第六章地圖分析與應用

1、測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學,電子教案,第 1 章 現(xiàn)代地圖學引論,第 六 章 地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,第六章 地圖分析與應用,第一節(jié) 地圖分析概述第二節(jié) 地圖分析方法 第三節(jié) 地形圖野外應用 第四節(jié) 地圖在各學科領域的應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,第一節(jié) 地圖分析概述 （Introduction of Map Analysis）,一、 地圖信息及其傳輸理論 1. 地圖信息的概念 地圖信息(cartographic information)：地圖上的圖形符號及符號組合涵義。包括直接、潛在與增值信息(

2、圖6-1)。 (1)直接信息：由地圖圖形和圖例明確確定的信息； (2)潛在信息：由地圖圖形和符號的組合、結(jié)構，以及所描述現(xiàn)象的屬性和相互聯(lián)系表現(xiàn)的隱含信息。 (3)增值信息：分析解譯出的事物本質(zhì)和規(guī)律性的信息。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,2.地圖信息傳輸理論 地圖信息傳遞過程：制圖者對地理環(huán)境的認識用地圖表達出來，地圖使用者通過閱讀圖例和地圖符號、文字與說明注記，并借助一定的工具與方法從地圖中獲取對地理環(huán)境的認識和解釋，形成讀圖者認識的地理環(huán)境。這是一個完整的地圖信息傳輸?shù)倪^程，稱為地圖信息傳輸理論。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,圖6-3 捷克地圖學者柯拉斯尼的地圖信息傳遞模

3、式（A.Kolacny，1969）,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,二、 地圖分析提取信息的方法 地圖信息提取方法隨地圖使用對象、目的和要求的不同而有所不同，具體有如下3方面。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,三、地圖分析與應用的目的和評價標準 1.地圖分析與應用的目的 (1)以獲取知識為目的：學習/查詢、提取某一專業(yè)領域知識。 (2)以科學研究為目的：地學和相關專業(yè)的教學科研活動使用。 (3)以圖上作業(yè)為目的：飛行/艦船/汽車等移動體定位、導航等。 2.地圖分析評價的標準 (1)地圖的科學性：包括數(shù)學基礎精確性，地圖內(nèi)容完備性、可靠性與統(tǒng)一協(xié)調(diào)性，地圖概括的適當性，地圖資料的現(xiàn)勢性等

4、。 (2)地圖的實用性：包括地圖的目的和用途明確、內(nèi)容指標實用，發(fā)行量大、使用范圍廣及效果好，社會經(jīng)濟效益評價高等。 (3)地圖的政治思想性：政治觀點明確，原則、政策性強，公正、客觀，規(guī)范、標準，國界、政區(qū)界、地名等無立場錯誤等。 (4)地圖的藝術性：主要為地圖的美學價值，包括表示方法與符號設計直觀，地圖內(nèi)容清晰易讀，圖面配置合理，圖形圖象的表達力強，科學內(nèi)容與藝術形式統(tǒng)一和視覺感受效果好等。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,4.工作地圖的選用 (1)用圖性質(zhì)和種類的確定 依據(jù)地圖分析應用的目的和任務、技術要求、作業(yè)區(qū)域大小等因素，確定選用普通地圖或?qū)ｎ}地圖。 (2)區(qū)域尺度分析與地圖比例

5、尺選擇 工作區(qū)域尺度分析：在地圖分析應用中研究區(qū)域或調(diào)查區(qū)域的規(guī)模尺度，一般劃分為宏觀（全國/大區(qū)）、中觀（省區(qū)/地市）和微觀（縣鄉(xiāng)/城鎮(zhèn)）三種。尺度是個相對概念，比例尺是具體的，主要是二者要很好結(jié)合起來作出最佳的選擇。 地圖比例尺的選擇：依據(jù)用圖技術和精度要求進行。 (3)作業(yè)地圖選定與用圖數(shù)據(jù)準備 作業(yè)地圖選定考慮因素 地圖的作用，內(nèi)容的現(xiàn)勢性，用圖的數(shù)量等。 用圖數(shù)據(jù)準備：數(shù)據(jù)收集整理和補充完善等。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,第二節(jié) 地圖分析方法（Methods of Map Analysis）,地圖分析方法定義： 根據(jù)地圖提供的各種信息和制圖對象的特征，進行具體分析和解譯的方

