地圖信息源及其處理.ppt

第三篇 地圖內(nèi)容要素表示方法 第六章 地圖信息源及其處理,第一節(jié) 地圖信息源 主要包括：地圖資料、GPS數(shù)據(jù)、控制測量成果、天文點成果表、航空像片和衛(wèi)星遙感影像、測繪技術(shù)檔案、地理調(diào)查資料、地理文獻、地圖數(shù)據(jù)庫或影像數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計資料、野外測量數(shù)據(jù)等。,一.地圖資料（數(shù)據(jù)）,主要指用于編制新地圖的地圖。包括地形圖和各種專題地圖。 1.地形圖 綜合表示地面上各個要素的特征和空間分布特點。內(nèi)容完備精度高，是新編地圖質(zhì)量的保證。 一般用作編圖的基本（底圖）資料。 2.各種專題地圖 指突出表示一種或幾種專題要素內(nèi)容的地圖，對于它強調(diào)的“個性”特征表達的詳細二真實，能滿足各種專門用途的要求。 作為編制同類專題地圖的參考底圖和編制普通地圖時表達專題要素的依據(jù)。,二.影像資料（數(shù)據(jù)）,用于直接測制打比例尺地圖(1/10萬)和各種比例尺地圖的更新。 1.航空像片 比例尺較大，分辨率：幾十米到幾米。 一般用于制作各種城市規(guī)劃圖、城區(qū)圖、土地利用圖、重點經(jīng)濟和軍事目標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取、更新。 具體使用時需對航片作糾正處理。 2.衛(wèi)星影像 比例尺較小，分辨率：100M1M厘米級。通過遙感方式獲取，具有速度快、覆蓋面積大、全天候特點。 多用于快速獲取、更新各種地圖以及制作大區(qū)域影像地圖。 3.地面實體紋理 是制作各種三維地圖、專題地圖等的重要資料。 它可以是實物或照片，直接在地圖上使用；也可以將地圖紋理、影像紋理等貼在相應(yīng)的物體上。,三.統(tǒng)計資料（數(shù)據(jù)）,是制作各種地圖的重要數(shù)據(jù)源。一般存放于各單位的統(tǒng)計部門。數(shù)據(jù)涉及許多方面。主要作為專題地圖編制的依據(jù)。 四.文字資料 與編圖有關(guān)的各種專著、論文、調(diào)查報告、訪問記錄地圖生產(chǎn)技術(shù)檔案、地理調(diào)查資料以及地理文獻等。 是進行區(qū)域分析、資料選擇和各要素內(nèi)容分類分級的重要參考資料；可用來研究各種制圖資料的可靠程度和內(nèi)容的完整性。,第二節(jié) 地圖資料（數(shù)據(jù)）處理,一.地圖數(shù)據(jù)的構(gòu)成 1.空間數(shù)據(jù) 是用來描述地面物體或現(xiàn)象的空間位置、形狀、大小的數(shù)據(jù)。 一般以點、線、面的方式存儲于地圖（圖形）數(shù)據(jù)庫中。分為：矢量與柵格兩種。 重要特點：包含拓撲關(guān)系。即描述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)（交通網(wǎng)、河網(wǎng)、境界線網(wǎng)），以及多邊形結(jié)構(gòu)（行政區(qū)劃、地類區(qū)劃）中結(jié)點、弧段和面域之間的關(guān)聯(lián)、鄰接與包含等關(guān)系。從質(zhì)的方面反映地理實體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。 2.屬性數(shù)據(jù)（非空間數(shù)據(jù)） 主要用來描述制圖物體或現(xiàn)象的各種類別、等級等屬性特征。 以屬性編碼方式存儲于地圖數(shù)據(jù)庫中。,表達真實的世界,Real World,Raster Representation,Vector Representation,二.地圖資料（數(shù)據(jù)）的整合,1.