空间数据的形式也会对地图概括的过程和方法产生影响,手工制图时,数字数据必须改变或创作成草图以后才能参与编图。而计算机制图时,地图数据需要数字化以后才能进行屏幕编辑。
9.2.5地图符号的影响
地图上各种地物均以符号加以表示,符号的形状、大小和颜色三要素直接影响地图的载负量,从而制约地图综合的程度。例如,在教学地图上表示河流,是通过较粗的线段描绘的,河流的细小弯曲便无法表达;而参考用图上的河流是用细线描绘的,能够把河曲的细部表示出来。用细小圆圈符号和注记表示居民点,能在单位面积内表示较多的个数,若改用大的符号和注记,就不能不舍掉较多次要居民点。可见,根据用图的目的,设计合理的符号,能提高地图的容量。
1.符号形状的影响
地图符号的形状有多种,有的形状占据的图面空间较少,有的则要占用较多的图面空间。例如,矩形或方形符号,互相可以贴得很近,在图上单位面积里可以配置较多的符号,从而收到减少地图综合程度、增加地图载负量和丰富地图内容的效果;而菱形符号无法贴近,只能是角点接近,占用的图面空间较大,在单位面积里可以配置的符号相对较少,结果只能加大地图综合程度。同样,象形符号和文字符号亦会明显地加大地图综合程度。
2.符号大小的影响
符号最小尺寸的设计受许多因素的影响:读图时眼睛观察和分辨符号的能力,特别是能绘出和印刷出符号的技术可能性,地物的意义和地理环境,视觉因素的影响等。下面列举一些实验及常用数据予以说明。
根据实验数据可以知道,当视场角为6忆时,可观察到绘有晕线的方块(0.5mm),当视场角为7忆时,可观察到空心方块(0.6mm),当视场角为4忆~5忆时,可清楚地看到复杂图形的突出部(0.3~0.4mm),见图9-4;当采用深色单个符号表示居民点中建筑物时,可以采用符号的最小尺寸;但要用颜色普染一个小湖泊,用同样的最小尺寸就显不出湖泊的蓝色了,此时,规定图上表示湖泊的尺寸不得小于1~2mm2;为了表示地类界内的各种土质、植被,图上最小面积需放大到25mm2;海面上的地物较少,小的海岛在淡蓝的背景下显得很突出,即使采用单个的点子也能衬托出小岛的位置。
3.符号颜色的影响
因色彩具有明显的区别性和很强的表现力,在地图上用多种颜色表示地图要素,各种符号的图形可以互相交错和重叠,构成多层平面;与单色地图相比,不仅增加了地图内容种类,而且使图上单位面积的容量成倍增加,并加强了地图的易读性。由此可见,用单色制图,地图综合程度大;用彩色制图,则地图综合程度小,有助于丰富地图内容,增加地图信息量。
9.3地图概括的基本方法
地图概括的基本方法为内容的取舍、数量化简、质量化简和形状化简及移位。
9.3.1内容的取舍
内容的取舍是指选取较大的、主要的内容而舍去较小的、次要的或与地图主题无关的内容。“选取冶主要表现在两个方面:一是选取主要的类别,例如,编地势图时主要选取水系、地形,而居民地、交通线、境界等适当选取;二是选取主要类别中的主要事物,例如,地势图上的水系,要选取干流及较重要的支流,以表示水系的类型及特征,政区图上的居民地要选取行政中心及人口数量多的。“舍去冶也有两个方面:一是舍去次要的类别,例如政区图上舍去地形要素;二是舍去已选取类别中的次要事物,如舍去水系中短小支流或季节性河流,舍去居民地中的自然村等。
这里应当指出,所谓主要与次要是相对的,它随地图的主题、用途、比例尺的不同而异。例如,在地势图中,水系与地形是主要内容,应详细表示;居民地和交通线是次要内容,可适当表示,或不表示交通线。而在行政图上,居民地和交通线是主要内容,应详细表示;水系是次要内容,可适当表示;地形要素可不表示。
1.选取解决的问题
对地图的选取主要解决以下三个问题。
(1)选取多少的问题是选取中的主要问题,因为不解决选取多少的问题,地图就不可能有适当的载负量。
(2)选取哪些的问题是确定具体选取对象问题,它是选取过程的具体化;(3)怎样进行选取的问题是选取程序问题,即在选取中应能保证重要地物首先被选取,然后在几乎同等重要的地物之间进行选取。
2.选取方法
(1)资格法以一定的数量或质量指标作为选取的资格。例如,规定图上河流长度1厘米,湖泊面积2平方毫米,居民地人口数量500人,为河、湖、居民地的选取资格,达到此数量的则选取,不够的则舍去,这属于以数量指标作为选取资格。若以居民地的行政等级、河流的通航情况作为选取资格,规定乡、镇政府驻地以上的选取,以下的舍去;通航的河流选取,不通航的舍去,这属于以质量指标作为选取资格。资格法标准明确,简单易行,缺点是以一个指标作为选取条件,有时不能全面衡量地物的重要程度,不易体现选取后的地图容量,难以控制各地区图面载负量的差别,或不能保证具有重要意义的小事物被选取。因此需要根据区域情况规定不同的选取标准。
