GIS中专题地图的制作研究_毕业论文.doc

湖北国土资源职业学院毕业设计(论文)GIS中专题地图的制作研究专 业: 地理信息系统与地图制图技术GIS中专题地图的制作研究摘 要、 地图制图学是研究地图编制及其应用的一门学科。数字地图制图与地理信息系统从他们的形成开始一直发展至今，都是紧密联系在一起的，他们的主要区别在于最终的目的不同：数字地图制图的目的是快速、精确的编制高质量的地图；地理信息系统的目的是为地理研究和地理决策提供服务。从使用的角度看，完善的地理信息系统可以替代地图且更方便和实用，因此完善的地理信息系统应包含数字地图制图的功能，此外，还应该具有丰富的空间分析能力。从专题地图的种类、特点、用途及其发展演变出发，运用专题地图编制、数字制图技术以及GIS的观点与方法，并结合相关的应用实例，阐述基于GIS的专题地图编制的有关思路与要求，对实际工作有一定的参考价值。专题地图的设计过程和普通地理图相似，包括编辑准备、原图绘制和出版前准备三个阶段。关键字：地图制图；GIS；数字制图概况；地图符号库系统；专题地图目 录第一章 地图基础理论 (4)§1.1 现代地图学概论 (4)1.1.1 现代地图与现代地图学的概述 （4）§1.2 现代地图的分类与组成（5）1.2.1 现代地图的分类（6）1.2.2 现代地图的组成要素（6）第二章 专题地图的设计与编绘（7）§2.1 专题地图设计的一般过程（7）2.1.1 编辑准备（7）2.1.2 专题地图的资料类型及处理方法（7）2.1.3 专题地图的内容设计（8）第三章 专题地图的制作实例 （9）§3.1 专题地图的制作（9）3.1.1 专题地图的制作方法（9）3.1.2 范围值图高级制作（12） §3.2 直方图专题图（15）3.2.1 直方图制作方法（15）§3.3 饼图专题图（17）3.3.1 饼图制作方法（17）§3.4 等级符号专题图（20）3.4.1 等级符号的制作方法（20）参考文献（23）第一章 地图基础理论§1.1现代地图学概论1.1. 1现代地图与现代地图学的概述 一 现代地图的定义 我国地图学教科书对地图的定义多年以来一直是：“地图就是按照一定的数学法则，运用符号系统，概括地将地球上各种自然和社会经济现象缩小表示在平面上的图形。”这个定义反映了地图的基本特性，但未明确现代地图的各种功能特性。随着对地图学理论的深入研究和对地图实质的全面理解，结合现代技术地图制图技术的发展，这里我们将现代地图的概念定义为：现代地图是按照严密的数学法则，用特定的符号系统，将地球或其他星球的空间事象，以二维或多维、静态或动态可视化形式，抽象概括、缩小模拟等手段表示在平面或球面上，科学地分析认知与交流传输事象的时空分布、数量质量特征及相互关系等多方面信息的一种图形或图像。二 现代地图特征及其拓展（一） 地图的基本特性1. 严密的数学法则2. 科学的地图概括3. 特定的符号系统（二） 现代地图基本特性的拓展一般认为现代地图就是指在数字环境下制作的地图。这种数字式的现代地图与传统模拟的式纸质地图相比较有很大的不同。陈述彭先生认为地图从古代到现代，在信息源和信息获取手段、存储和检索方法、分析加工与制图方法、最终可视化产品的形式等方面都发生了漂移。这表明，随着科学技术的进步和社会的发展，地图从内容到形式、从信息源到成图方法、从编图到用图，都发生了巨大的变化。特别是这种变化对地图的数学基础（地图投影与比例尺）、地图符号系统和地图概括这三条基本特性来说，在数字环境下都有所发展。§1.2现代地图的分类与组成1.2.1现代地图的分类一按地图功能和内容分类按地图的功能分类，地图可分为普通地图、专题地图、专用地图和特殊地图四大类。按地图内容分类，地图可分为普通地图和专题地图两大类。地图按内容分类是最主要的分类方法。1. 