6、法稱為地圖分析方法。 地圖分析的任務： 確定制圖對象的分布規(guī)律、區(qū)域特征、動態(tài)變化，以及各種事物與現(xiàn)象間的相互關系等。 地圖分析的目的： 利用地圖提供工作中所需要的各種背景資料、科學數(shù)據(jù)和理論依據(jù)，解決需要解決的各種問題。 地圖分析方法稱謂： 前蘇聯(lián)稱“地圖研究法”，歐美稱“地圖分析法”， 中國也有人稱“地圖方法”的。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,一、地圖閱讀分析法 1.單張地圖閱讀分析 (1) 閱讀分析途徑 原有地圖表象的研究 在不改變地圖上原有圖形的條件下探究其特征和規(guī)律。 變換地圖表象的研究 為了特定的目的進行研究，對原來的地圖表象進行加工變換，使圖形/圖像得到增強，再分析現(xiàn)象的

7、特征。 地圖表象分解的研究 利用某種方法對所研究的現(xiàn)象進行圖形/圖象的分解。 (2)閱讀分析方法 單幅普通地圖與專題地圖閱讀有所不同，要分別進行。 普通地圖按內(nèi)容要素逐項進行； 專題地圖重點按圖例逐項閱讀表示的專題內(nèi)容要素，然后是地理底圖和輔助要素。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,2.多幅地圖閱讀分析 多幅圖有系列多幅圖與地圖集。 (1)系列地圖閱讀分析 系列多幅圖有三種類型：橫向系列（不同主題）、縱向系列（不同比例尺）和時間系列（不同時相）。其閱讀分析途徑與方法如下: 把不同主題的地圖放在一起研究 揭示各種現(xiàn)象間的聯(lián)系和制約關系，對組成地理環(huán)境的多因

8、素進行研究，獲得區(qū)域的系統(tǒng)性特征。 把不同比例尺的地圖放在一起研究 從不同尺度同時觀察研究對象的宏觀規(guī)律和微觀特征。 把不同時間的地圖放在一起研究 對不同時間的同一目標的地圖表象進行研究，分析現(xiàn)象的發(fā)展動態(tài)，預測現(xiàn)象隨時間發(fā)展變化的趨勢。 把類似地圖放在一起研究 類似地圖即內(nèi)容相關的地圖。在閱讀這些地圖時要把相關地圖提取出來放在一起進行呼應閱讀與分析研究。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用, 系列多幅地圖閱讀實例（中國植被變化）,圖6-6 中國陸地植被凈初級生產(chǎn)力NPP季節(jié)變化(單月),測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,(2)地圖集閱讀分析 閱讀序言，了解地圖集的用途和服務對象 序言中都有

9、本圖集的目的、用途和類型，圖集內(nèi)容、編制原則、制圖方法，所用投影和制圖資料，譯名原則和使用方法等說明。 研究地圖集的內(nèi)容結(jié)構 根據(jù)圖集目錄研究內(nèi)容結(jié)構。首先了解地圖集包括哪些圖組，每一組圖包括哪些圖幅。其次是分析圖幅編排順序。一般說來，總圖在前，分區(qū)圖在后；自然地圖在前，社會經(jīng)濟地圖在后。再次，研究各圖組圖幅的比例尺、地圖投影和圖式符號等。 研究地圖集的文字說明和附錄 圖集文字說明和附錄是對某些圖上反映不詳盡/無法用地圖形式表現(xiàn)內(nèi)容的補充說明。如國家地圖集文字說明內(nèi)容包括區(qū)域位置、歷史沿革、人口、面積、自然條件、經(jīng)濟概況，還有重要城市概況和名勝古跡等。圖集的附錄一般有地名索引，基本地理統(tǒng)計資料

