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第十章 地图分析,第 10 章 地图分析,第1节 地图分析的数学方法,第2节 地图分析的作用,第3节 阅读分析,第5节 复合分析,第4节 图解分析,第6节 地学信息图谱,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,张宏敏数学在地图分析中的应用：,地图分析是指将地图作为空间模型，采用各种方法对客观现实（现象）进行分析，从而使地图用户从地图上获取所需要的信息。,地图分析定义：祝国瑞等地图分析：,本节首页,本章首页,一、地图上采集数据的统计抽样,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,从总体中抽取部分样本进行研究。抽样结构：点抽样、线抽样、面抽样。用于面状分布地图。常用抽样方法：随机抽样、系统抽样。,本节首页,本章首页,从总体 N 个单位中随机地抽取 n 个单位作为样本，使得每一个容量为 n 的样本都有相同的机会。,一、地图上采集数据的统计抽样,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,将总体中的所有单位(抽样单位)按一定顺序排列，在规定的范围内随机地抽取一个单位作为初始单位，然后按事先规定好的规则确定其他样本单位。,本节首页,本章首页,二、测度地图信息量方法,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,按各种地物符号出现的概率计算地图信息量的概率模型：,Pi 是符号出现的频率；n 是符号的数量或分级数。,根据 I 值的计算，可以比较同类地图的信息量。,1948年Shannon提出“熵”这一基于概率论的信息量测方法，奠定了现代信息论的基础。随后，研究者将其运用于地理信息领域，结合空间数据的语义内涵建立了各种概率模型来计算空间数据所蕴涵的空间信息量。,本节首页,本章首页,三、地图要素的定量量算,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,工具：仪器或计算机软件。量算内容：地物的坐标、长度、 面积、体积和坡度等。,曲线板,曲线尺,曲线针,分规,求积仪,滚轮,键盘,显示幕,描迹镜,本节首页,本章首页,四、地图表示方法的变换,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,两种变换方式：,定性特征 定量形式定量图 定性图,本节首页,本章首页,五、空间信息的相关分析,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,分析各种地理数据的相互依存关系，建立相关系数模型，将相关系数的分布以地图形式表示。,本节首页,本章首页,六、趋势面分析,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,方法：最小二乘法建立趋势面的回归方程。功能：制作背景面图和剩余面图, 分析制图对象的总趋势和局部差异。,本节首页,本章首页,七、主成分分析,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,方法：原来多个指标组合成少数几个彼此无关的新指标。 作用：简化信息结构。,本节首页,本章首页,八、模糊数学的应用,第1节 地图分析的数学方法,第10章 地图分析,模糊数学从集合论发展而来。1965年，美国控制论专家、数学家查德发表论文模糊集合，这标志着模糊数学的诞生。,地图是空间信息的模糊集合。模糊综合评判：在一个准备评判的对象集内，对每一个对象赋予一个评判指标，按评判指标的大小进行对象排序，以判定最佳对象。,本节首页,本章首页,第 10 章 地图分析,第2节 地图分析的作用,电子教案,本章首页,一、研究各种现象的分布特点和分布规律,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,2. 自然综合体或区域经济综合体的分布特点、分布规律以及区域间的差异。,研究内容：1. 同一要素的分布特点、分布规律和区域差异。,大连年降水量多在600 800 mm，基本上是由西南向东北递减,大连年平均气温在815 ， 最高值在大连市,综合以上两图，大连气候西南部和东北部差异明显，但都为暖湿气候。,本节首页,本章首页,二、研究各种要素或现象之间的相互联系,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,相互联系的现象举例：土壤植被地层断裂火山、地震地质构造矿产分布,土壤,植被,该地区的土壤和植被类型有良好的对应关系,本节首页,本章首页,三、研究各种现象的动态变化,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,从地图的动态表示符号中获取要素动态变化的信息。