《地理信息系统--原理、方法和应用》 邬伦等 11 空间数据表现.doc

上北下南，绿色代表平原，棕色代表高山，蓝色代表海洋。 布拉格是粉红色的，佛罗伦萨是蓝色的。 地图是一个令人想入非非的东西，它的容量如此之大，足够存储我们过于丰富的情感。测绘信息网 佚名 第十一章 空间数据表现与地图制图 导读：空间数据的表现功能贯穿于GIS空间数据处理的始终，功能的许多方面，包括符号、专题信息表达、图幅配置、制图综合等，都来源于地图制图，这也表明了地理信息系统和制图学的渊源关系。从某种角度上来讲，地理信息系统可以称为“动态的地图”，它提供了比普通地图更为丰富和灵活的空间数据表现方式，如动态信息表达、虚拟现实等等。但是，从另外的角度来看，制图学又是一门艺术，单纯依靠计算机系统是难以制作完美的地图的，它需要人工的交互干预，如制图综合，目前还没有任何GIS软件能够很好地解决这些问题。 本章最后介绍了可视化的内容，可视化与信息的感知和传输有着密切的关系，地学可视化的研究、以及在GIS中应用可视化技术，对于空间数据的广泛应用有着重要的意义。 1．概述——地理信息系统数据表现与地图学 地图是记录地理信息的一种图形语言形式，从历史发展的角度来看，地理信息系统脱胎于地图，并成为地图信息的又一种新的载体形式，它具有存储、分析、显示和传输的功能，尤其是计算机制图为地图特征的数字表达、操作和显示提供了成套方法，为地理信息系统的图形输出设计提供了技术支持；同时，地图仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一。但二者又有本质之区别：地图强调的是数据分析、符号化与显示，而地理信息系统更注重于信息分析。地图学理论与方法对地理信息系统的发展有着重要的影响，特别是地理信息系统中的空间数据表现许多技术来源于地图学，但是，其表现手段更加灵活和丰富。 计算机制图是地图学中较新的一个领域，也是地理信息系统输出、显示结果的一个重要部分。计算机制图的主要内容是将地图设计和绘制通过计算机程序和相应的绘图硬件来实现。地图符号已经可以完全由计算机绘制。对地图特征的许多处理，如分类、空间插值等均可用计算机来实现。利用计算机对线状要素进行制图综合也已经取得很大进步。但是，利用计算机进行制图综合的结果仍比较机械，需要将更多的专家经验计算机化，特别是用计算机同时对多种内容进行地图综合还不太成熟。计算机图形学是利用计算机处理图形信息以及借助图形信息进行人——机通讯处理的技术，是GIS算法设计的基础，GIS是随着计算机图形学技术的发展而不断发展完善的。测绘信息网 1．1构成地图学与地理信息系统的数学法则 地图对它所表现的地面上的景物，应能按比例尺衡量。比例尺是地图上直线长度与地面上相应距离的水平投影长度之比。如地图上注有比例尺1：50000，表示图上地物的长度相当于相应地面地物长度的1/50000。这个尺度对大比例尺地图来说，基本上适合图上各个部分。因此，可以认为，比例尺是地图线形缩小程度的标志，它是构成地图数学要素的基本组成部分之一。地图上各种地物之间的关系，要求按数学法则构成，这就是先将地球自然表面的景物垂直投影到地球椭球面（或球面）上，再将地球椭球面（或球面）按数学法则投影到平面上而构成地图。这种按数学法则将地球椭球面（或球面）转绘到平面上的方法，叫地图投影。按这种方法建立的数学基础，才能使地球表面上各点和地图平面上的相应各点保持一定的函数关系，从而才能在地图上准确地表达空间各要素的关系和分布规律，才可能反映出它们之间的方向、距离和面积，使地图具有区域性和可量测性。 1．2地图学和地理信息系统的符号 地图符号是表达地图内容的基本手段，它不仅能表示事物的空间位置、形状、质量和数量特征，而且还可以表示各事物之间的相互联系及区域总体特征。图形符号是由形状、尺寸和颜色三个基本因素所组成，具有系统化的特点；注记是地图符号的一个重要部分，它也有形状、尺寸和颜色的区别。根据事物分布的特点，地图符号有面状、点状和线状之分。这些符号运用在表示专题要素的分布、质量和数量特征以及动态变化时，形成了许多表示法：范围法、质底法、量底法、等值线法、定点符号法、线状符号法、动线法、点值法、定域统计图法、色级统计图法以及定位统计图法。表示地形的主要方法有等高线法、分层设色法、晕渲法等。 地图符号是表示地图内容的基本手段，它由形状不同、大小不一、色彩有别的图形和文字组成。地图符号是地图的语言，是一种图形语言。它与文字语言相比较，最大的特点是形象直观。就单个符号而言，它可以表示某个事物的空间位置、大小、质量和数量特征；就同类符号而言，可以反映各类要素的分布特点；而各类符号的总和，则可以表明各类要素之间的相互关系及区域总体特征。因此，地图符号不仅具有确定客观事物空间位置、分布特点以及质量和数量特征的基本功能，而且还具有相互联系和共同表达地理环境各要素总体的特殊功能。 地图符号的形成过程，可以说是一种约定的过程