù)據(jù)一、地理變量的基本類型一、地理變量的基本類型（一）基本概念 (1)地理變量： 地理現(xiàn)象的定性或定量描述即構(gòu)成地理變量。按性質(zhì)可以分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。 (2)制圖數(shù)據(jù) ： 當(dāng)?shù)乩碜兞坑糜谥茍D時(shí)，這些變量就轉(zhuǎn)化成了制圖數(shù)據(jù)。 地理變量地理變量分類、分級(jí)處理制圖數(shù)據(jù)制圖數(shù)據(jù)符號(hào)化地圖符號(hào)地圖符號(hào) 制圖實(shí)質(zhì)：研究表制圖實(shí)質(zhì)：研究表達(dá)各種地理數(shù)據(jù)的符達(dá)各種地理數(shù)據(jù)的符號(hào)和圖形在地圖上的號(hào)和圖形在地圖上的位置。位置。（一）基本類型空間數(shù)據(jù)：空間數(shù)據(jù)：構(gòu)成地理事物的空間形狀、構(gòu)成地理事物的空間形狀、 確定地理事物的空間位置。確定地理事物的空間位

2、置。屬性數(shù)據(jù)：屬性數(shù)據(jù)：定性或定量的描述地理事物定性或定量的描述地理事物 的性質(zhì)和特征的性質(zhì)和特征。1.1.按性質(zhì)分為：按性質(zhì)分為：2 2、作為制圖數(shù)據(jù)分、作為制圖數(shù)據(jù)分點(diǎn)位數(shù)據(jù)：以單獨(dú)的位置存在的事物，在地圖點(diǎn)位數(shù)據(jù)：以單獨(dú)的位置存在的事物，在地圖上以點(diǎn)（坐標(biāo)）來(lái)描述，稱為點(diǎn)位數(shù)據(jù)。如三上以點(diǎn)（坐標(biāo)）來(lái)描述，稱為點(diǎn)位數(shù)據(jù)。如三角點(diǎn)、河流交叉點(diǎn)、圈形居民地。角點(diǎn)、河流交叉點(diǎn)、圈形居民地。線性數(shù)據(jù)：以線狀存在的事物，用坐標(biāo)串來(lái)描線性數(shù)據(jù)：以線狀存在的事物，用坐標(biāo)串來(lái)描述，具有一維特征，稱為線性數(shù)據(jù)。如客觀存述，具有一維特征，稱為線性數(shù)據(jù)。如客觀存在的道路、河流、電力線，抽象實(shí)體磁力線、在的道路、

3、河流、電力線，抽象實(shí)體磁力線、境界、風(fēng)速等。境界、風(fēng)速等。面積數(shù)據(jù)：描述區(qū)域范圍的數(shù)據(jù)，用封閉的線面積數(shù)據(jù)：描述區(qū)域范圍的數(shù)據(jù)，用封閉的線性數(shù)據(jù)描述，具有二維特征。如湖泊、水庫(kù)、性數(shù)據(jù)描述，具有二維特征。如湖泊、水庫(kù)、森林、居民地等。森林、居民地等。體積數(shù)據(jù)：在面積數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加上第三維的體積數(shù)據(jù)：在面積數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加上第三維的值，有三維特征。如土石方、降水量、城市人值，有三維特征。如土石方、降水量、城市人口、國(guó)民生產(chǎn)總值等?？凇?guó)民生產(chǎn)總值等。二、地理變量的量表系統(tǒng)二、地理變量的量表系統(tǒng) 將地理變量描述在地圖上時(shí)，首先必須：（1）確定位置 空間屬性和序列 （2）特征分類 將數(shù)據(jù)進(jìn)一步劃分空間

