第5講地圖概括

第5講地圖概括中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院GIS中心2第5講地圖概括第1節(jié)概述第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法3一、地圖概括的性質(zhì)第1節(jié)概述第5講地圖概括地理信息如何表現(xiàn)在地圖上？4第1節(jié)概述第5講地圖概括5一、地圖概括的性質(zhì)第1節(jié)概述第5講地圖概括地圖概括（generalization）：也稱制圖綜合。就是采取分類、簡化、夸張、符號化等科學(xué)手段，提取空間數(shù)據(jù)中主要的、本質(zhì)的數(shù)據(jù)。地理信息感知地理信息理性認(rèn)識地理數(shù)據(jù)形象-符號模型抽象概括6一、地圖概括的性質(zhì)第1節(jié)概述第5講地圖概括地圖概括的主要手段：分類和選取。在外業(yè)測圖中對地形、地物點的測量是有所選擇的。在內(nèi)業(yè)成圖時，對地理數(shù)據(jù)要進(jìn)行分類、簡化、夸張?zhí)幚?。地圖概括要解決的問題：比例概括——保證地圖內(nèi)容的詳細(xì)性與清晰易讀性的統(tǒng)一。目的概括——保證地圖的地理適應(yīng)性與幾何精確性的統(tǒng)一。7二、影響地圖概括的因素（一）地圖的用途與主題對地圖概括的影響第1節(jié)概述第5講地圖概括

地圖的用途不同，在圖上表示空間數(shù)據(jù)的種類、數(shù)量、質(zhì)量以及簡化程度不同。用途與主題是影響地圖概括的主導(dǎo)因素。例如，下頁的兩幅地圖上的水系要素。89二、影響地圖概括的因素（二）地圖比例尺對地圖概括的影響

第1節(jié)概述第5講地圖概括同一地區(qū)不同比例尺地圖上，其地物表示的詳細(xì)程度存在明顯差異。地圖比例尺是決定地圖概括數(shù)量特征的主要因素，限定了制圖區(qū)域幅面和要素總量。10（二）地圖比例尺對地圖概括的影響

第1節(jié)概述第5講地圖概括在不同比例尺地圖上，同一事物的重要程度不一樣。11二、影響地圖概括的因素（三）制圖區(qū)域的地理特征對地圖概括的影響第1節(jié)概述第5講地圖概括地圖需要反映制圖區(qū)域的自然景觀或人文景觀的結(jié)構(gòu)和區(qū)域分異規(guī)律，要根據(jù)區(qū)域的特點確定要素的選取指標(biāo)。12二、影響地圖概括的因素第1節(jié)概述第5講地圖概括

江南水鄉(xiāng)，河網(wǎng)稠密，影響其他要素顯示，需限定河網(wǎng)密度。

在干旱、半干旱地區(qū)，應(yīng)表示全部河流和泉水出露的地點。（三）制圖區(qū)域的地理特征對地圖概括的影響13二、影響地圖概括的因素第1節(jié)概述第5講地圖概括山區(qū)地勢起伏大，用等高線表示地形時，等高距適當(dāng)增大。平原地區(qū)，幾十米的高度可能成為重要的地形特征，對農(nóng)田水利建設(shè)將產(chǎn)生重要影響，必須詳細(xì)表示。（三）制圖區(qū)域的地理特征對地圖概括的影響二、影響地圖概括的因素第1節(jié)概述第5講地圖概括城市林立的人口稠密地區(qū)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級的居民點顯得微不足道。人跡罕至的地區(qū)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級的居民點則成為舉足輕重的居民點。（三）制圖區(qū)域的地理特征對地圖概括的影響15二、影響地圖概括的因素（四）制圖數(shù)據(jù)質(zhì)量對地圖概括的影響

第1節(jié)概述第5講地圖概括地圖概括是以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的種類、特點及質(zhì)量直接影響地圖概括的質(zhì)量。地圖數(shù)據(jù)源的精度應(yīng)該高于新編地圖的精度。精度高的空間數(shù)據(jù)，對地理實體的內(nèi)容反映比較豐富，對細(xì)部反映的比較詳細(xì)。16二、影響地圖概括的因素（五）制圖圖解限制對地圖概括的影響