地圖資料選擇的要求 資料圖的比例尺和投影，資料的內(nèi)容、現(xiàn)勢性、地理適應(yīng)性、精度可靠性、使用方便性需要符合新編地圖的要求。 具體編制新圖時要求制圖人員能靈活運用各種原則，抓住主要問題，做出正確的選擇并合理安排各種資料的利用程度和使用順序。,2.地圖資料（數(shù)據(jù)）整合的內(nèi)容,整合內(nèi)容： 資料數(shù)據(jù)的裁切和拼接； 地圖投影、比例尺的轉(zhuǎn)換； 不同符號系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換處理； 量度單位之間的轉(zhuǎn)換處理； 數(shù)據(jù)編碼和格式的轉(zhuǎn)換； 數(shù)據(jù)的分類分級處理； 資料圖比例尺與新編圖比例尺相差較大時標(biāo)描處理； 地圖內(nèi)容的更新和專題內(nèi)容的轉(zhuǎn)繪處理；等等。,3.地圖資料（數(shù)據(jù)）整合的方法,1）標(biāo)描方法 當(dāng)資料圖內(nèi)容復(fù)雜或與新編圖比例尺差異較大時，可在資料圖上采用制圖綜合的方法，對內(nèi)容要素先進行一次選取和化簡處理，形成一個中間過渡底圖。然后基于此底圖再制作新編地圖。 2）轉(zhuǎn)繪方法 當(dāng)新編圖需要增加或更新內(nèi)容時，利用經(jīng)緯線網(wǎng)將資料圖上的內(nèi)容轉(zhuǎn)換到地理底圖上（基本資料）形成編繪底圖或數(shù)字化底圖；或?qū)⒍喾N資料的內(nèi)容轉(zhuǎn)繪在同一地理底圖形成統(tǒng)一的資料參考圖。,3）掃描矢量化方法,進行數(shù)字地圖制圖時 利用掃描儀逐一對地理底圖（地形圖、大比例尺地圖、編稿圖）進行掃描，獲得位圖圖像文件； 再利用圖像處理軟件對圖像進行處理和圖像拼接，生成數(shù)字柵格圖像底圖； 再利用掃描矢量化軟件 進行矢量化和數(shù)據(jù)采集與編輯，獲得需要的地理底圖的矢量數(shù)據(jù)。,4）投影、坐標(biāo)系、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法,地圖投影轉(zhuǎn)換，可利用制圖軟件中的投影轉(zhuǎn)換功能。 不同大地坐標(biāo)系資料，可利用制圖軟件進行投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)平移、圖幅拼接等方法。 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，可利用多種圖形圖像處理軟件進行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，也可通過編程直接轉(zhuǎn)換。,5）其他處理方法,無實測地圖資料時，允許因資料不平衡造成圖形差別；甚至出現(xiàn)空白過渡帶。 分幅資料圖，可利用制圖軟件生成理論圖廓和經(jīng)緯線網(wǎng)；然后在圖像處理軟件中，將掃描圖幅中分幅的部分，利用經(jīng)緯線網(wǎng)將其糾正到新生成的圖幅中。 合幅資料圖，可掃描要合幅的兩幅圖的底圖，然后利用圖像處理軟件進行圖像處理，將要拼接圖幅的部分，拷貝到另一圖幅的空白處。,三.地圖資料（數(shù)據(jù)）的分類分級,1.為什么要進行分類分級 分級分類是幫助人們揭示空間關(guān)系的一種方法。是人們認識事物并作出實質(zhì)性解釋的有效手段。 目的：為了便于描述和表示制圖物體和現(xiàn)象。 結(jié)果：將大量的個體壓縮成少量群類。 2.地圖資料（數(shù)據(jù)）的分類 基本資料：作為編圖基本依據(jù)； 補充資料：補充和修正某些內(nèi)容。,3.地圖資料（數(shù)據(jù)）的分級,1）分級數(shù)確定的原則 考慮到用途和主題對數(shù)值估計精度的要求，區(qū)域分布特征被強調(diào)的程度，比例尺的影響，數(shù)據(jù)的可視化方法； 應(yīng)保持?jǐn)?shù)據(jù)的客觀規(guī)律； 在滿足精度要求的前提下，盡量減少分級數(shù)。