第六章 地图表示
教学目的和要求：
1.了解各种地理信息的地图符号表示方法。
2.掌握点、线、面数据的地图表示方法。
3.了解地理数据视觉化的进展。
本章重点：地图的常用表现方法。
本章难点：不同表示方法的区别与适用范围。
教学时数：6学时
[第一讲 2学时]
第一节 地理数据的点状符号表示
[引入]
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。
一、量表法在点状符号中的应用
1.定名量表的应用 它可以用于形象地、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。
2顺序量表的应用
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，简单的转化为多于少的关系。不必考虑大与中或中与小在树枝上的比例或绝对值。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。
3距离/比率量表的应用
距离/比例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。我们也可以用亮度或网纹来显示数量。
二、比例圆的视觉尺度
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。
若数据很大时，更须将数据整理成若干组，按比例设计圆面积符号。因而在定两制图中便提出了分级数目和他的比率处理。
1确定数据的分级数目
分级的目的在于帮助阅读和分析。制图时将数据组分为5----9级是比较合适的。
2确定比例圆的尺寸或比率
确定数据的分组范围和确定比例圆分级的过程，已经排除了数据绝对值的出现，比例圆仅是视觉效果的参照物，即视觉效应比绝对比例更为重要。表示比例圆的数据可以有：
连续尺度 数据相联接，并且是起始值倍数的尺度。
非连续尺度 数据独立也可以是起始值的倍数或其他值的尺度。
任意尺度 数据独立且互不关联的尺度。
三、点状符号的扩展
点状符号的二维图形可以扩展为：
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。
百分比几何块 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。三维图形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。
四、点状制图的定位处理
点状符号在普通地图和专题地图中都有广泛的应用。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这些符号的重心或底点，都与地物的地理位置相重合。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。
五、定位符号图与分区统计图
在专题地图中，把点状符号配置在中心位置上，称为定位符号图。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。有时为过远，则应以箭头指向所代表的数据源位置。
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。
六、点值图
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。制图的步骤包括：
确定区域单元
确定区域单元内数据的分布位置 因为在一个区域单元内并不是所有土地都是易于表示某一种地理信息，例如人口，它不可能分布在军事禁区、沼泽地、盐碱地、自然保护区和山岭上；所以在制作点值图时，首先对区域单元的限制因素进行过滤，勾绘出不可能表示主体信息的区域，剩余的地区才是能布设点状符号的地方。
计算点值和点的尺寸 点值的大小应该以制图范围内区域单元最小而数量最多的地区，平铺出全部圆点而没有重叠为最高限。
作图 经过计算，确定了每一个区域单元的点数后，便可以布置出全部圆点的位置。
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。
[重要内容提示]
1.比例圆的概念和数据尺度
2.量表法在点状符号中的应用
3.定位符号图、分区统计图、点值图的绘制方法
[第二讲 4学时]
第二节 线状符号的构成
一、定位线
从地理数据表示为线状符号，可以归纳为两种数据类型：
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。
宽容数据 在地理环境中，线装数据实际上是一个过渡带，海岸线有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。
二、走向线的定向与量化
走向线也称运动线，他表示地图信息在图面上的移动轨迹。走向线表示信息的移动负有以下的使命：（1）反映移动的起点和止点；（2）表示行进路线；（3）流向；（4）流量；（5）流速;(6)性状指标（7）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值接连线表示。
三、用线状符号表示定量的分布-----等值线、等密度线
定量分布的地理现象经常采用等量线表示，以显示空间数据的三维模型。
等量线按照数据的特征，可以分为等值线和等密度线两类。:
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。等值线图具有以下特点：
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。