4、數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)對(duì)地圖學(xué)來(lái)說(shuō)，描述被觀察到的特征并將其對(duì)地圖學(xué)來(lái)說(shuō)，描述被觀察到的特征并將其劃入某一組變量的最有效方法，是按照四級(jí)劃入某一組變量的最有效方法，是按照四級(jí)精確度來(lái)劃定的，通常叫做量表系統(tǒng)的方法。精確度來(lái)劃定的，通常叫做量表系統(tǒng)的方法。這四種量表，按其精度排列為：這四種量表，按其精度排列為：定名量表、定名量表、順序量表、間隔量表和比率量表順序量表、間隔量表和比率量表。 (1)定名量表定名量表 在眾多事物中只在眾多事物中只根據(jù)固有特征進(jìn)行區(qū)分根據(jù)固有特征進(jìn)行區(qū)分時(shí)，可采用定名時(shí)，可采用定名量表，即在量表，即在區(qū)分制圖現(xiàn)象時(shí)只根據(jù)定性關(guān)系，而不涉及定量區(qū)分制圖現(xiàn)象時(shí)只根據(jù)定性關(guān)系，而不涉及

5、定量關(guān)系。關(guān)系。 地圖上地圖上表達(dá)物體的分布、狀態(tài)、性質(zhì)等可以使用定名量表達(dá)物體的分布、狀態(tài)、性質(zhì)等可以使用定名量表。表。對(duì)點(diǎn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行定名區(qū)分的例如城鎮(zhèn)、采石場(chǎng)、北極等；對(duì)點(diǎn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行定名區(qū)分的例如城鎮(zhèn)、采石場(chǎng)、北極等；線性數(shù)據(jù)的例如河名、路名；面積數(shù)據(jù)的例如土地利用類別線性數(shù)據(jù)的例如河名、路名；面積數(shù)據(jù)的例如土地利用類別等。等。 (2)順序量表順序量表 按某種標(biāo)志把制圖物體或現(xiàn)象排序，表現(xiàn)為一種相對(duì)的按某種標(biāo)志把制圖物體或現(xiàn)象排序，表現(xiàn)為一種相對(duì)的等級(jí)，稱為等級(jí)，稱為順序量表順序量表。它只能區(qū)分出大小，主次、新舊等相它只能區(qū)分出大小，主次、新舊等相對(duì)等級(jí)，不能產(chǎn)生對(duì)象的數(shù)量概念。例如可區(qū)分

6、為大港口和對(duì)等級(jí)，不能產(chǎn)生對(duì)象的數(shù)量概念。例如可區(qū)分為大港口和小港口，大中小城市等。其排序標(biāo)志可以是單因素的，也可小港口，大中小城市等。其排序標(biāo)志可以是單因素的，也可以是多因素的；可以是定性的，也可以是以某種數(shù)量關(guān)系為以是多因素的；可以是定性的，也可以是以某種數(shù)量關(guān)系為依據(jù)的。依據(jù)的。 順序量表所表示的變量無(wú)起始點(diǎn)，也無(wú)單位，也不能表順序量表所表示的變量無(wú)起始點(diǎn)，也無(wú)單位，也不能表明差別的具體量。明差別的具體量。 (3)間隔量表間隔量表 如果給順序量表賦予一定的量的概念，即利用如果給順序量表賦予一定的量的概念，即利用某種單位對(duì)順序增加距離信息，就成了間隔量表。某種單位對(duì)順序增加距離信息，就成了

7、間隔量表。為使用間隔量表，必須利用某種標(biāo)準(zhǔn)單位，然后再為使用間隔量表，必須利用某種標(biāo)準(zhǔn)單位，然后再用該單位表示不同的量。用該單位表示不同的量。 (3)間隔量表間隔量表例如，可用標(biāo)準(zhǔn)單位度例如，可用標(biāo)準(zhǔn)單位度(攝氏度或華氏度攝氏度或華氏度)區(qū)分溫度，用人口區(qū)分溫度，用人口作為標(biāo)準(zhǔn)單位作為標(biāo)準(zhǔn)單位(人口單位人口單位)區(qū)別城市大小，用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)單位區(qū)別城市大小，用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)單位(米米或英尺或英尺)來(lái)表示高程差等。來(lái)表示高程差等。有了單位，再加上距離信息，如有了單位，再加上距離信息，如1-10，1020，就構(gòu)成了間隔量表。，就構(gòu)成了間隔量表。根據(jù)間隔量表，讀根據(jù)間隔量表，讀者能者能獲得關(guān)于差別大小的概念獲

