1、专题地图编制期末复习资料第一章 绪 论一、专题地图的基本概念地图按其内容,可分为普通地图和专题地图两大类型。 专题地图的定义:按照地图主题的要求,突出而完善的表示与主题相关的一种或几种要素,使地图内容专题化,形式各异,用途专门化的地图。 专题地图的基本特征 1、专题地图只将一种或几种与主题相关联的要素特别完备而详细地显示,而其它要素的显示则较为概略,甚至不予显示。 2、内容更加广泛多样。专题地图上表示的内容,除了那些在地表上能见到的和能进行测量的自然现象或人文现象外,还有那些往往不能见到的或不能直接测量的自然现象或人文现象。 3、不仅可以表示现象的现状及其分布,而且能表示现象的动态变化和发展规
2、律。例如环境保护方面的地图,人口地图和经济预测图等。 二、专题地图的分类地图分类的标志很多,就专题地图而言,主要有按内容、按数据特征、按内容概括程度和按用途分类。 1、按内容分类 专题地图按其内容的专题性质,通常可分为三个基本类型:即自然地图、人文地图和其它专题地图。每一类地图又可细分为若干种。 (1) 自然地图可分为: 地势图、地质图、地球物理图、地貌图、气象气候图、水文图、土壤图、植被图、动物地理图、 综合自然地理图(景观地图或生态地图)等。 (2) 人文地图可分为: 政区地图（以反映国与国之间的政治关系和国内行政区划及政治、行政中心为主要内容）；人口地图（包括人口分布、人口密度、民族分布
3、、居民的自然变动、居民迁移以及居民的其它组成等内容）；经济地图（包括自然资源(动力资源、矿产资源)、各工业部门、农业部门、林业、交通运输(铁路、公路、航运、货物运输等) 、通信联系(电信、邮政等)、商业、财政联系、综合经济等内容）；文化地图（以文化教育、卫生等方面的分布和机构设施为主要内容）；历史地图(表示人类社会的历史现象)。 (3) 其它专题地图:指不能归属于上述内容类型的专题地图,而适用于某种特种用途的地图。如航海图、航空图、特种军用地图、城市地图、规划设计地图等,或者是用途广泛而内容包含自然和人文要素的综合性地图。 2、按数据特征分类 尽管专题地图所能反映的内容非常广泛,但将它们表示在
4、地图上,从其内容的数据特征而言,无非是两种,即定性数据,定量数据（含分级数据）。3、按内容概括程度分类 专题地图按其内容在地图上概括的程度和繁复程度,可分为解析型、合成型和综合型三种。 第二章专题内容的分布特征及其表示方法一、专题要素的空间分布特征和时间分布特征1、各种现象的空间分布 一般可归纳为三大类： 1）实地上分布面积较小（按地图比例尺仅能定位于点）或呈点状的，如居民点、工矿企业中心； 2）分布呈线状或带状的，如道路、河流、海岸等； 3）呈离散的或连续的面状分布，可分为： 间断而成片分布于广大面积上的，如湖泊、沼泽、森林、某种矿藏的分布区等； 在大面积上分散分布的，如人口分布、某种农作物
5、播种等； 连续而布满整个制图区域的，如气温、地质构造、土壤类型等。 前两种离散分布的有一定的相对意义，如散布的集群可视分为成片分布、而在大面积上大量的成片小块可视为散列，应相应采用不同的表示方法。 2、各种现象的时间特征 通常有四种情况： 1）反映现象特定时刻的，如其一截止日期的行政区划状况或工业产值，可有历史、现状和未来三种状况； 2）反映现象变迁过程的，如人口迁移、战线移动、货运等； 3）反映某一段时间的变化情况，如两个时间的经济对比；4）反映现象周期变化的，如许多气候象,水文现象。 二、专题地图的十种表示方法的概念（强调表示手段、所表示现象的分布特征和指标特征）目前专题地图的表示方法，一