定点符号的扩张、动线法。同一要素的不同范围界线。,制图对象动态变化的表达,本节首页,本章首页,三、研究现象的动态变化,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,研究空间信息在位置、形状、范围、面积等方面的变化。,本节首页,本章首页,四、进行预测和预报,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,应用举例：利用地质图预测矿藏分布和范围。根据地图上所显示的呈线状排列的火山锥体或出露的泉水，预测和预报地下断层的存在。 利用植被图预报矿藏和地下水分布。,本节首页,本章首页,四、进行预测和预报,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,应用举例：利用多年月平均降水量和气温预测当年各月降水量和气温。利用多年物候图与气候的变化关系预报农事活动 。利用洪水周期预报汛情。,本节首页,本章首页,四、进行预测预报,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,应用举例：天气预报天气形势预报地震预报环境污染预报,本节首页,本章首页,五、进行综合评价,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,举例：土地适宜性评价,土地适宜性评价是指土地针对特定利用方式的适宜性及适宜程度作出等级的评定。,本节首页,本章首页,五、进行综合评价,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,举例：土地适宜性评价,黄土高原土地自然条件适宜性评价指标：,土壤条件还包括土层厚度、土壤质地、土壤水分、土壤养分等，其他还有土地类型、地形坡度、水利设施建设等。,pH,本节首页,本章首页,五、进行综合评价,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,举例：土地适宜性评价,黄土高原土地自然条件适宜性评价,本节首页,本章首页,五、进行综合评价,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,交通状况及环境状况（F1）固定资产投资额(亿元)社会消费品零售总额(亿元)货运周转量(亿吨公里)客运周转量(亿人公里)外商直接投资额(万美元)城市燃气普及率人均公共绿地面积(m2)工业废水排放达标率,举例：投资环境评价,西部投资环境综合评价指标,本节首页,本章首页,五、进行综合评价,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,经济结构及通讯状况（F2 ） 第二产业比重、人均邮电业务总量(元) 人民收入状况（F3） 人均国民生产总值(元)、城镇居民平均可支配收入(元)、 农村居民平均纯收入(元) 技术文化水平（F4） 实际利用外资金额(亿元)、每万人中高校在校人数(人) 自然资源条件（F5）城市自来水普及率,举例：投资环境评价,西部投资环境综合评价指标,本节首页,本章首页,五、进行综合评价,第2节 地图分析的作用,第10章 地图分析,举例：投资环境评价,西部投资环境综合评价结果,陕西、四川、新疆 内蒙古、重庆、云南、广西、甘肃 青海、宁夏、贵州、西藏,本节首页,本章首页,第 10 章 地图分析,第3节 阅读分析,电子教案,本章首页,一、整体分析,第3节 阅读分析,第10章 地图分析,初始阶段：,后期阶段：,对普通地图而言：,本节首页,本章首页,一、整体分析,第3节 阅读分析,第10章 地图分析,整幅地图的一般性阅读： 了解图幅范围内的基本地理概况。 地形地貌、水系分布、居民点和交通网的布局、行政区划。,本节首页,本章首页,一、整体分析,第3节 阅读分析,第10章 地图分析,指定路线的一般性阅读了解沿线所经过的地形单元，主要河流、湖泊等名称，交通线路及停靠站点、码头或航空港的一般情况，以及所穿越的行政区划单元、界线及所关注的专题要素或现象的类型界线。,本节首页,本章首页,一、整体分析,第3节 阅读分析,第10章 地图分析,在一般性阅读分析和各种单要素分析之后，采用归纳法对制图区域的自然景观或人文景观的分异规律和结构特征做出明确的结论。,可参照读图区域内相关普通地图、专题地图和遥感图像。,本节首页,本章首页,二、单要素分析,第3节 阅读分析,第10章 地图分析,目的：通过对自然综合体或区域经济综合体内部组成成分的单项分析，进一步了解自然综合体或区域经济综合体的实质与特征。,本节首页,本章首页,34,二、单要素分析,第3节 阅读分析,第10章 地图分析,天然、人工植被其他地表覆盖土地资源状况,（四）居民点阅读,居民点类型居民点密度居民点分布居民点人口,本节首页,本章首页,三、比较分析,第3节 阅读分析,第10章 地图分析,途径：图中内容之间的对照分析，搞清要素之间或区域之间的差异、分布特点和规律。