10、和訂正資料表等等。 閱讀地圖內(nèi)容 先閱讀圖例大致了解地圖內(nèi)容，然后再細讀每幅圖的內(nèi)容。在圖集（冊）中一般有兩種圖例，一種是通用圖例放在圖集前面；另一種是專用圖例安排在相應專題地圖的圖幅內(nèi)。閱讀地圖內(nèi)容時，要特別注意發(fā)揮地圖集圖多的作用，將有關圖幅聯(lián)系起來分析閱讀。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,二、地圖量算分析法 概念定義：是指在地圖上直接或間接量算制圖要素以獲得其數(shù)量特征的方法。 影響因素：地圖量算的精度受地圖幾何精度、地圖概括水平、地圖投影、地圖比例尺、圖紙變形狀況、量測方法、量測儀器、量測者技術水平等因素的影響。,圖6-7 地圖量算工具與精度關系,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用

11、,(1)坐標量算 直角坐標量算 概略直角坐標量算：通常在1:10萬或更大比例尺地圖上量算。 概略坐標量算方法是在坐標方里格內(nèi)估讀。,圖6-8 概略坐標量算：橋1 ：x=66m，y=47 5m； 橋2 ： x=66m，y=47 9m,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,細分度地理坐標量算：在1:10萬/更小比例尺圖分度帶處細等分出短線，再作輔助線估讀出數(shù)據(jù)。,圖6-11 用圖上經(jīng)緯度等分劃讀出張店的 地理坐標為：12156.8E；4110.2N,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,(3)高

12、程量算 等高線高程的判定：根據(jù)等高線高程注記和高程點高程注記判定等高線高程，如圖6-13中M點高程為240m。 任意點高程的量算：兩等高線間任意點高程量算 公式為：等高線高程等高距*該點距等高線距離/平距。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,(4)長度量算 直線長度量算 利用距離公式計算水平直線長度 計算公式：D (x1x2)2(y1y2)2)1/2 使用直尺或分規(guī)直接量測水平直線長度：,直線長度量算方法示例： 圖中直線AB 的長度為：1550m,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,曲線計量測曲線長度 傳統(tǒng)曲線計見下圖,電子曲線計見右下圖。,曲線長度量算的

13、現(xiàn)代方法除電子曲線計外，還可用計算機配合數(shù)字化儀量測。,圖6-16 曲線計量曲線,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,傾斜直線長度量算 圖6-17中，設線段水平長度為D，高差為H，平均坡度為，則該線段的傾斜長度為： D(D 2H 2)1/2 或 DD cos,圖6-17 傾斜直線長度量算示意圖,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,圖6-20 數(shù)字式求積儀構造結(jié)構示意圖,求積儀法：有機械的(圖6-19)和電子的(圖6-20)。,圖6-19 機械式求積儀的構造結(jié)構圖,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖

14、分析與應用,(7)體積量算 解析法：將物體用若干水平面分割，每層當作一個截錐體，頂部視為圓錐體或球體的一部分，用幾何方法計算各部分體積，相加即得總體積。 微分均高法：將欲求體積范圍劃分為若干底面邊長相等的四棱柱，然后求出每個四棱柱的體積累加和，即得總體積。,圖6-24 解析法計算體積示意圖,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,三、圖解分析法 圖解法概念定義：以地圖為基礎繪制圖形或派生新圖，直觀揭示研究對象數(shù)量、質(zhì)量特征的時空變化規(guī)律及其與其他要素關系的地圖分析方法稱為圖解分析法。 常用的分析圖：有剖面圖、塊狀圖、三角形圖表、拓撲/畸變圖、玫瑰圖和各種各樣的統(tǒng)計圖表等。 1.剖面圖及其繪制 剖面

15、圖概念：表示沿剖面線地表高程和相關主題變化規(guī)律的圖形。地形剖面圖是繪制其它剖面圖的基礎。,圖6-25 剖面圖/斷面圖示例,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,3.三角形圖 反映主題要素空間結(jié)構和變化趨勢的圖表。 4.相對位置圖 又稱拓撲圖或畸變圖。由規(guī)則幾何圖形構成，圖形之間相對位置與實際空間相對位置保持一致，圖形面積則與某種數(shù)量指標相關聯(lián)，具有很強的對比性。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,四、地圖數(shù)理統(tǒng)計法 概念定義：是以地圖上表示現(xiàn)象的統(tǒng)計數(shù)量特征進行分析，通過一定數(shù)量的分析觀