6、般有定点符号法、线状符号法、质底法、等值线法、定位图表法、范围法、点数法、统计图法和运动线法。表示方法的选择取决于现象和物体的空间分布特征，以及地图用途的要求（表示信息的精度及其使用的性质）。 定点符号法（以下简称符号法）是采用不同的形状、颜色和大小的符号，表示各自独立的各个物体的数量与质量特征的方法。符号法以符号的形状、颜色和大小反映物体的特定属性：符号的形状与颜色表示质量特征，即定性特征；符号的大小表示数量指标，即定量特征。电子地图中利用符号的焦距、时间等变量反映现象的动态变化。 线状符号法:用线状符号表示呈线状或带状延伸分布的物体的质量特征。线状符号在普通地图上的应用是常见的，如用线状符
7、号表示水系、交通网、境界等。线状符号除了表示上述要素外，常用来表示一定范围内专题要素的主要方向，如地质构造线（图2-8）、山脉的主要走向、气象上的锋、社会经济现象间的联系等。线状符号可以用颜色和图形（形状），表示专题要素的质量特征，如区分海岸类型，区分不同的地质构造线（图2-8），表示某河段在不同时期内河床的变迁位置。线状符号一般不表示数量特征，符号的粗细只代表质量等级的差异，如主要和次要的区分。 质底法：是把全制图区域按照专题现象的某种指标划分区域或各种类型的分布范围，在各界线范围内涂以颜色或填绘晕线、花纹（乃至注以注记）,以显示连续而布满全制图区域的现象的属性差别（或区域间的差别）等值线：
8、是专题要素数值相等的连线，例如等高线、等深线、等温线、等压线、等降水量线、等磁偏线、等震线、重力异常线等等。 范围法：使用轮廓线、底色、晕线、注记、符号等整饰方法，在地图上表示某专题要素在制图区域内间断而成片的分布范围。 点数法：用一定大小的、形状相同的点子，表示分散分布现象的分布范围、数量特征和分布密度的方法。 定位图表法：是一种用定位于现象分布范围（整个制图区域或线状连续分布）某些地点或均匀配置于区域（或线状分布范围）内的一些相同类型的统计图表，表示全制图区域或沿某些线状分布范围内的呈周期性变化现象的方法。 分区统计图表：在制图区域各个区划单位（通常是以行政区为区划单位）内，按其相应的统计
9、数据，描绘不同形式的统计图表，以表示并比较各个区划单位内现象的总和构成及动态，这种方法叫分区统计图表法。统计图表通常描绘在地图上个相应的分区内。 分级统计图法：是在整个制图区域的若干个小的区划单位内（行政区划或其他区划单位），根据各分区资料的数量（相对）指标进行分级，并用相应色级或不同疏密的晕线，反映各区现象的集中程度或发展水平的分布差别。运动线法：是用运动符号（箭头）和不同宽窄的“带”，在地图上表示现象的移动方向、路线及其数量、质量特征。 三、表示方法变种及其功能扩充表示方法与表达手段的关系可以归纳为以下几点：（1） 表示方法和表达手段是相互联系、相互制约的两个科学范畴。（2） 两者是相互依
10、存的关系。（3） 两者互相配合以增强地图的功能。（4） 表示方法和表达手段是地图设计时应考虑的一个完整体系，它取决于地图用途、资料提供的可能等特点。扩充方法：剖面法、解析图表法、金字塔图表法、三角形图表法、四、表示方法的比较（区别与联系）与配合，当相同表示手段的两种或多种表示方法配合时应怎样处理1、符号法和定位图表法 联系：表示手段相近，都是用有定位意义的符号或图表表达现象的特征。 区别：（1）符号法反映呈点状分布的现象。尽可能反映全部点的分布状况；定位图表法利用典型点上的现象来说明整个面上或线上现象的特征。（2）符号法说明特定时刻的或某一段时期内的现象；定位图表法主要用于说明周期性发生的现象
11、 。 （3）符号法每个点有较强的独立性，定位图表法表示一个点不能全面反映制图区域的现象。 2、符号法和分区统计图表法 联系：两种表示方法表示的手段可以完全一样。都可以表示现象的数、质量指标。 区别：符号法中的每个符号在地图上的位置代表具体物体的实地位置，它的大小表示该现象在该点的数量指标。符号之间可以压盖。其表示的是在空间呈点状分布现象的特征。分区统计图表中的每个图形并不代表某一具体物体，而是代表某个区划单位内某全部现象的总和，它可配置在区域内的任一适当位置 。通常情况下图表之间不可以相互压盖。其表示的是在空间呈点、线、面状分布现象的特征。 3、线状符号法与运动线法 联系：线状符号法与运动线法