第1節(jié)概述第5講地圖概括在地圖上對圖形表示精細(xì)程度的制圖限制。人們受生理和心理因素作用對地圖圖形識別的限制。構(gòu)成地圖圖形的基本要素：形狀、尺寸、顏色、結(jié)構(gòu)。17三、手工概括與自動概括第1節(jié)概述第5講地圖概括傳統(tǒng)地圖的主要特征地圖編制理論的核心技術(shù)手工概括自動概括地圖概括的模型化和算法研究數(shù)字制圖生產(chǎn)的核心技術(shù)圖論、模糊集合論、分形描述、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、小波理論等地圖數(shù)據(jù)庫18分類和選取是地圖概括的主要手段，以數(shù)學(xué)方法及計算機(jī)為基礎(chǔ)的自動綜合概括已逐步發(fā)展起來。地圖的智能化綜合是一個公認(rèn)的國際難題，該問題的解決對于地圖學(xué)和GIS學(xué)科具有重要的理論與現(xiàn)實意義。在空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（NSDI）的地形圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)中，每種比例尺地形圖分別數(shù)字化并各自建立數(shù)據(jù)庫,存在明顯弊端。國內(nèi)外近20年來重視地圖自動綜合理論和方法的研究，并取得眾多的成果，綜合起來有：多尺度地圖數(shù)據(jù)庫自動綜合框架建立地圖自動綜合算子、算法研制開發(fā)地圖自動綜合指標(biāo)體系建立第1節(jié)概述第5講地圖概括19地圖概括的四個步驟：第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括選取——空間數(shù)據(jù)的排序、分級或分群。簡化——顯示空間信息的重要特征，刪除次要的細(xì)部?？鋸垺岣呋驈?qiáng)調(diào)符號的重要特征。符號化——將空間信息通過分類、簡化、夸張等方法所獲得的記號，根據(jù)其基本特征、相對重要性和相關(guān)位置制成各種圖形。20一、選?。ㄒ唬┵Y格法第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括按空間對象的數(shù)量選取水系的選?。喝绻选?cm的河流定為新編地圖的最低標(biāo)準(zhǔn)，那么新編地圖上凡是夠1cm長的河流一律選取，而小于1cm的河流則全部刪除。但須保持水系基本結(jié)構(gòu)特征。居民點的選取：人口≥500人的居民點為選取標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到此數(shù)量選取，不夠的皆刪除。21一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括按空間對象的質(zhì)量選取居民點的質(zhì)量指標(biāo)有以下幾種：行政等級、經(jīng)濟(jì)及歷史文化地位、方位意義、區(qū)域的特點等。其中行政等級是首要的選取指標(biāo)，如規(guī)定社區(qū)（鄉(xiāng)）、鎮(zhèn)以上居民點選取，社區(qū)（鄉(xiāng)）、鎮(zhèn)以下居民點一律刪除。（一）資格法22一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括根據(jù)資格法選取地物，在編圖實踐中應(yīng)視具體情況靈活運用：

連接湖泊的小河，作為湖泊唯一水源的小河，直接入海的小河以及江河上唯一的支流小河等均可破例選取。為了正確反映水系的結(jié)構(gòu)特征，如樹枝狀水系、格網(wǎng)狀水系選取河流的數(shù)量要比平行狀水系、放射狀水系多。（一）資格法23一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括（二）定額法按新編地圖上單位面積選取對象的個數(shù)或密度的方法。

密度分區(qū)人口密度/（人·

km-2）圖上居民點選取指標(biāo)/（個·dm-2）極密區(qū)>500200～250稠密區(qū)300～500160～200中密區(qū)50～300120～160稀疏區(qū)5～5090～120極稀區(qū)<5≤90我國1∶100萬地形圖居民點選取定額24一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括（二）定額法經(jīng)過圖解、計算分析及編圖試驗取得的選取指標(biāo)，是定額選取的依據(jù)，并記錄在編圖大綱或規(guī)范中。優(yōu)點：可以保證圖面選取的內(nèi)容既清晰易讀，又能有足夠的數(shù)量和適宜的密度。注意：不僅照顧在圖面上選取數(shù)量的密度和適宜性，同時還應(yīng)該考慮選取對象的重要程度。在編圖實踐中，定額法與資格法常結(jié)合使用。25一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括（三）區(qū)域指標(biāo)法指標(biāo)圖的作用是指導(dǎo)編圖者正確地表現(xiàn)出區(qū)域的最顯著特征和區(qū)間對比關(guān)系。對制圖區(qū)域進(jìn)行分區(qū)研究將分區(qū)內(nèi)的對象編成圖表和說明指標(biāo)圖26一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括（三）區(qū)域指標(biāo)法選取指標(biāo)通常應(yīng)該確定一個取值范圍，才能保持各分區(qū)之間取值的漸變。河網(wǎng)密度分區(qū)密度系數(shù)/

（km·

km-2）河長選取標(biāo)準(zhǔn)/cm極稀區(qū)<0.1基本全取較稀區(qū)0.1～0.30.5～0.8中等密度區(qū)0.3～0.50.6～1.00.5～0.70.8～1.20.7～1.01.0～1.4稠密區(qū)1.0～2.01.3～1.5極密區(qū)>2.0>1.5我國地圖上河流選取標(biāo)準(zhǔn)27一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括1.圖解計算法（蘇霍夫）此方法一般用于確定居民點選取數(shù)額。以地圖符號的面積負(fù)載量S