16、察，透過眾多偶然因素來闡明客觀存在的普遍規(guī)律，主要研究它們在空間分布或一定時間范圍內(nèi)存在的變異，從中找出事物內(nèi)在規(guī)律性的地圖分析方法。 基本統(tǒng)計分析法：基本統(tǒng)計分析是計算分析平均值、中位數(shù)、眾數(shù)值、百分位數(shù)等集中趨勢的統(tǒng)計特征值，以及計算分析極差、四分位偏差、標準差、方差等離散程度的統(tǒng)計特征值的方法。 地理相關分析法：研究各地理現(xiàn)象之間相互關系和聯(lián)系強度度量指標相關性的一種方法。在多元統(tǒng)計分析中，主成分分析是主要的分析方法。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,五、地圖數(shù)學模型分析法 概念定義：是利用地圖數(shù)學模型抽象概括描述制圖對象的性質(zhì)，配合地圖數(shù)字模型(地圖數(shù)字信息的集合)進行區(qū)域地理研究

17、的圖上分析方法。 模型分析實例：數(shù)字高程模型(DEM) 。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,第三節(jié) 地形圖野外應用（The Application of topographic Map in Field）,一、準備工作 明確野外工作的任務，在了解工作區(qū)域地理概況的基礎上，制定野外工作計劃，包括： 組織準備：確定人數(shù)、分組和管理制度； 物質(zhì)準備：野外工作必需的工具和生活用品(羅盤、高度表、手持GPS、簡易測量與繪圖工具等)； 資料準備：地形圖，接圖表，遙感圖像及有關文獻資料，以及對資料的整理、評價和加工。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,二、地形圖三北方向與外業(yè)定向 1. 三北方向及其夾

18、角 (1)三北方向 真北：指向地理北極的真北方向。 磁北：指向地球磁北極的磁北方向。 坐標北：地形圖上坐標縱線所指的北方向。 (2)三種偏角 子午線收斂角：真子午線與坐標縱線之間的夾角，又稱坐標縱線偏角。 磁偏角：真子午線與磁子午線之間的夾角。 磁坐偏角：坐標縱線與磁子午線之間的夾角。 三北方向和三種夾角是圖上量測方向的依據(jù)。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,2.地圖外業(yè)定向 地圖外業(yè)定向是指在野外轉(zhuǎn)動地圖，使圖上的圖形方向與實地方向一致，達到確定地圖圖形實地指向的方法。 (1)利用儀器定向 利用羅盤儀定向：是野外實地定向的主要方法。有三種定向方法，即依

19、磁子午線/真子午線/坐標縱線定向。,圖6-33 利用羅盤儀定向的三種方法,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,三、在圖上確定站立點位及與實地對照 1.確定站立點位 指在地形圖上找到并標出用圖者所站立地點的位置。 GPS定位法：它能為地面和近地空間用戶提供連續(xù)的三維坐標、速度和精確的時間信息。手持GPS接收機適用于地學野外定位和輔助調(diào)查填圖。,圖6-38 Etrex Summit GPS 接收機功能鍵,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,2.地形圖與實地

20、對照 (1)概念：是根據(jù)圖上站立點周圍的地物和地貌符號，找到實地同名點的地物和地貌，或觀察實地地物和地貌，來識別圖上的圖形與位置。 (2)原則：由近及遠，由點到線，由線到面；先主要明顯地物，后其它一般地物。 根據(jù)任務需要，必要時應標注或填繪與地形圖不一致的變化或具有特殊含義的專題地物。 (3)對照讀圖應注意的問題： 注意比例尺概念允許的表示程度； 注意居民點、道路等人為地物的變化； 注意地形地貌等自然環(huán)境的特征； 注意點、線、面符號之間的聯(lián)系性。,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,測量與地圖學 第九章地圖分析與應用,五、地形圖野外填圖與室內(nèi)作業(yè) 1.野外填圖的準備工作 根據(jù)地形圖了解調(diào)查地區(qū)的概況；熟悉填圖對象的分類系統(tǒng)和表示方法；明確填圖的精度要求和最小圖斑；根據(jù)收集到的地圖和文字資料，選擇填圖路線；準備野外填圖儀器和工具等。 2.野外填圖的步驟 (1)確定出發(fā)點位置：要注意隨時隨地定位。 (2