(2)定额法规定单位面积内应选取的事物总数量。如规定每平方分米内居民地应选取的个数。它可以保证地图上具有相当丰富的内容,而又不影响地图的易读性。规定选取定额时,要考虑制图对象的意义、区域面积、分布特点、符号大小和注记字体规格等因素的影响。例如,规定居民地选取数量时,要考虑居民地分布的特点,一般都以居民地密度或人口密度的分布状况为基础。对于密度大的地区,单位面积内选取的数量多,密度小的地区,选取的数量少,这才比较合理。定额法的缺点是难以保证选取数量同所需要的质量指标相协调。例如,编制省(区)行政区划图时,要求将乡级以上的居民地均表示在图上,但是由于不同地区乡的范围大小不一,数量多少不等,若按定额选取,将会出现有的地区乡级居民地选完后,还要选入很多自然村才能达到定额,而另外的地区乡级居民地却超过定额数,以至无法保证全部选取,这就形成了各地区质量标准的不统一。为此,常规定选取范围——最高指标与最低指标,以调整不同区域间的选取差别。
资格法与定额法各有优缺点,为此,实际工作中常使两者结合起来应用,以取长补短。
(3)根式定律法又叫开方根定律,它是德国地图学家托普费尔在多年制图经验的基础上提出的。他认为:资料图上某一要素转到新编图上时,其数量变化与这两图比例尺分母的平方根有关,这个关系可用下列公式表示:
上式适用于同一种符号尺寸(或稍缩小)、同一类地图(如大比例尺地形图)。它只能确定选取的限额,而具体选取哪些事物,还要由制图人员根据事物的意义确定。
图9-5是按开方根定律对河流的选取。
定额法和根式定律法都只能确定选取数量,在实际工作中,均要与资格法配合使用,才能在图上进行具体的选取。
3.选取标准与选取程度
为了避免取舍中的主观任意性,往往取“选取标准冶与“选取程度(限额)冶两个数量指标加以控制。“选取标准冶是指地图上需要保留地物的最小尺寸。例如,规定在地图上保留长于1厘米的河流,4mm2面积的地物(林地、耕地等)。所谓“选取程度冶就是规定地图上单位面积需表示的数量或应保留地物的百分比,例如,保留80%的零星分布的居民点。
4.选取标准与选取程度的决定因素
规定选取标准和选取程度都不能千篇一律。其决定因素如下。
(1)要考虑地图的具体用途。很显然,教学地图比科学参考图的内容简单,因此选取标准应定得高一些,而选取程度则定得低一些。
(2)要考虑区域特点。例如,在我国森林分布图上选取标准不应完全相同。东北大兴安岭林区如果采用8mm2作为选取指标,则南方有些森林零星分布地区应采用4mm2。又如,我国水系图上,如果一般采用l厘米长为选取标准,则东部水网密集地区只能采用1.5或2cm为选取标准,而西部干旱地区则应采用0.5cm作选取标准。
(3)要考虑该地图上所表示内容和指标的重要性。例如,森林图上,森林与草地、农用地的选取标准应该不同,后者作为森林图的辅助内容,可表示得概括一点,所以选取指标可定得高一点,至于林间空地因为直接同森林联系在一起,应同森林的选取统一考虑。同样,农业土壤图上,耕种土壤应比自然土壤表示得更详细,因此选取指标也应有所不同。
在选取程度方面,各地区也不能相同。例如,在我国中小比例尺普通地图上,如果我国东部人口稠密地区居民点只能表示40%~50%的话,而我国西部人口稀疏地区则可表示70%~80%。
在自然界,由于许多地物或自然现象的分布是很不均匀的;所以,同一制图对象在不同地区的选取标准不一定都是一样的。因为,如果照顾了分布稀少的地区采用低选取标准和高选取程度,则分布稠密地区的内容在地图上将容纳不下;如果照顾分布稠密地区而采用高选取标准和低选取程度,则分布稀少地区的内容都会被淘汰;如果采取折中的或平均数确定选取指标与选取程度,就会出现分布稠密地区的内容太拥挤以至无法表示,而分布稀少地区内容表示太少;而且还应考虑到,往往同样的地物或现象在分布稀疏地区比分布稠密地区具有更为重要的意义。例如,我国西北干旱地区一些小的河流、湖泊、泉、井的意义和作用,比东部水网密集地区同样大小的河流、湖泊、泉、井的意义和作用要大;同样大小的村镇居民点,在人口稀疏的西部地区比人口稠密的东部地区作用和意义要大得多;同样大小的森林面积,在我国森林稀少地区的作用比东北大兴安岭林区的意义要大。