用本幅图与相关地图进行对比分析。本幅图与相关文字资料进行对比分析，研究要素的特征和分布规律。,目的：寻求要素或现象之间的异同，找出相互联系和相互制约的关系，以揭示一种要素或区域的本质特征。,本节首页,本章首页,第 10 章 地图分析,第4节 图解分析,电子教案,本章首页,一、垂直切割的剖面图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,本节首页,本章首页,一、垂直切割的剖面图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,江西省彭泽县马湖堤地质剖面图,本节首页,本章首页,一、垂直切割的剖面图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,土壤剖面图,本节首页,本章首页,一、垂直切割的剖面图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,San Carlos de Rio Negro 植被剖面图,山区到沿海的地势剖面,1 000 m,本节首页,本章首页,一、垂直切割的剖面图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,第一步：绘剖面线，确定折点。,第二步：规定剖面图比例尺。 垂直比例尺应比水平比例尺大5 20倍。,第三步：按比例将地形图上各段绘制到剖面图上。,等高距10 m,本节首页,本章首页,二、3维描写的块状图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,假想用平行光从高空向地面投影，而被切割下来的地壳表层是以平行四边形形式出现。,本节首页,本章首页,二、3维描写的块状图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,平行透视,本节首页,本章首页,二、3维描写的块状图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,本节首页,本章首页,二、3维描写的块状图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,本节首页,本章首页,三、地貌切割密度与深度图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,本节首页,本章首页,三、地貌切割密度与深度图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,切割密度指在单位面积内全部沟谷的总长 (单位：km/km2)。,切割密度图是以大比例尺地形图为底图，采用网格法将网格内的切割密度对该地区的地貌表示。,1. 等深线； 2. 等高线； 3. 分水线； 4. 谷底线； 5. 河流,本节首页,本章首页,三、地貌切割密度与深度图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,定义：切割深度即地面起伏高差。反映：现代地貌内外营力的作用强度，地面组成物质的性质。类型：网格形式的切割深度图和切割深度等值线图。,本节首页,本章首页,三、地貌切割密度与深度图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,网格形式的切割深度图,以等高线图为基础，在其上打上一定大小的格网，在各格网内测定最高点与最低点的相对高差，然后按其高差大小进行分级，最后用不同的色级或晕线加以表示。 适用于中、小比例尺地图。,本节首页,本章首页,三、地貌切割密度与深度图,第4节 图解分析,第10章 地图分析,切割深度等值线图,适用于大比例尺地形图,本节首页,本章首页,第 10 章 地图分析,第5节 复合分析,电子教案,本章首页,一、地图与地图的复合分析,第5节 复合分析,第10章 地图分析,作用：获得制图对象宏观分布规律、微观典型特征和数量指标。 为地图概括中指标选取和载负量确定提供重要参考。,典型代表： 基本比例尺地形图系列的复合分析。,本节首页,本章首页,一、地图与地图的复合分析,第5节 复合分析,第10章 地图分析,庐山老莲花洞地区一级谷地复合分析,不同比例尺地形图在不同程度上歪曲了谷地实际分布特征11万图上55方向一级谷地多于290方向12.5万图上290方向一级谷地多于55方向,本节首页,本章首页,一、地图与地图的复合分析,第5节 复合分析,第10章 地图分析,作用：研究自然综合体或区域经济综合体的类型与界线。 应用：利用气候图与土壤图、植被图复合，研究气候与土壤、植被之间的关系。利用国民经济总产值图与居民受教育程度地图之间复合，研究居民的素质与国民经济发展之间的关系。