確定符號選取數(shù)量指標(biāo)的方法。南京市字寬d符號面積r注記面積

pn

為每平方厘米的居民點個數(shù)。（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法281.圖解計算法（蘇霍夫）一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括衡量居民點面積負(fù)載量：每1cm2內(nèi)居民點所占面積的總和。（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法29一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括比例尺地區(qū)分類1∶10萬1∶20萬1∶50萬1∶100萬大型集團(tuán)式居民點地區(qū)(東北)50301614中型集團(tuán)式居民點地區(qū)(華北)40201413小型及散列式居民點地區(qū)(我國大部分地區(qū))18151211（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法1.圖解計算法（蘇霍夫）單位：

mm2/cm230一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法2.開方根規(guī)律法（特普費爾）資料地圖與新編地圖兩種比例尺分母之比的開方根，便是新編地圖所應(yīng)選取的地物數(shù)量。此方法用于解決資料地圖與新編地圖由于比例尺的變換而產(chǎn)生的地物數(shù)量簡化問題。312.開方根規(guī)律法（特普費爾）一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括以比例尺為主，考慮到地物選取還受其他多種因素的影響,公式增加了符號尺寸改正系數(shù)C和地物重要性改正系數(shù)D

，公式擴(kuò)展為（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法322.開方根規(guī)律法（特普費爾）一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括對于符號改正系數(shù)C

，可能出現(xiàn)三種情況：符號尺寸符合開方根規(guī)律，符號尺寸隨比例尺縮小，C=1。

（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法332.開方根規(guī)律法（特普費爾）一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括符號尺寸不符合開方根規(guī)律，但新編地圖與資料地圖的符號（注記）尺寸相同。線狀符號面狀符號（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法342.開方根規(guī)律法（特普費爾）一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括符號尺寸不符合開方根規(guī)律，尺寸也不同。線狀符號面狀符號（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法S為符號寬度f為符號面積352.開方根規(guī)律法（特普費爾）一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括對于改正系數(shù)D，可能出現(xiàn)三種情況：很重要一般次要（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法362.開方根規(guī)律法（特普費爾）一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括擴(kuò)展公式的各種情況簡化X

為選取級，可設(shè)為0,1,2,3，對應(yīng)為很重要，重要，一般，次要。（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法372.開方根規(guī)律法（特普費爾）一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括開方根規(guī)律法的特點：（1）直觀地顯示了地圖概括從重要到一般的選取標(biāo)準(zhǔn)，是一個有序的選取等級系統(tǒng)。（2）是線性方程，在地圖比例尺固定條件下，地物選取比例一致。（3）未考慮到地理差異，特別是制圖對象分布的密度變化。（4）選取級X的調(diào)整可適當(dāng)彌補(bǔ)地理差異的影響。（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法382.開方根規(guī)律法（特普費爾）第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括2(2.5)7(9)NB723NA1∶25萬→1∶50萬X=31∶10萬→1∶25萬X=2河流條數(shù)比例尺指標(biāo)（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法39一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括

根據(jù)心理物理學(xué)試驗，察覺到同一要素的等級差別常遵循等比數(shù)列的規(guī)則。此種方法常被用于計算機(jī)制圖中3.等比數(shù)列法（鮑羅金）（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法40一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括河流長度分級

A1,

A2,…,An

河流間距分級B1,

B2,…,Bn+1應(yīng)用舉例：河流支流選取Ai=A1ri-1Bi

=B1pi-1入選河流最小間隔用2維等比數(shù)列Cij表示Cii=(Bi+Bi+1)/2＝C11pi-13.等比數(shù)列法（鮑羅金）（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法設(shè)r,p為辨認(rèn)系數(shù)(公比)，可令r=

1.3，

p=1.5

符合等比關(guān)系C11,

C22,…,

Cnn為河流應(yīng)保持的最小間隔41一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括每一列代表同級間平均距離依此類推······3.等比數(shù)列法（鮑羅金）（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法B1~B2…Bn

~Bn+1＞AnC11An-1~AnC21C22…………A2~A3Cn-1,1Cn-1,2…Cn-1,n-1A1~A2Cn1Cn2…Cn,n-1Cnn長度分級距離分級選取間隔42一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括1.5~2.32.3~3.43.4~5.15.1~7.67.6~11.411.4~17.1>14.81.911.4~14.82.32.98.8~11.42.93.54.36.8~8.83.84.35.16.35.2~6.85.25.66.37.69.54~5.27.27.58.19.511.414.3在此例中，原圖上>15cm的應(yīng)全取，<4cm的應(yīng)全舍，在這個范圍內(nèi)若河流平均距離<1.5cm的也應(yīng)舍棄。