等值线是定量的符号，它可以进行图上量测。
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。
正是由于等值线的制图队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 定性信息的面状制图
一、定性信息的特征
定性信息表示在地图上有三种基本形式：
类型图 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。
区划图 社会现象中得分省、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事，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。
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。
二、适宜于表示定性信息的变量
在彩色地图上，色相变量是表示定性信息的第一选择。一般情况下，大面积图斑不宜于过暗的色相，而小面积的图斑若色相浅淡，视觉上会有一种凹陷感。因为色相不暗示图斑的顺序性，因此在铺设颜色是，应协调图斑之间的色相，使视觉上不产生链条状的色带，或像色盲图谱那样隐含某种图形。定性信息也常用网纹表示，网纹中的排列、纹理和方向变量，都能为定名符号提供各种式样的小几何图形应用网纹变量是要注意到符号的协调性。
三、定性信息的处理程序
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，编制类型图最佳的资料是2---3年内进行航空摄影所得到的航空相片。也可以利用地形图进行野外填图。
2类型图的分类、分级和图例设计
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。通常第一层分类的面状符号采用色相变量表示。
3类型界限的绘制
利用航空像片和卫星像片调查类型界线时，至少要有10%面积进行实地调查和野外判读，建立类型判读标志，才有可能转入对大部分地区的室内判读，而且判读结果还要进行野外检验。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，仅存在复域图斑。
第四节 等值区域制图
一、定量数据的特征
等值区域制图所反映的地理数据，和定性符号表示法截然不同。不是连续的而是离散的，根据每一个统计单元及相对应的数据，选用了面状符号表示，以反映每一个统计单元数量上的差别。
用一个立体模型能够很好的象征等值区域制图的特点。多边形柱的高度与每个多边形数据的值成正比每一个多边形都有一个水平层面，这样便组成了一个多边形柱群。
等值区域图的编制在数据应用、表示方法和视觉感受方面都有一些限制。首先在采集的数据类型上，由于制图表示是以区域单元作为图斑单位，自然连续的地理数据，如年平均气温不能用等值区域法表示；其次，如果数据不能用比值或比率量表处理就不能采用等值区域法制图。
和点状符号法相比，在数据处理上等值区域法也要分区、分级和采用比率量表制图，但两者的最大区别是：分区统计的点状符号一般代表的是各个分区的总值。等值区域法由于在统计单元内采用一致的符号，使整个统计面都处于面状图斑状态下。因而在制图方法上更应注意符号所采用的色相、亮度和网纹的视觉效应。
二、数据的分级
当一个数值参差不齐的数组需要分级时，可有四种方法：
（1）外因分级 是选用与数据有关联的值将数据分成若干组。
（2）平均分级 是将数据值等分，这种分级方法与数据的分布规律没有任何联系。
（3）序列分级 是根据数组分布特征和分级数，采取渐增和渐减的数值间隔为分级标准。
（4）特殊分级 是根据数组的数据频率所反映的显著特征进行分级的方法，分级的数目并不由主观确定，而是参照数据频率曲线的变化决定。其常用方法有：比率法、裂点法、迭代法、分位数法、标准差法等。
三、等值区域图的符号化
这种面状符号适宜采用的视觉变量是亮度以及网纹中的纹理、排列和方向，必要时彩度也可以采用。而形状和尺寸变量是不起作用的。
亮度是某一种色相的浓淡渐变过程，使图形的分级间隔产生数量的等级感。
网纹中的方向变量也常用于等值区域图的设计，这时分级间隔中的低值采用符号间隔较宽的方向线，高值则采用其他方向间隔较密的方向线制作等值区域图要注意地里底图的设计。
制作等值区域图时注意地理地图的设计。和定性面状符号一样，等值区域符号因要覆盖在全部制图区域上，制图单元的图斑和行政界线重合，因而影响地理底图的显示。保持地理地图内容负载量的适度，是等直区域制图的准则。
第五节 地理数据视觉化的进展
一、地理数据视觉化的含义
视觉化可概括为：为视觉思维而进行的图形表示过程。
地图视觉化的特点集中体现在动态性、交互探究性、超媒体结构三个方面。
二、在视觉化中色彩的应用
色彩在地图编制中是最活跃的视觉变量，它能反映定性数据或定量数据的视觉差异，也能表达分散的或连续的数据组合。但对它们间的交互作用却研究的不多。贝列维尔认为，制约地图彩色应用有四种组合类型：二值的、定性的、分散的和连续的。
三、动态符号的应用
动态符号的特征是具有时间维的显示。下面介绍几种顺序产生的动态符号序列。
1位置的顺序图幅。它是对区域数据采用逐年的统计方法产生的图形序列。
2时间的顺序图像或统计图幅。它是对某一事件的时间地点进行寻踪的动态符号。
3建立屏幕显示的动态符号模式。视觉化为数据的动态显示提供理论和实践的工具。
[重要内容提示]
1.定位线的概念和可表示的信息
2.等值线法、类型图、范围图、区划图、等值区域制图的方法
3.数据的分级方法
4.表示定性信息和等值区域图的变量
[思考题]
见教材186页。