8、得關(guān)于差別大小的概念。因此，它是。因此，它是比定名比定名量表和順序量表對(duì)制圖對(duì)象更精確的描述量表和順序量表對(duì)制圖對(duì)象更精確的描述，但，但不能不能獲得某物體具體的量獲得某物體具體的量。 (4)比率量表比率量表 這是一種完整的定量化的方法這是一種完整的定量化的方法。它不但要有計(jì)它不但要有計(jì)量單位，而且有起始點(diǎn)，可以描述客體的絕對(duì)量。量單位，而且有起始點(diǎn)，可以描述客體的絕對(duì)量。例如，高于基準(zhǔn)面的高程、氣壓、溫度、降雪降水例如，高于基準(zhǔn)面的高程、氣壓、溫度、降雪降水強(qiáng)度、城市人口、貨運(yùn)噸位等，均可采用比率量表強(qiáng)度、城市人口、貨運(yùn)噸位等，均可采用比率量表計(jì)量。大多數(shù)涉及長(zhǎng)度、面積、體積的計(jì)量單位都計(jì)量。

9、大多數(shù)涉及長(zhǎng)度、面積、體積的計(jì)量單位都是根據(jù)比率量表確定的。是根據(jù)比率量表確定的。 四種量表是有序的，按其精度排序?yàn)樗姆N量表是有序的，按其精度排序?yàn)槎勘矶勘眄樞蛄勘黹g隔量表比率量表順序量表間隔量表比率量表。也就是說(shuō)，在。也就是說(shuō)，在制圖中可以把比率量表處理成間隔、順序和定名量制圖中可以把比率量表處理成間隔、順序和定名量表，而定名量表的數(shù)據(jù)卻只能用定名量表來(lái)表達(dá)，表，而定名量表的數(shù)據(jù)卻只能用定名量表來(lái)表達(dá)，不能改變成為任何其他形式的數(shù)據(jù)。定名量表表現(xiàn)不能改變成為任何其他形式的數(shù)據(jù)。定名量表表現(xiàn)質(zhì)量差異，順序量表有等級(jí)感，只有間隔量表和比質(zhì)量差異，順序量表有等級(jí)感，只有間隔量表和比率量表才

10、能顯示數(shù)量差異，比率量表則是間隔量表率量表才能顯示數(shù)量差異，比率量表則是間隔量表的精確化。的精確化。 3.2 數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源一、地圖資料一、地圖資料1.地形圖 是研究制圖區(qū)域的地理情況、鑒別其它地圖質(zhì)量的主要依據(jù)、同時(shí)是編圖時(shí)作為基礎(chǔ)底圖的主要依據(jù)。2.各種專題地圖 如：地質(zhì)圖、土壤圖等3.全國(guó)性指標(biāo)圖 如：山系圖、河網(wǎng)密度圖、居民地密度圖等4.國(guó)界（系列）圖 如：系列國(guó)界標(biāo)準(zhǔn)樣圖 二、影象資料：大比例尺地圖和更新地圖的依據(jù)二、影象資料：大比例尺地圖和更新地圖的依據(jù)1. 衛(wèi)星像片2. 航空像片：影象地圖3. 地面攝影像片三、統(tǒng)計(jì)資料三、統(tǒng)計(jì)資料 是制作專題地圖中統(tǒng)計(jì)地圖的基本依據(jù)。四、文字資料四