,2）分級界線確定的原則,級內(nèi)的數(shù)據(jù)差異盡可能小，級間的差異盡可能大； 級內(nèi)必須有數(shù)據(jù)，一個數(shù)據(jù)只能出現(xiàn)在一個級別中； 界線可以連續(xù)，也可以不連續(xù)，這取決于數(shù)據(jù)特征； 盡可能采用規(guī)則變換的分級界線，以利于閱讀和記憶； 分級界線應(yīng)適當(dāng)湊整。 3）空間數(shù)據(jù)分級的方法 主要包括：等間隔分級、有系統(tǒng)的不等步度的分級、按某種變量系統(tǒng)確定分級間隔、聚類分析方法等。,第三節(jié) 地圖上地理內(nèi)容要素的空間分布特征,一.呈點狀分布的地圖要素 在地圖上，點狀要素是指那些實地面積較小，不能依地圖比例尺表示，又要按點定位的小面積地物和實際的點狀地物（控制點）。 分：集群式分布（集中分布于某一區(qū)域范圍）、沿特定方向分布（沿某一線狀地物分布、散列式分布（沒有明顯規(guī)律分布）。 表達空間上一個點位的符號。 具定位特征，為不依比例符號。,二.呈線狀分布的地圖要素,在地圖上，線狀要素是指一種表達為線狀延伸分布的地物。這些符號可以保持地物線狀延伸的相似性，對其寬度則夸大表示。 線狀符號的中心線（軸線）表示制圖物體的實際位置；輪廓、形狀（圖式）、顏色類型或質(zhì)量特征；寬度等級或數(shù)量特征。 表達空間上沿某個方向延伸的線狀或帶狀現(xiàn)象的符號。 具定位特征，為半依比例符號。,三.呈面狀分布的地圖要素,地圖上，面狀要素是指一種能按地圖比例尺表示地物輪廓形狀的地物。 通常這種地物的輪廓能按真形表達處理，并在其中填繪符號和注記，以說明其質(zhì)量和數(shù)量特征。 封閉實線表示范圍固定，虛線表示范圍不固定。 面狀符號能表示出地物的位置、輪廓形狀、面積大小及質(zhì)量和數(shù)量特征。 表達空間上具連續(xù)兩維分布的現(xiàn)象的符號。 具定位特征，為依比例符號。,四.呈體狀分布的地圖要素,在地圖上，體狀要素是指在實地呈立體分布并連續(xù)布滿整個區(qū)域的地物（地形、海洋、大氣）及與之相似的現(xiàn)象（溫度、降雨量、人口密度）。 通常用等值線（等高線、等深線、等雨量線、等溫線）線狀符號或特殊專題符號表達。 表達空間上具三維特征的現(xiàn)象的符號。 具定位特征，與比例尺相關(guān)。,上饒市地圖地理信息表,上 饒 市 縣 城 分 布 圖,第四節(jié) 地圖上地理要素變量的量表方法,一.量表方法的概念 是一種借助心理物理學(xué)中常用的測量尺度對地理實體和現(xiàn)象進行定量或定性描述的方法。 通過地圖符號（物理量）的視覺傳輸，定量地描述出人們對地理實體和現(xiàn)象的感覺經(jīng)驗（心理感受信息）。,二.量表方法的類型,1.定名量表（眾數(shù)） 是用數(shù)字、字母、名稱或任何記號對不同現(xiàn)象加以定性特征的區(qū)分。 如點狀城鎮(zhèn)、采石場、北極；線狀河名、路名；面狀土地利用類別。 眾數(shù)是最佳的數(shù)字統(tǒng)計量，它以一個群體中出現(xiàn)頻率最大的類別定名。,依據(jù)制圖對象固有特征進行區(qū)分,實例1.定名量表,在兩個區(qū)域內(nèi)A區(qū)棉花種植面積最多（頻數(shù)為125畝，B區(qū)玉米種植面積最多（頻數(shù)為324畝），它們是A、B區(qū)域中的眾數(shù)。 衡量用眾數(shù)描述定名量表是否準(zhǔn)確的檢驗公式是變率。 變率V=1-眾數(shù)的頻數(shù)F/總數(shù)N VA=0.49，VB=0.28。V值越小，定名的代表性越大，效果越好。,A 棉花,B 玉米,2.順序量表（分位）,是把對象按某種標(biāo)志的差別排出相對順序（按數(shù)量大小排出次序）。無單位和起始點。 