3.等比數(shù)列法（鮑羅金）（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法長度分級距離分級選取間隔43一、選取第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括1.5~2.32.3~3.43.4~5.15.1~7.67.6~11.411.4~17.1>14.81.911.4~14.82.32.98.8~11.42.93.54.36.8~8.83.84.35.16.35.2~6.85.25.66.37.69.54~5.27.27.58.19.511.414.3某一支流長8cm，兩側(cè)河流平均距離4cm，兩側(cè)間隔>5.1cm的這一段支流才能被選取，兩側(cè)間隔<5.1cm，則應(yīng)舍棄。長度分級距離分級選取間隔3.等比數(shù)列法（鮑羅金）（四）確定選取指標(biāo)的幾種數(shù)量分析方法44二、簡化（一）質(zhì)量特征的簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括（二）數(shù)量特征的簡化（三）圖形特征的簡化（四）地物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化簡化就是顯示空間數(shù)據(jù)的重要特征，刪除不重要的細(xì)部。簡化處理，最終只顯示其重要的本質(zhì)特征，刪除次要的非本質(zhì)特征。45二、簡化（一）質(zhì)量特征的簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括空間數(shù)據(jù)質(zhì)量特征簡化，是將空間數(shù)據(jù)按其屬性進(jìn)行合并，用概括的分類取代詳細(xì)分類，或者取消低級分類。舉例：居民點分類

地貌分類

土壤分類

植被分類質(zhì)量特征的簡化46二、簡化（一）質(zhì)量特征的簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括地質(zhì)圖地貌圖土壤圖植被圖大比例尺≥1∶10萬表示群、組，有時表示統(tǒng)表示地貌形態(tài)類型第四級表示土種、變種或土屬表示植物群叢或群叢組中比例尺1∶10萬~1∶100萬表示統(tǒng)或群表示地貌形態(tài)類型第三級表示土屬亞類或土種土類表示植物群叢組或群系小比例尺≤1∶100萬表示系或統(tǒng)表示地貌類型第二或第三級表示亞類、土類表示植物群系或群系組地圖比例尺與制圖基本分類單位47二、簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括（二）數(shù)量特征的簡化數(shù)量特征的簡化主要表現(xiàn)為減少數(shù)量分級，增大各等級間的數(shù)值間距。地形圖的數(shù)量簡化：

從1∶5萬到1∶50萬的地形圖上，等高線的間隔逐級增加。在小比例尺普通地圖上，通常根據(jù)地勢起伏大小具體情況采取變距等高線表示。48二、簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括（二）數(shù)量特征的簡化人口圖的數(shù)量簡化：居民地人口數(shù)量在總范圍不變的情況下分級由7級變?yōu)?級。在用點值法表示人口時，隨著地圖比例尺的縮小，可以采取增大點值減少點數(shù)進(jìn)行數(shù)量特征的簡化。49二、簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括對線狀地物、地物分界線、面狀地物的復(fù)雜輪廓進(jìn)行簡化，通常采取刪除、合并等處理手段。（三）圖形特征的簡化圖形簡化的基本要求是：任何線狀地物或者面狀地物，其圖形或者輪廓都是點的集合，在這些點所構(gòu)成的曲線中，只有能反映曲線彎曲特征的點才是特征轉(zhuǎn)折點，這些特征轉(zhuǎn)折點是構(gòu)成圖形的基礎(chǔ)保存特征轉(zhuǎn)折點保持不同彎曲地段彎曲程度的對比關(guān)系保持面狀地物輪廓圖形和線狀地物彎曲狀況的基本特征保持彎曲和特征轉(zhuǎn)折點的相對精確性50二、簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括圖形簡化的具體操作方法：按最小尺寸限定彎曲取舍按開方根規(guī)律簡化形狀（三）圖形特征的簡化51二、簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括線狀地物線條最小彎曲尺度指標(biāo)：彎曲寬度w和彎曲深度d

（三）圖形特征的簡化當(dāng)Wi≥W，di＞d時，一般應(yīng)選取；當(dāng)Wi＜W，di＜d時，一般應(yīng)刪除；當(dāng)Wi＜W，di＞d時，或

Wi≥W，di＜

d時，則要考慮彎曲的形狀特征，需刪除彎曲或通過夸張使彎曲大于限定尺寸。52二、簡化第2節(jié)地圖概括的內(nèi)容和方法第5講地圖概括圖形簡化時應(yīng)該將不同的彎曲分為幾個區(qū)段，分別選擇公式中X系數(shù)進(jìn)行彎曲取舍，以保證簡化后河流的區(qū)域特征。（三）圖形特征的簡化53二、簡化第2