11、、文字資料 1. 地理考察資料2. 各種區(qū)劃資料3. 政府文告、報(bào)刊消息4. 各種地理學(xué)文獻(xiàn)3.3地圖數(shù)據(jù)的加工地圖數(shù)據(jù)的加工一、數(shù)據(jù)加工的類型一、數(shù)據(jù)加工的類型（一）加工類型（一）加工類型1. 把來(lái)源不同的數(shù)據(jù)換算為可比的數(shù)據(jù)把來(lái)源不同的數(shù)據(jù)換算為可比的數(shù)據(jù) 制圖數(shù)據(jù)的預(yù)處理，將有差異的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一標(biāo)準(zhǔn)中，具有可比性。2. 將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)加工成為派生的制圖數(shù)據(jù)將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)加工成為派生的制圖數(shù)據(jù) 根據(jù)地圖上數(shù)據(jù)的性質(zhì)，制圖數(shù)據(jù)分為: 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 派生數(shù)據(jù) 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)直接表示于地圖上 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)地圖 如：高程、河流長(zhǎng)度等. 將加工后數(shù)據(jù)表示于地圖上 派生數(shù)據(jù)地圖 如：平均氣溫、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）算術(shù)平均值：廣泛使用 如：糧食畝產(chǎn)、人均收入、人均占有耕地、多年平均氣溫等。nxXi（2）加權(quán)平均值 如：用各鄉(xiāng)平均畝產(chǎn)計(jì)算全縣的平均畝產(chǎn) 等問(wèn)題 其中：X: 平均值 xi：各鄉(xiāng)平均畝產(chǎn) ai: 各鄉(xiāng)面積 iiiaxaX2.2.比率比率 指兩個(gè)數(shù)之比指兩個(gè)數(shù)之比。派生的定量數(shù)據(jù)。（1）比率：兩類物體或現(xiàn)象的數(shù)值之比。兩類物體或現(xiàn)象的數(shù)值之比。 如：牲豬的出欄頭數(shù)和存欄頭數(shù)之比 （2）比例：某類物體或現(xiàn)象的數(shù)值與其總數(shù)某類物體或現(xiàn)象的數(shù)值與其總數(shù) 之比。之比。 如：全年降水天數(shù)同全年天數(shù)之比 bannx Nnxa（3）百分比：將上述比例換算成百分率的形式將上

13、述比例換算成百分率的形式 即為百分比。即為百分比。3.3.密度密度：一種特殊的比率形式，通常指單位面一種特殊的比率形式，通常指單位面 積內(nèi)的平均值，反映離散現(xiàn)象的密集程度。積內(nèi)的平均值，反映離散現(xiàn)象的密集程度。 如：人口密度：人/平方千米 河網(wǎng)密度： 千米/平方千米推廣：每千人擁有的醫(yī)生數(shù)、病床數(shù)； 城市居民擁有的住房面積、綠地面積等 AND 4.4.位能位能: : 任何點(diǎn)的位能值都與相鄰各點(diǎn)的數(shù)量任何點(diǎn)的位能值都與相鄰各點(diǎn)的數(shù)量 成正比成正比, ,與其位置間的距離成反比。與其位置間的距離成反比。 多用于經(jīng)濟(jì)要素和人文要素制圖 其中: xixj:每點(diǎn)上包含的X值 Dij: i和j兩點(diǎn)間的距離

14、公式說(shuō)明:任何一點(diǎn)的位能值是所有其他各點(diǎn)對(duì)該 點(diǎn)的影響之和。ijjiiDxxp例: 城市: A B C D E 貨幣量: 30 25 70 63 52(億元) 距離: AB(80),AC(60),AD(120),AE(200)(KM) 則; Pa=32.26(億元)二、制圖數(shù)據(jù)的分級(jí)二、制圖數(shù)據(jù)的分級(jí)1. 1. 分級(jí)數(shù)量確定分級(jí)數(shù)量確定 (1) 符號(hào)法分級(jí) 藝術(shù)符號(hào): 3級(jí) 幾何符號(hào): 5-7級(jí) 線狀符號(hào): 3級(jí) (2) 顏色分級(jí) 單色版: 5級(jí) 多色版: 7-8級(jí)2.2.標(biāo)定分級(jí)界限的方法標(biāo)定分級(jí)界限的方法 左閉右開(kāi) 右閉左開(kāi)3.3.分級(jí)系統(tǒng)的種類分級(jí)系統(tǒng)的種類(1)等間隔分級(jí)(2)有系統(tǒng)地

