地理信息系统-西昌学院ch6

第六章 地理信息系统产品输出

【学时安排】

3学时

【目的要求】

1、理解地理信息系统产品输出形式；

2、理解专题图的内容及设计；

3、了解地理信息系统可视化的基本概念；

4、了解地理信息可视化的类型。

【重点难点】

地理信息系统产品输出形式，专题图的设计。

【教学方法与手段】

示例式教学方法，多媒体、软件演示教学手段。

6.1 地理信息系统产品的输出

一、地理信息系统产品的输出形式

地理信息系统产品是指经由系统处理和分析，可以直接供专业规划人员或决策人员使用的各种地图、图表、图像、数据报表或文字说明。地理信息系统的输出内容主要包括空间数据和属性数据两部分。按照不同的标志，地理信息系统产品的输出形式有多种。就其载体形式来说，可分为常规、静态的纸张地图和动态的数字地图等类型。

（一）常规地图

常规地图(纸张地图)是地理信息系统产品的重要输出形式。它主要是以线划、颜色、符号和注记等表示地形地物。根据地理信息系统表达的内容，常规地图可分为全要素地形图、各类专题图、遥感影像地图以及统计图表、数据报表等。

1、全要素地形图

全要素地形图的内容包括水系、地貌、植被、居民地、交通、境界、独立地物等。它们具有统一的大地控制、统一的地图投影和分幅编号，统一的比例尺系统(1：1万、1：2.5万、1：5万、1：l0万、1：25万、1：50万、1：100万)，统一的编制规范和图式符号，属于国家基本比例尺地形图（图6－10）。它们是编制各类专题地图的基础。

图6－1 1：5万国家基本比例尺

地形图（局部）

2、各类专题图

专题图是突出表示一种或几种自然图或社会经济现象的地图。它主要由地理基础和专题内容两部分组成。从专题图内容或要素的显示特征来看，一般包括空间分布、时间变异以及数量、质量特征三个方面。专题图按照空间分布的点状、线状和面状分布大致有以下的一些表示方法：定点符号法、线状符号法、质别底色法、等值线法、定位图表法、范围法、点值法、分值比较法、分区图表法和动线法等（图6－2）。

图6－2 质别底色法表示的专题图（局部） 图6－3 卫星遥感影像地图（局部）

3、遥感影像地图

随着遥感技术，特别是航天遥感技术的发展，遥感影像地图（图6－3）已成为地理信息系统产品的一种表达形式。遥感可以提供及时、准确、综合和大范围的各种资源与环境数据，成为地理信息系统重要数据源之一。同时，在将遥感图像进行纠正的基础上，按照一定的数学法则，运用特定的地图符号，结合表示地面特征的地图，可以将遥感图像编劁成遥感影像地图。遥感影像地图具有遥感图像和地形图的双重优点。既包含了遥感图像的丰富信息内容，又保证了地形图的整饰和几何精度。遥感影像地图按其内容又可分为普通影像地图和专题影像地图。两者的主要区别在于：前者表示包括等高线等地形内容要素，后者主要反映专题内容。

4、统计图表与数据报表

在地理信息系统中，属性数据大约占数据量的80%左右。它们是以关系(表)的形式存在的，反映了地理对象的特征、性质等属性。属性数据的表示方法，可以采用前面所列的专题图的形式，同时还可以直接用统计图表和数据报表的形式加以直观表示（图6－4）。

图6－4 统计图示例

（二）数字地图

地理信息系统的完善和发展，改变了人们对传统地图的认识以及地图的生产工艺，同时也出现了一种崭新的地图形式——数字地图。数字地图的核心是以数字形式来记录和存储地图。与常规地图相比，数字地图有以下几个优点：

(1)数字地图的存储介质是计算机磁盘、磁带等，与纸张相比，其信息存储量大、体积小，易携带。

(2)数字地图是以计算机可以识别的数字代码系统反映各类地理特征，可以在计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图的显示。

(3)数字地图便于与遥感信息和地理信息系统相结合，实现地图的快速更新，同时也便于多层次信息的复合分析。

二、地理信息的专题信息表示

专题地图除了采用普通地图的某些表示方法并使其得到进一步发展外，本身还需要有专门反映各种要素性质、数量、空间分布和时间变化的表示方法，以便使读者明确对专题内容要素的科学分析。专题地图是突出地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。按内容可分为三大类：自然地图、社会经济地图和其他专题地图。自然地图表示自然界各种现象的特征、地理分布及其相互关系，如地质图、水文图等；社会经济地图表示各种社会经济现象的特征、地理分布及其相互关系，如人口图、行政区划图等；其他专题地图，指不属于上述二类的专题地图，如航海图、航空图等。在专题地图中，各种制图对象的基本形状是由点、线、面及其过渡形态组成的，并以此反映现象的分布特点、现象的变化时刻、质量和数量的特征及综合特征。因此，在选择表示方法时，既可以裉据专题制图对象的分布方式进行选择，也可以按它们的分布特点进行选择。

（一）专题地图的内容

专题地图的种类很多，但大都是由地理基础和专题内容组成的。地理基础即普通地图上的一部分内容要素，如经纬网、水系、居民点、交通线、地势等。地理基础作为编绘专题内容的骨架，并表示专题内容的地理位置和说明专题内容与地理环境的关系。专题地图上表示哪些地理基础要素和详细程度如何，是根据专题内容的不同而有所不同。

专题内容，从资料来讲，一是将普遍地图内容中一种或几种要素显示得比较完备和详细，而将其他要素放到次要地位或省略，如交通图等；二是包括在普通地图上没有的和地面上看不见的或不能直接酗量的专题要素，如人口密度图。