,本节首页,本章首页,二、地图与遥感图像的复合分析,第5节 复合分析,第10章 地图分析,地图的特点：遵循一定的数学法则科学概括制图对象将制图对象符号化表达制图对象时空状态和变化,本节首页,本章首页,二、地图与遥感图像的复合分析,第5节 复合分析,第10章 地图分析,遥感图像的特点：借助航天或航空平台记录信息客观、真实信息尺度超出人类视觉需要经过处理、解译,本节首页,本章首页,二、地图与遥感图像的复合分析,第5节 复合分析,第10章 地图分析,从遥感图像角度看，地图不仅可以为遥感图像的定向、定位和专题信息提取提供参考和依据，同时还可以为遥感图像补充高程信息。从地图角度看，遥感图像不仅可以为地图修正变化了的地理基础，而且还可以修正专题信息的图斑界线。,本节首页,本章首页,二、地图与遥感图像的复合分析,第5节 复合分析,第10章 地图分析,地形图、地理图与遥感图像复合。利用遥感图像更新地形图上的要素，为遥感专题制图提供地理基础底图 。专题地图与遥感图像套合。,本节首页,本章首页,二、地图与遥感图像的复合分析,第5节 复合分析,第10章 地图分析,遥感影像+地图投影+地图符号 = 遥感影像图,本节首页,本章首页,电子教案,第 10 章 地图分析,第6节 地学信息图谱,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,“图”，即地图，反映人们对地球空间信息的认知和图形表达。它描述事物的现状，表达有序的空间格局，是一种宏观规律的外部表现。 “谱”，指系统或系列，是从时间、空间演替系列中得到的，它反映出内在的规律性。,1. 地学图谱的概念,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,图谱兼有“图”和“谱”的双重性质，即包括具有地理空间的图形表达和按特征有规则的排序。,1. 地学图谱的概念,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,地带性图谱大洋环流带,2. 地学图谱的 经典案例,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,2. 地学图谱的 经典案例,过程图谱长江三角洲的形成和发育,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,旋律图谱 欧亚大陆 桥旋律图谱,2. 地学图谱的 经典案例,本节首页,本章首页,一、地学图谱与 地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,区域分异图谱,2. 地学图谱的 经典案例,太湖东西洞庭山景观图,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,（1）“图”是可感知的外部特征表现，“谱” 反映内在的规律。 （2）“图”表达的是事物静态特征，“谱”所表达的则是动态特征。 （3）“图”是可感知的现象，“谱”是推演得出的规律。,3. 地学图谱的特征,（4）“图”表现空间单元特征，“谱”则表示事件发展之起点和过程。（5）“图”用2维表达非线性源，“谱”则用1维表达规律，实现多维分析。（6）“图”描述复杂系统的初始和边界条件，而“谱”为运动变化规律描述的主导方程。,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,按研究对象分：大地构造图谱、地震图谱、水系图谱、热带气旋图谱、垂直带谱、植被图谱等。,4. 地学图谱类型,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,按表达内容特征分： 区域类型组合型图谱 时序动态组合型图谱,4. 地学图谱类型,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,按功能分：征兆图谱诊断图谱实施图谱,4. 地学图谱类型,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,按研究尺度分：全球地带性图谱、区域性图谱、基本形态特征图谱。,4. 地学图谱类型,本节首页,本章首页,一、地学图谱与地学信息图谱,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,地学信息图谱是数字化的地学图谱，是在传统地学图谱基础上的一种创新 。,本节首页,本章首页,二、地学信息图谱的应用研究领域,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,通过图谱建立过去的环境变化序列，并根据地表痕迹分析研究过去的环境变化，建立过去的环境变化图谱，然后根据自然法则和社会法则进行图形运算，模拟地理过程，对复杂的地理现象进行预测。,通过大量数据的分析，结合地学背景知识，以图谱的形式为区域经济的持续发展提供形象的模式。,二、地学信息图谱的应用研究领域,第6节 地学信息图谱,第10章 地图分析,灾害评估农业生产规划资源调查与评价城市规划环境评价,本节首页,本章首页,