普通地图普通地图是以同等详细程度全面表示地面上主要的自然和社会经济现象的地图，能比较完整的反映出制图区域的地理特征，包括水系、地形、地貌、土质植被、居民地、交通网、境界线，以及独立地物等。普通地图进一步可分为地形图和地理图。2. 专题地图专题地图是着重表示一种或几种自然或社会经济现象的地理分布，或强调表示这些现象的某一个方面的特性的地图。专题地图的主题多种多样，服务对象也很广泛。按专题地图内容可进一步分为自然地图、社会经济地图和环境地图等不同的专题类型的地图。二按地图比例尺分类按比例尺分类，地图分为大比例尺地图，中比例尺地图、小比例尺地图3种。3. 大比例地图大比例尺地图是指比例尺大于或等于1:10万的地图，如1:10万、1:5万、1:2.5万1：1万、1:5000等。它详尽而精确的表示地面的地形和地物或某种专题要素。它往往是在实测或实地调查的基础上编制而成的，作为城市、县乡规划和专业详细调查使用，可进行图上量算或者作为编制中心小比例尺地图的基础资料。4. 中比例尺地图中比例尺地图是指比例尺小于1:10万，且大于1:100万的地图，如1:25万、1:50万等。它表示内容比较简要，由大比例尺地图或根据卫星图像经过地图概括编制而成，可供全国性部门和省级机关作总体规划、专用普查使用。5. 小比例尺地图小比例尺地图是指1:100万和更小比例尺的地图，如1:100万、1:150万等。这种地图随着比例尺的缩小，内容概括程度增大，几何精度相对降低，用以表示制图区域的总体特点以及地理分布规律的区域差异等，主要用在一般参考及科学普及等方面。三按地图用途分类按地图的用途进行划分，地图可分为通用地图和专用地图两大类。通用地图即普通地图（地形图、地理图）；专用地图有教学地图、军事地图、航海地图、航空地图、公路交通地图、旅游地图、规划地图、参考地图等。这些地图的名称就表明了它们的用途。1.2.2现代地图的组成要素无论地图上表现的内容多么简单或复杂，从其构成的要素来看都由数学要素、地理要素和辅助要素所组成。数学要素是地图的数学基础，地理要素是地图的地理基础。1.数学要素数学要素是用来确定地理要素的空间相关位置，起着地图“骨架”作用的要素2.地理要素地理要素是客观存在于地表的各种地理实体或者现象在地图上的可视表达，是地图表示的主体内容。3.辅助要素辅助要素是指地图区域以外所表示的要素，有时也称为图外要素，包括为方便使用地图而提供的工具性要素、制图背景说明性要素以及为丰富和深化主题内容而增加的补充性要素等。1）工具性辅助要素工具性辅助要素包括图例、分度带、比例尺、坡度尺等2）说明性辅助要素说明性辅助要素包括图名、图号、接图表、出版单位、时间、编图说明，以及图廓外的其他整饰要素与补充说明等。第二章 专题地图的设计与编绘§2.1专题地图设计的一般过程2.1.1编辑准备专题地图的种类繁多，形式各异，与普通地图相比，它的用途和使用对象有更强的针对性，要求更具体。因此，对编辑准备工作来说，首先应研究与所编地图有关的文件，明确编图的目的、地图的主题和读者对象。在明确编制专题地图的任务后，首先拟定一个大体设计方案，并绘制图面配置略图，经审批同意后，即可正式着手工作。编图设计大纲的主要内容有：（1） 编图的目的、范围、用途和使用对象；（2） 地图名称、图幅大小及图面配置；（3） 地理底图和成图的比例尺、地图投影和经纬网格大小；（4） 制图资料及使用说明；（5） 制图区域的地理特点及要素的分布特征；（6） 地图内容的表示方法、图例符号设计和地图概括原则；（7） 地图编绘程序、作业方法和制印工艺。2.1.2专题地图的资料类型及处理方法专题地图的内容十分广泛，所以编绘专题地图的资料也很繁多，但概括起来，主要有地图资料、遥感图像资料、统计与实测数据、文字资料等。1. 地图资料普通地图、专题地图都可以作为新编专题地图的资料2. 