12、均可用线状的符号表示定位于线（或两点间）的专题现象，有些图上两种方法形 式上也颇相似 。 区别： （1）线状符号法是表示实地呈线状分布现象的分布，是反映静态的现象；运动线法则反映各种分布特征现象的运动（或发展）状况，是反映动态的现象。 （2）线状符号法一般是反映现象的质量特征，如海岸类型、道路种类等等，运动线法则常用复杂的“带”表示现象的数量和质量特征。 （3）线状符号的结构一般比较简单，定位比较精确；运动线法的结构有时很复杂，定位亦不够精确，有时仅表示两点间的联系或概略的移动路线，在表示面状现象时，符号只表示运动的趋向，并无定位意义。 4、范围法与质底法 联系：范围法与质底法都是反映面状分布
13、现象的方法，并且都是以底色、晕线或花纹等形式反映质量特征为主的。 区别：（1）范围法表示的是某一种或几种专题现象分布的具体范围，几种现象的分布范围可能会重叠，在范围外无此类现象的地区成为空白。质底法表示的是全制图区域内按现象的质量指标进行的分区，分区不可能重叠，全区也无空白；范围法能表示现象的渐进性和渗透性，而质底法一般不能表示现象的渐进性。 （2）范围法往往是根据各具体现象的各自分布状况描绘它们的范围轮廓，而质底法中的各区域则是在统一的原则和要求下，经过科学的概括而划分的。所以，范围法中各区域范围是各自独立、互不依存的，不同现象的范围轮廓的概括程度也不一定是同等的。质底法中的分区单位间却有密
14、切的联系，它们彼此毗连，有着同等的概括程度，如果这一分区范围扩大，必然是另一区域缩小，不同的概括程度则会改变原来对分区指标的正确反映。 5、点数法与分级统计图法 联系：这两种方法都可以用来表示分散分布的现象的集中程度和发展水平 。 区别：（1）表示的手段不同 （2）分级统计图法能简单而鲜明地反映地区间的差别，尤其是反映各区域经济现象的不同发展水平，能得到各地区简单的相对数量指标的概念。点数法能较好地现象分布的地理特征，它能反映现象的绝对指标。 （3）点数法比分级统计图法统计得详细，但分级统计图法更实用。易于设计与制作。 6、分区统计图表法与分级统计图表法 联系：分区统计图表法与分级统计图表法均
15、是以统计资料为基础的表示方法。他们都能反映各区划单元之间的数量差别，但不能反映每个区划单元内部的具体差异。 区别：（1）分区统计图表法的分区比较固定，如以某一级行政区域为划分依据 ，分级统计图法则不然，它是以相对数量指标的分级为划分依据的（各级所包括的分区的数目不一定同等且不固定）。当分级改变后，各色级的范围也随之改变。（2），当各个区划单元的数量指标值很接近时，从分区统计图表上很难看出它们的差别，而在分级统计地图上，只要适当地选择分级，就可清楚地表现出其微小的差别。其次，在同一幅分区统计图表上，可以明显地反映出现象的几种指标的结构，分级统计图上则很困难。但表示单个指标时，色级要比统计图表明显
16、得多。 （3）分级统计图法可以与其他精确制图方法配合使用，但分区统计图表法较难配合，特别与符号法不宜一起出现。 7、表示方法配合运用的原则和可能性 1、应采用恰当的表示方法和整饰方法，明显突出地反映地图主题内容。 2、表示方法的选择应与地图内容相适应。 3、应充分利用点状、面状和线状表示方法相配合。一般说，在一幅地图上不宜多于34种表示方法。4、当两种近似的表示方法配合时（如质底法和范围法），应注意突出主要者。如质底法用底色，范围法用区域符号或晕线。 5.当两种以上的表示方法或整饰方法配合时，应特别注意色彩的选择，以保证地图清晰易读。 第三章：专题制图要素的数据类型一、专题制图要素的数据类型有