只能區(qū)分對象的相對等級，不能表明差別的具體量而形成數(shù)量概念。 如大中小城市、大、小港口。 選擇中位數(shù)，并以四分位法研究觀測結(jié)果的排序位置或編號的離差。,實例2.順序量表,高四分位Q1=（1967+1213）/2=1590中位數(shù)Q2=（543+329）/2=436 低四分位Q3=（98+72）/2=85 以1590、436、85界線，可將其分為優(yōu)、良、中、差四級順序。 當(dāng)劃分大、中、小三級時，須研究四分位值域（Q1-Q3）與中位數(shù)的關(guān)系。 以1590、85為界線劃分為高、中、低產(chǎn)三級順序。 亦可人為地任意劃分。,高產(chǎn),中產(chǎn),低產(chǎn),某縣蠶絲生產(chǎn)表,數(shù)據(jù)分級與圖例設(shè)計,按某種標(biāo)志將制圖對象排序，表現(xiàn)為相對等級。,標(biāo)志是以定量為基礎(chǔ)，通過計算或人為確定。 四分位法是其中一種常用的定量分類方法。 將數(shù)據(jù)從小到大排列，然后按各級內(nèi)部數(shù)據(jù)個數(shù)相等的規(guī)則確定分級。,3.間距量表（等間隔）,是把對象按某一標(biāo)志的差別（等間隔）排出具有差別大小順序。有單位。 能獲得關(guān)于差別大小的概念，比前兩種對制圖對象更精確的描述，但不能獲得某物體具體的量。 常用統(tǒng)計量是算術(shù)平均值x=X/n； 描述數(shù)據(jù)的平均值離散度的標(biāo)準(zhǔn)差=（X-x）2/n的平方根。 當(dāng)數(shù)據(jù)具有頻率曲線的鐘形分布狀態(tài)時即正態(tài)分布，間距可定為標(biāo)準(zhǔn)差（或0.5、1.5），獲得間距排列：x-2，x-，x，x+，x+2，從而獲得數(shù)據(jù)分級的界線。,通過一定量值形成的制圖對象排序,X x = n,x- 2 d ， x- d ， x， x + d ， x+ 2d,分級間隔值,常用的統(tǒng)計量是 算術(shù)平均值 X 和標(biāo)準(zhǔn)差 等差數(shù)列是常用的方法之一,實例3.間距量表,算術(shù)平均x=1690，標(biāo)準(zhǔn)差=507 間距的排列為： 676，1183，1690，2197，2704 出現(xiàn)在間距之間的頻數(shù)有： 3 5 5 3,x- 2 d ， x- d ， x， x + d ， x+ 2d,676,1183,1690,2197,2704,某縣小麥產(chǎn)量,數(shù)據(jù)分級與圖例設(shè)計,4.比率量表（等比率）,是把對象按某一標(biāo)志的差別（等比率）排出具有差別大小順序。有起始點（絕對零值開始）和計量單位。 可以描述對象的絕對量的一種完整的定量化方法。 大多數(shù)涉及長度、面積、體積的計量單位都是根據(jù)比率量表確定的。 如數(shù)據(jù)中最低值L、最高值H、比率r（可根據(jù)情況靈活設(shè)定）、k為常數(shù)項，按5級排序則有： L，kLr，kLr2，kLr3，kLr4，H。 設(shè)r=2，因H= kLr5，得k=H/ Lr5。 從而得到各項數(shù)據(jù)的的具體排列。 確定分級界線kLr，kLr2，kLr3，kLr4。 從絕對零值開始，將所有數(shù)據(jù)分為 kLr4五級。,以明確的比率數(shù)值描述制圖對象的數(shù)值差異,等比數(shù)列是常用的方法之一,L, kLr, kLr2, kLr3, kLr4, kLr5, , H,實例4.比率量表,某縣蠶絲生產(chǎn)表,數(shù)據(jù)中最低值L、最高值H、比率r（可根據(jù)情況靈活設(shè)定）、k為常數(shù)項，按5級排序則有： L，kLr，kLr2，kLr3，kLr4，H。 令L=23，H=3726，設(shè)r=2， 因H= kLr5，得k=H/ Lr5。 K=3726/（23*32）=5.06