因此,确定选取指标和选取程度,既要考虑制图对象的区域特点和分布规律,保持一定的区域差异,又要考虑制图对象在不同区域的不同地位和作用。
5.选取顺序
地图内容的选取,一般按下列顺序进行。
(1)从整体到局部进行选取时,首先要从整体着眼,然后从局部入手。如河流的选取,总是先从制图区域整体出发进行河网密度分区,规定不同密度区的选取标准,然后按分区从局部入手选取一条河流,由主流到支流逐级进行,最后再从全局看,各个部分的小河数量是否反映出各区的不同河网密度状况,河网类型表达得是否正确。
就是对一条大河的选取也要先整体后局部地进行,首先保留构成该河主流基本骨架的特征,去掉一些小的弯曲,然后按指标和平面结构类型选取支流和其他小河,这样才能使地图上的河网从整体到局部都得到正确的显示。
(2)从主要到次要。地图上所表示的各个要素,根据地图的主题和用途,总有主要与次要之分。例如,地形图上的居民地,其方位物和街道干线是主要的,而街道支线、小街区是次要的;又如在交通运输图上,连接大城市的运输量大的交通干线是主要的,而支线运输量小的则是次要的。选取时要遵循先主要后次要的顺序进行。
(3)从高级到低级。例如,在普通地图上,对居民地的选取,应按行政等级次序选取,先选首都(或首府),其次是省级政府所在地,第三为县级政府所在地;又如土壤类型图,先选土类,然后选亚类,再次是土种。这样可以保证较高级的都能选上,不致遗漏。
(4)从大到小。如在地图上选取湖泊、水库时,先选取大的,后选取小的。这样可以保证大的事物首先入选。
总之,选取时要从总体出发,首先选取主要的、高级的、大型的事物,再依次选取次要的、低级的、小型的事物,最后还要从整体上进行分析,观察是否反映了制图区域的总体特征。
按照一定的方法和顺序进行选取,既可以保证地图上具有丰富的内容,表示出制图对象的主次关系,又能使地图载负量适当,清晰易读。
9.3.2概括
地图综合中的概括包括形状概括、数量特征概括和质量特征概括。
1.制图物体的形状概括
制图物体的形状包括外部轮廓和内部结构,所以形状化简包括外部轮廓的化简和内部结构的化简两个方面。形状化简方法用于线状地物(如单线河、沟渠、岸线、道路、等高线等),主要是减少弯曲;对于面状地物(如用平面图形表示的居民地),则既要化简其外部轮廓,又要化简其内部结构。
1)形状化简的基本方法
基本方法有删除、夸大、合并和分割。
(1)删除。制图物体图形中的某些碎部,在比例尺缩小后无法清晰表示时应予以删除(见表9-1)。
(2)合并。随着地图比例尺的缩小,制图物体的图形及其间隔小到不能详细区分时,可以采用合并同类细部的方法,来反映制图物体的主要特征。例如,概括居民地平面图形时舍去次要街巷、合并街区;两块森林轮廓在地图上的间隔很小时,联合成一个大的轮廓范围(见图9-6)。
图9-6形状概括中的合并(3)夸大。为了显示和强调制图物体的形状特征,需要夸大一些本来按比例应当删除的碎部。例如,一条微微弯曲的河流,若机械地按指标进行概括,微小弯曲可能全部被舍掉,河流将变成平直的河段,失去原有的特征。这时,就必须在删除大量细小弯曲的同时,适当夸大其中的一部分。表9-2显示需要夸大表示的位于居民地、道路、岸线轮廓和等高线上的一些特殊弯曲。
(4)分割。单用合并,有时会歪曲制图物体的特征,常常需要辅之以分割的方法。
2)外部轮廓形状的化简要求
保持弯曲形状或轮廓图形的基本特征;保持弯曲特征转折点的精确性;保持不同地段弯曲程度的对比。
3)内部结构的化简
内部结构是指制图物体内部或某一具有显着特征的景观单元内部各组成部分的分布和相互联系的格局。化简内部结构的基本方法是合并相邻的各组成部分,必要时辅之以其他化简方法。
2.数量特征和质量特征的化简
1)数量特征的化简
制图物体的数量特征指的是物体的长度、面积、高度、深度、坡度、密度等可以用数量表达的标志和特征。
制图物体选取和形状概括都可能引起数量标志的变化。例如,舍去小的河流或去掉河流上的弯曲都会引起河流总长度的变化,从而引起河网密度的变化。
数量特征概括的操作体现在对标志数量的数值的化简,例如,去掉小数点后面的值,使高程或比高注记简化。
数量特征概括的结果,一般地表现为数量标志的改变并且常常是变得比较概略。
2)质量特征的化简
制图物体质量特征指的是决定物体性质的特征。