17、哪些地理变量：是对地理现象的定性描述或定量描述。地理变量按精确程度基于量表系统分为定名量表、顺序量表、间隔量表、比率量表。在制图时需对这些地理变量进行分类、处理才能变成地理数据。 属性数据：是非定位数据、描述数据或语义数据，是对地图要素质量特征和数量特征的描述。属性数据用于专题制图时，可根据其对现象描述的精确程度分为定性数据和定量数据。 属性数据的形式：数字、文字、图形、图像、语言等。定名量表：研究事物时，只使用定性关系，不使用定量关系。如地图上表达物体的分布、性质、状态等。 顺序量表：按某种标志把制图物体或现象排序，表现为一种相对的等级。如大小、新旧、主次等。无起点，也无单位。 间隔量表：如
18、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。 比率量表：这是一种完整的定量化的方法，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。 2、专题数据分级处理的原则、方法与检验。 二、数据源及数据获取（1）地图数据（2）遥感数据（3）统计数据和数字资料（4）文字报告和图片三、专题数据分级处理的原则、方法与检验（一）基本原则 专题要素的分级处理主要包括分级数的确定和分级界限的确定。它们受地图用途、地图的比例尺、数据分布特征、表示方法、数据内容实质、使用方式等多个因素的制约。 1分级数量的确定 分级数量的确定，要做到详细性与地图的易读性、规律性的统一。依据
19、统计学原理，分级数的多少与对数据的概括程度成反比，即分级数越多，概括程度越小，在图上表示的越详细，反之亦然。分级后的数据作为直接使用的制图数据将以符号的形式表示在地图上，因此分级数与采用的表达手段有着密切的关系。符号法：艺术符号，通常只宜分为3级。几何符号，可以区分57级。线状符号：分级数量同艺术符号相似。分级统计图：在使用同种色表达时，最多分为5级，果用两个颜色来表达，则可以明确地区分78级。分区统计图表：较粗略时分3级，最多不超过57级。 2、 分级界限的标定 在国内外的地图和地图集上，我们常常看到在图例中分级界限标定的混乱，例如，表示人均收入时表示为： 1000（元/人） 1001（元/
20、人） 099 100299 300499 500699 700999 1000（元/人）。 正确的标定方法是采用左闭右开或左开右闭的形式，如下： 100 100300 300500 500700 7001000 1000（元/人） 100 100300 300500 500700 7001000 1000（元/人）。 3、分级界限的确定 分级界限的确定是分级的最主要问题，其主要原则是保持数据分布特征和分级数据有一定的统计精度。用等值线法和分级统计图法编制的地图，主要任务是解决级别划分的原则（有的原则也适用于符号法和分区统计图表法地图的分级）。根据反映现象分布的目的可有三种情况： （1）按数据分
21、布特征分级的原则，适用于任何要素和现象； （2）按各分级单元的个数分布的原则，适合于按一定指令性标准反映单元个数的统计； （3）按地图上各级面积分布的原则，适合于与实地面积有关的分布现象，如人口密度。 按数据分布特征分级的基本原则： （1） 客观反映数据的分布特征，应以数据的集群性作为分级数的重要依据。 （2） 分级界限应在数据变化显著的特征点上，使各级内部差异尽可能小，等级之间的差异尽可能大。 （3） 分级的结果，一般是中间级别包含的单元多，而两端级别所包含的单元较少，尤其数据较大的级别包含的单元更少些。也有要求分级单元数近似相等的。 （4） 根据地图的用途和要素特征，要保留个别的特征级别和