（二）专题内容的表示方法

专题地图有多种多样的表示方法，需要通过一定的手段来实现。选择合理的表示方法和表现手段，是提高科学内容表现能力的保证。地面上真正的点状事物很少，一般都占有一定的面积，只是大小不同。点状分布要素指那些占据的面积较小、不能按比例尺表示、又要定位的事物。对于点状分布要素的质量特征和数量特征，可以用点状符号表示。

在地面上呈线状或带状分布的事物很多，如交通线、河流及边界线等，对于这些事物的分布质量特征和数量特征可以用线状符号表示。

面状专题内容的表示方法最常用的有：等值线法、质地法、范围法、点值法、定点符号法、运动线法、统计图法等。 1、定点符号法

定点符号法是以不同形态、颜色和大小的符号，表示呈点状分布的地理资源的分布、数量、质量特征的一种表示方法。这种符号在图上具有独立性，能准确定位，为不依图比例尺表示的符号，这种符号可用其大小反映数量特征，可用其形态和颜色相配合反映质量特征，可用虚线和实线相配合反映发展态势，如图6－5所示。通常以符号的大小表示数量的差别，形状和颜色表示质量的差别，而将符号绘在现象所在的位置上。

定点符号的定位点一般在图形中央或底部中间。这种符号的优点是定位准确，表达简明，缺点是符号面积大，有时出现重叠，需移位表示。

图6－5 定点符号法

2、线状符号法

有许多物体或现象，如道路、河流及境界呈线状分布，地图上就用线状符号表示。线状符号既能反映线状地物的分布，还能反映线状地物的数量与质量。线状符号的定位线，是单线的在单线上，是双线的在中线上。常见的线状符号如图6－6所示。

图6－6 线状符号法

3、点值法

点值法是用“点子”的不同数量来反映地理资源分布不均匀的状况，而每一个“点子”本身大小相同，所代表的数量也相等。这种方法广泛用来表示人口、农作物及疾病等的分布，通过点的数目的多少来反映数量特征，用不同颜色或不同形状的点反映质量特征。影响点值法图画效果的主要因素是点子的大小、点值和点子的位置。点子的大小和点值是表示总体概念的关键因子，两者要合理选择。点子过大或点值过小，易产生点子重叠，反之则使图面反映不出 图6－7 点值法

疏密对比情况。点值A、总量S和点数n三者的关系为：

A＝S/n

合理选择A和n，则图面清晰易读，如图6－7所示。点值法是质底法和范围法的进一步发展。质底法和范围法只能反映现象的分布范围及其质量特征，点值法则可以表明现象的分布和数量特征。点值法有两种方法：一是均匀布点法，即在一定的区划单位内均匀地布点；二是定位布点法，即按照现象实际所在地布点。

4、等值线法

等值线法是指制图对象中数值相等的各点连结成的光滑曲线。地形图上的等高线就是一种典型的等值线，它是地面上高程相等的相邻点连结成的光滑曲线。等值线的数值间隔原则上最好是一个常数，以便判断现象变化的急剧或和缓，但也有例外。等值线间隔的大小首先决定于现象的数值变化范围，变化范围越大(以等高线为例，地貌高程变化越大)，间隔也越大，反之亦然。如图6—8所示。如果根据等值线分层设色，颜色应由浅色逐渐加深，或由寒色逐渐过渡到暖色，这祥可以提高地图的表现力。

图6－8 等值线图

5、范围法

范围主要用来反映具有一定面积、呈片状分布的物体和现象，例如森林、煤田、湖泊、沼泽、油田、动物、经济作物和灾害性天气等。用范围法表示的矿区分布如图6－9所示。范围法分为精确范围法和概略范围法，前者有明确的界线，可以在界线内着色或填绘晕纹或文字注记；后者可用虚线、点线表示轮廓界线，或不绘轮廓界线，只以文字或单个符号表示现象分布的概略范围。

在地图上表示范围可以采用各种不同的方法：用一定图形的实线或虚线表示区域的范围；用不同颜色普染区域；在不同区域范围内给以不同晕线；在区域范围内均匀配置晕线符号，有时不绘出境界线；在区域范围内加注说明注记或采用填充符号。 6、质底法 图6－9 范围法

质底法就是把整个制图区按某一种指标或几种相关指标的组合划分成不同区域或类型，然后以特定手段表示它们质的差异。

常见的质底法地图有区划图，包括行政区划图、农业区划图、植被区划图等以及类型图，包括土地利用图、植被类型图和地质图等。

质底法地图如图6－10所示。由于质底法广泛应用各种颜色，所以有时称之为底色法。首先按现象的性质进行分类或分区，制成图例，在地图上绘出各分类界线，然后把同类现象或属于同一区划的现象绘成同一颜色或同一的晕纹。这种方法可以用于表示地表面上的连续面状现象(如气象现象)、大面积分布的现象(如土壤覆盖)或大量分布的现象(如人口)。

质底法的优点是鲜明美观，缺点是不易表示各类现象的逐渐过渡，而且当分类很多时，图例比较复杂，必须详细阅读图例时才能读图。注意质底的两种颜色系统不应该相互重叠，但是底色可以与晕线重合。另外，质底法易于与其他表示方法结合使用。范围法与质底法的区别，在于所表现的现象不布满整个编图区域；不一定有精确的范围界线。

图6－10 质底法

7、定位图表法

定位图表法是利用某些定位点来反映该点及周围某种现象的总特征或总趋势，如气候图中风力和方向的表示，天气预报中晴、雨等的表示。常用的图表有柱状图表、曲线图表、玫瑰图表等。