遥感图像资料各种单色、彩色、多波段、多时相、高分辨率的航片、卫片都是编制专题地图的重要资料。3. 统计与实测数据各种经济统计资料，如产量、产值、人口统计数据等；各种调查和外业测绘资料；各种长期的观测资料，如气象台站、水文站、地震观测台站等都是专题制图不可缺少的数据源。4. 文字资料文字资料也包括研究论文、研究报告、调查报告、相关论著、历史文献、政策法规等，是编制专题地图的重要参考文献。2.1.3专题地图的内容设计（一）表示方法的选择影响表示方法选择的因素主要包括: 地图性质; 比例尺; 现象的空间分布特征; 现象的质量数量特征; 表示数量指标的绝对相对性。（二）图例符号的设计 1.图例必须完备，要包括地图上采用的全部符号系统，且符号先后顺序要有逻辑连贯性。2.图例中符号的形状、尺寸、颜色应与其所代表的相应地图内容一致。其中，普染色面状符号在图例中常用小矩形色斑表示。3.图例符号的设计要体现出艺术性、系统性、易读性，并且容易制作。（三）作者原图的设计1.作者原图使用的地理底图、内容、比例尺、投影、区域范围等应与编绘原图相适应。2.编绘专题内容的制图资料应翔实可靠。3.作者原图上的符号图形和规格应与编绘原图相一致，但符号可简化。4.作者原图的色彩整饰尽可能与编绘原图一致。5.符号定位要尽量准确。（四）图面配置设计1.主图与四邻的关系：一幅地图除了突出显示制图区域，还应当反映出该区域与四邻之间的关系。2.主图的方向：地图主图的方向一般是上北下南，但如果遇到制图区域的形状斜向延伸过长，考虑到地图幅面的限制，主图的方向可作适当偏离，但必须在图中绘制明确的指北方向线。（五）地图的色彩与网纹设计第三章 专题地图的制作实例§3.1专题地图的制作3.1.1专题地图的制作方法以全国各省人口专题图制作为例，说明范围值图制作方法。 打开全国政区图。 选择“地图”“创建专题地图”菜单项。如图3-1所示。 图3-1 创建专题图菜单图 在“创建专题图-步骤1/3”对话框中选择“范围”，模板选择“缺省区域范围”。如图3-2所示。 3-2 范围图制作步骤1/3 单击“下一步”，在“创建专题图-步骤2/3”对话框中的“字段”选项选择“人口”。如图3-3所示。图3-3 范围图制作步骤2/3 单击“下一步”，在“创建专题图-步骤3/3”对话框中单击“确定”。如图3-4所示。 图3-4 范围图制作步骤3/3 显示专题图图例。选择“选项”“显示专题图例”，如图3-5所示。图3-5 显示图例窗口菜单 专题图制作完毕。如图3-6所示。图3-6 范围值图3.1.2范围值图高级制作一模板名的制作范围值图的模板按符号类型可分为点状、线状、面状符号模板。点、线、面指地图上地物的表示形式。以全国政区图为例。图上的各个省会，就是用点状符号表示的；而公路、铁路是用线状符号表示的；各个省则是用面状符号，即封闭的多边形表示的。这三种符号的专题图模板是不同的。 图3-7 点范围模板 图3-8 线范围模板二自定义选择在“创建专题图-步骤3/3”对话框中，“自定义”选项包括“范围”、“样式”、“图例”。等选项。“模板”包括“存为”、“合并”的选项。如图3-13所示。图3-13 自定义选项 （1）范围“方法”包括“等计数”、“等范围”、“自然划分”、“标准差”、“分位数”、“自定义”。“等计数”是将属性值等分为比例相同的若干份。“等范围”则是将属性值按大小分成增量相同的若干份。“自然划分”将属性值根据某个算法分成若干段，该算法使用每个范围的平均值来分配数据，以使它们在其范围内分布得更均匀些。“自定义”是由用户选择属性值的区段范围。（2）样式通过调整样式中的颜色，使用户可以定制各种搭配合理的专题图。 （3）图例单击“图例”，显示自定义图例对话框。三模板保存用户所制作的个性化的模板希望保存并应用到其它专题图中去，这样可以节省一些操作。保存的方法是单击“保存”，显示“保存专题地图模板”对话框。 §3.2直方图专题图直方图专题图对表中的每个记录，显示其专题变量的直方图。可以用来说明一个或多个属性信息的属性值。使用直方图在地图中分析每个记录的多个变量。通过比较每个统计图中方条的大小来获取表集合中的记录的信息，或比较所有直方图中的某个方条来得到有关整个表的信息。为了在直方图中表示负值，方条将向统计图的反方向延伸。 3.2.1直方图制作方法以全国各省人口专题图制作为例，说明直方图的制作方法。 打开全国政区图。 选择“地图”“创建专题地图”菜单项。如图3-1所示。 在“创建专题图-步骤1/3”对话框中选择“直方图”，模板选择“缺省直方图”。如图3-22所示。图3-22 直方图制作步骤1/3 单击“下一步”，在“创建专题图-步骤2/3”对话框中的“字段”选项选择“人口”，单击“增加”。如图3-23所示。图3-23 直方图制作步骤2/3 单击“下一步”，在“创建专题图-步骤3/3”对话框中单击“确定”。如图3-24所示。图3-24 直方图制作步骤3/3 显示专题图图例。选择“选项”“显示专题图例”，如图3-5所示。 成果直方图，如图3-25所示。图7-25 直方图 §3.3饼图专题图饼状专题图是对表中每个记录，显示其专题变量的饼图。饼图是多变量的。在地图上使用饼图来一次分析多个变量。可以通过比较每个统计图上饼扇的大小来获取表中某个记录的信息，或比较所有饼图中某个饼扇的大小来得出所有记录中某个变量的变化，或比较饼图的直径以获得整个数据集合的信息。3.3.1饼图制作方法以全国各省人口专题图制作为例，说明饼图的制作方法。 打开全国政区图。 选择“地图”“创建专题地图”菜单项。如图3-1所示。在“创建专题图-步骤1/3”对话框中选择“饼图”，模板选择“缺省饼图”。如图3-28所示。图3-28 饼图制作步骤1/3 单击“下一步”，在“创建专题图-步骤2/3”对话框中的“字段”选项选择“人口”。单击“增加”。如图3-29所示。图3-29 饼图制作步骤2/3 单击“下一步”，在“创建专题图-步骤3/3”对话框中单击“确定”。如图3-30所示。图3-30 饼图制作步骤3/3 显示专题图图例。选择“选项”“显示专题图例”，如图3-5所示。 专题图制作完毕，如图3-31所示。图3-31 饼图§3.4等级符号专题图等级符号图对表中每个记录显示一个符号，其大小与数据数值成比例。等级符号图用指定的数值来显示数据点。它在说明数量信息如从高到低的顺序时很有用。例如，使用等级符号图来显示不同区域的年销售额，MapInfo将根据销售额字段中的值改变每个区域内符号的大小。 3.4.1等级符号的制作方法以全国各省人口专题图制作为例，说明等级符号图的制作方法。 打开全国政区图。 选择“地图”“创建专题地图”菜单项。如图3-1所示。 “创建专题图-步骤1/3”对话框中选择“等级符号”，模板选择“Population”。如图3-33所示。图3-33 等级符号图制作步骤1/3 单击“下一步”，在“创建专题图-步骤2/3”对话框中的“字段”选项选择“人口”。如图3-34所示。图3-34 等级符号图制作步骤2/3 单击“下一步”，在“创建专题图-步骤3/3”对话框中单击“确定”。如图3-35所示。图3-35 等级符号图制作步骤3/3 显示专题图图例。选择“选项”“显示专题图例”，如图3-5所示。 专题图制作完毕，如图3-36所示。图3-36 等级符号图参考文献1陈述彭.地图学 地学的探索（第二卷）M.北京：科学出版社，1990.2焦健，曾琪明.地图学M.北京：北京大学出版社，2005.3廖克.现代地图学M.北京：北京大学出版社，2003.4中国百科全书M.北京：中国大百科全书出版社，2000.5张荣群.现代地图学基础M.北京：中国农业大学出版社，2005.6蔡孟裔.新编地图学教程M.北京：高等教育出版社，2005.23