22、分级界，例如某地势图上，反映地形起伏特征的200米等高线，国家规定的控制人口增长率的界线，经济上的一些特征数据。 （5） 在分级的基础上，为了用图的方便，保持凑整的分级界限。 （6）对于离散分布的现象，且物体个数不多时，相邻级别的分级界限可以断开，即各级别中的某两级之间并不相互连接，以反映数据的客观分布，而对于连续分布现象的分级，其界限必须相互连接。并要正确处理分界点的所属关系。 （二）专题数据分级处理的方法很多从数据的特征方面来看，主要有以下三类： 1、考虑数据类型及其分布特征的分级方法。2、按分级数据单元物体的个数进行分级的方法。3、按地图上各级分布面积对比的分级方法。考虑数据类型及其分布
23、特征的分级方法 数学法则分级方法： 数列分级方法、级数分级方法等 。 统计学分级方法：统计量分级（平均值、标准差、逐次平均、分位数）、自然裂点法、自然聚类法、迭代法、逐步聚类法、模糊聚类法、模糊识别分级法等。 等间隔分级；其间隔有系统地向量表的高端变大或变小的分级； 按某种变量系统确定间隔的分级；按需要自由的分级。 （三）分级结果的检验 不论用哪种方法分级，其分级结果都应能够反映区域的地理特征，一般情况下用下面两种标志来衡量分级的优劣。 （1）各级中样本数成正态分布或均匀分布 多数情况下希望各级中的样本数量成正态分布趋势，即把突出高数值和突出低数值的数列段从数列中区分出来，如特别富的地区和特别
24、穷的地区，要能明显地从一般的地区中区分出来，就要求两端的级别所代表的样点数较小。 有时为了研究问题的需要，希望每个级别中包含样本的数量接近或相等，例如把工厂按其利税率分为“甲级队”，“乙级队”等，当然，其衡量标准就要随之变化。 （2）同级区域的连通度 处于同一等级的区域，在地理上具有相似的条件，因此，表现在地图上它们各自应组成相对完整的地域。优良的分级应当使分级后产生的区域数相对较少，即连通度较大。 四、专题数据分类处理的原则与方法专题地图的数据处理 ： 1、数据的分类处理 2、数据的分级处理 3、数量指标的改变 （一）基本原则 1、自然要素的分类是相应学科的任务，但是由于制图表象的特殊性，还
25、存在着适宜于制图表达的制图分类方法。学科分类与制图分类并不总是一致的，学科分类是基础，制图分类是在符合于学科分类原则下的具体应用。 2、学科分类是按照该学科研究确定的指标进行分类的，如地貌类型是按成因和形态因素的组合划分的，但在为农业用途的地貌类型图上，形态指标的划分可能更细，同时可加入地面组成物质因素甚至人类耕作对地貌景观的影响等因素对地貌予以分类，这种农业地貌类型图对农业生产更有意义。 3、由于地图比例尺的限制，学科分类的多级制不一定能够在地图上完全反映出来，通常小比例尺图上反映较高的一、二级，大比例尺图上反映较低的一、二级。 4、由于地图表达能力的限制，某些学科分类的分级制不一定能全部用
26、制图方法显示， 如土壤类型中的“复区”。 （二）数据的分类方法 主要有：判别分析方法 系统聚类方法 动态聚类方法 模糊聚类法。 1判别分析方法 基本原理：根据已掌握的和历史上每个类别的若干样本的数据信息，总结出客观事物分类的规律性，建立判别公式和判别准则，判别该样本所属的类型。判别分析必须事先知道各种判别的类型和数目，并要有一批来自各类的样品，才能建立判别函数对未知属性的样品判别和归类。例如，在评价产品的市场竞争力时，可根据产品的多项指标（如其内在质量、外型美观以及包装、价格等）判别消费者对商品喜欢或不喜欢。判别分析依其判别类型的多少与方法的不同，可分为两总体判别、多总体判别和逐步判别等。 步