15、向量表高端變大或變小的間隔分級(jí)(3)按某種變量系統(tǒng)確定分級(jí)間隔4.分級(jí)模型（1 1）比率分級(jí)法）比率分級(jí)法( (級(jí)數(shù)分級(jí)法級(jí)數(shù)分級(jí)法) )：數(shù)據(jù)排列后有一個(gè)遞變狀態(tài)所采用的分級(jí)方法，它的比值可以是算術(shù)級(jí)數(shù)或幾何級(jí)數(shù)。表達(dá)這種分級(jí)的方程式為:12k=nLkxkxkxHi或 （H-L）/ x式1式2當(dāng)采用算術(shù)級(jí)數(shù)計(jì)算比值時(shí)，(1)nxLnd式3當(dāng)采用幾何級(jí)數(shù)計(jì)算比值時(shí)，1nnxLr式4其中，L最低值，并0，算例計(jì)算取1；H最高值，算例計(jì)算取100；d公差；r公比；n分級(jí)數(shù)；k常數(shù)項(xiàng)。例一：設(shè)L=1，H=100，d=2，n=7計(jì)算分級(jí)值根據(jù)式三，代入各已知值后可計(jì)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 則根據(jù)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所以分為7級(jí)的數(shù)據(jù)，依據(jù)式一可排列為：每一個(gè)分級(jí)的數(shù)值為 ，由此可得出：iL+ x分級(jí)范圍為分級(jí)范圍為13.023.029.089.0819.1819.1833.3233.3251.551.573.7273.72100取整數(shù)數(shù)值的連續(xù)分級(jí)數(shù)為取整數(shù)數(shù)值的連續(xù)分級(jí)數(shù)為133991919333352527474100

17、例二：設(shè)L=1，H=100，r=1.5，n=7,計(jì)算分級(jí)值.根據(jù)式4，有 ,代入各已知值后計(jì)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 則k=k=99 k=3.077ix（H-L）32.172根據(jù)式21+3.08+4.62+6.92+10.38+15.58+23.37+35.05=100所以分為7級(jí)的數(shù)據(jù)，依據(jù)式一可排列為：每一個(gè)分級(jí)的數(shù)值為 ，由此可得出：iL+ x分級(jí)范圍為分級(jí)范圍為1

18、4.084.088.78.715.6215.62262641.5841.5864.9564.9599取整數(shù)數(shù)值的連續(xù)分級(jí)數(shù)為取整數(shù)數(shù)值的連續(xù)分級(jí)數(shù)為144991616262642426565100（2）等差分級(jí)模型：）等差分級(jí)模型：一種是相鄰分級(jí)界限相差一個(gè)常數(shù)k，稱為界限等差分級(jí)模型；一種是相鄰分級(jí)間隔遞增一個(gè)常數(shù)，稱為間隔遞增等差分級(jí)模型。界限等差分級(jí)模型：其中， ，為一適當(dāng)整數(shù)，作為分級(jí)的總區(qū)間左端點(diǎn)A0； ，為另一適當(dāng)整數(shù)，作為分級(jí)總區(qū)間的右端點(diǎn)；Ai為第i級(jí)分級(jí)間隔的右端點(diǎn)；n為分級(jí)數(shù)。如，L=0，H=600，n=6，分級(jí)結(jié)果為：-iH LALikLin12min,mLx xx12max,mHx xx0100,100200,200300,300400,400500,500600間隔遞增等差分級(jí)模型式中，L、H、Ai、n意義和前面一樣，k為公差。由于，解不等式得：如， L=0，H=600，n=6，得取k=30，按分級(jí)模型計(jì)算分級(jí)結(jié)果為：()()2iii inALHLkn11(1)()2nALHLkLn2()(1)HLkn n2(60