27、骤：首先根据已知的特征值进行线性组合，构成一个线性判别函数 ；为了使判别函数能充分地反映出、两种类型的类别，就要使两类之间的均值差与各类内部的离差平方和的比值达到最大，从而能将两类清楚地分开。判别函数求出以后，还需要计算出判别临界值，然后进行归类。 2系统聚类方法 系统聚类法是应用最多的一种聚类方法，聚类的依据是把相似的样本归为一类，把差异大的样本区别开来，成为不同的类。样本之间的相似性和差异性统计量有多种定义方法。它是一种定量方法，这种方法的基本思想是：先将几个样本（或指标）各自为一类，计算它们之间的距离，选择距离小的两个样本归为一类，计算新类和其它样本的距离，选择距离最小的两个样本或新类归
28、为另一个新类，每次合并缩小一个类，直到所有样本划为一个类（或所需分类的数目）为止。类与类之间的距离可以有许多定义，广泛应用的计算方法是最短距离法。 最短距离法的基本思想是： 首先将所有各样本均作为一个独立类别，看哪两个样本的距离最接近，先将其合并得出新类，再求新类与其它类之间的距离值，然后逐步地合并成需要的几个类。除了常用的最短距离法外，还有其它的系统聚类方法，如最长距离法、中间距离法、重心法、类平均法、可变类平均法、可变法和离差平方和法。 3动态聚类方法 在初始状态给出样品概略的分类，然后基于一定原则在类别间重新组合样本，直到分类比较合理为止，这种聚类方法就是动态聚类。在动态聚类法中具有代表
29、性，下面给出其分类过程： 1按照某个原则选择一些初始类聚类中心。 2计算样品与初始类别中心的距离，把该样品分配到最近的类别中。 3计算并改正重新组合的类别中心，如果重新组合的样品数在最小允许值以下，则将该类别取消，并使总类别数减。当类别数在一定的范围，类别中心间的距离在阈值以上，类别内的方差的最大值为阈值以下时，可以看作动态聚类的结束。当不满足动态聚类的结束条件时，就要通过类别的合并及分离，调整类别的数目和中心间的距离等，然后返回到2，重复进行组合的过程。 4模糊聚类法 客观事物有两种，一种是定性的，一种是不定性的，经典数学讨论的都是定性问题，而概率论是研究不定性问题，但概率论研究的对象本身是
30、确定的。有的事物本身就是不确定的，如地形复杂，土壤肥沃等。 第四章：专题地图设计1、视觉变量定义：能引起视觉差别的最基本的图形和色彩变化因素叫做视觉“变量”或“基本图形变量”（形状-定性、方向、尺寸-定量、明度-分级数据、密度、颜色-定性或定量）。2、符号类型 点状符号：几何符号：以简单几何形状为轮廓的，表示呈点状分布物体的一种符号类型。（轮廓、内部结构、方向、几何变化、组合、颜色） 艺术符号：是区别于几何符号的另一种以表示呈点状分布物体为主的符号类型，由于符号形象逼真美观，有较强的自明性，被称为艺术符号，并广泛应用于人文经济地图和旅游地图中。 透视符号：透视符号是按照一定的透视原理绘制的，多
31、半用来表现各种建筑物，多用于各种旅游地图中。 线状符号：沿某一方向延伸并有依比例的长度特性，但宽度一般不反映实际范围的符号。 面状符号：一种填充于面状分布现象范围内用于说明面状分布现象性质或区域统计量值的符号，可以表现从定名尺度到比率尺度的所有数据的类型。一种是以图纹或色彩差异反映不同面状现象或物体的质量特征，即性质差异；另一种是以明度差异表现等级的概念。 3、图例定义：地图上使用符号的归纳和地图内容的必要说明 设计原则：完备性、图例与图内的完全一致性、艺术性、明确性、逻辑性 单一图例：在专题地图中属于解析型类型的大量分布图，无论是表达其质量特征的（定性）还是表达数量特征的（定量），都属单一标志的图例，图例设计较为简单。 组合（标志）图例的设计：在专题地图中属于组合类型的大量类型图和区划图，由于进行分类时采用的是不同质量特征的组合指标，在进行图例设计时要综合考虑其组合指标的各自特征。 复合图例设计：图例层次结构原则：根据地图各要素进行符号分组，并按内容要素的重要性排序；各组符
