9.2   地图设计

知识点地图设计的基本程序

通常按以下步骤开展工作:(1)确定地图的用途和对地图的基本要求;(2)分析已成图,作为设计新编地图的参考;(3)研究制图资料;(4)研究制图区域的基本情况;(5)设计地图的数学基础;(6)地图的分幅和图面设计;(7)地图内容选取及表示方法设计;(8)各要素制图综合指标的确定;(9)地图制作工艺设计,主要包括:数据输入,地图的数学基础建立,制图资料补充,数据处理,地图符号和注记的配置,数据的输出等;(10)样图试验;(11)在上述各项工作的基础上,编写地图的设计文件。

知识点制图资料收集与制图区域分析

(一)制图资料收集

(1)在编辑设计准备工作中,要充分了解制图区域的资料情况,广泛收集可用于编绘地图的各种最新资料;

(2)对收集到的资料应全面地进行分析、研究,以确定基本资料、补充资料和参考资料;

(3)基本资料的选用应截至编绘作业之前。现势资料一般截至地图数据输出(发片)之前。

(二)制图区域分析

制图区域分析是以基本资料为基础,结合补充资料和参考资料,对制图资料进行研究,从整体上研究制图区域的概况和基本特征。只有这样才有可能构建出整个区域地理空间结构模型,进而根据地图用途要求和比例尺所允许的地图载负量,设计合适的地图编绘指标,在新编地图上再现制图区域地理空间结构。

知识点地图设计文件

地图编制技术设计文件主要包括:项目设计书、专业技术设计书。   项目设计书是对项目进行的综合性整体设计;专业技术设计书是对专业活动的技术要求进行的设计,是指导制图区域各图幅编绘作业的专业技术文件。

设计文件编写包括的内容及程序:任务概述、制图区域概况和编图资料情况、引用文件、成果(或产品)主要技术指标、设计方案、编制技术路线、质量控制、印刷与装帧、提交成果、制作进度计划、编制经费预算表、附录等。

知识点数学基础与比例尺设计

(一)地图投影选择

除国家基本比例尺地形图外,其他类型地图需根据用途、制图区域位置、大小和形状等因素,选择合适的投影。    通常根据以下条件确定投影的选择:

(1)制图区域位置。极地附近宜选正轴方位投影;中纬度地区宜选圆锥投影。我国1100万地形图采用双标准纬线正轴等角圆锥投影;

(2)制图区域形状。接近圆形轮廓的区域宜选择方位投影(如中华人民共和国全图用斜轴等面积方位投影);

(3)东西延伸的区域。在赤道附近用正轴圆柱投影,在中纬度地区用圆锥投影,南北延伸地区多选用横轴圆柱投影;

(4)要求面积对比正确的。常选用等面积投影;

(5)要求方位正确的(如地形图、航空图、航海图)。常选用等角投影;

(6)要求距离较精确的(如交通图)。常选用任意投影中的等距离投影;

(7)一般参考图和中小学教学用图。常选用任意投影;

(8)已成固定模式的。海洋地图都用墨卡托(正轴等角圆柱)投影,各国的地形图都用等角横切(割)圆柱投影;我国地形图用的是等角横切椭圆柱投影(高斯一克吕格投影);

(9)我国分省(区)地图常用投影:正轴等角割圆锥投影(必要时也可采用等面积和等距离圆锥投影),或宽带高斯一克吕格投影(经差可达9°);我国的南海海域单独成图时,可采用正轴圆柱投影。

(二)坐标网的选择

1.种类

地形图上的坐标网大多选用双重网的形式。大比例尺地形图多以直角坐标网为主,地理坐标网为辅(绘于内、外图廓之间);中小比例尺地形图及地理图则只选地理坐标网;不求几何精度(如旅游地图)或大比例尺的城市图(由于保密原因)通常不表示任何坐标网。

2.定位

定位指确定坐标网在图纸上的相对位置。定位的依据是确定地图投影的标准线、图幅的中央经线和地图的定向。图幅的中央经线应是靠近图幅中间位置的整数位的经线,它应位于图纸的中间,其余的经纬线网格以它为对称轴分列两侧。当地图用北方定向时,只需要将中央经线朝向正上方(垂直于南北图廓),用斜方位定向时,根据需要将中央经线旋转一个角度。

3.密度

密度即网格大小,坐标网的密度应适中。密度太小,影响量测精度;密度太大,会干扰其他地图内容的阅读。

4.表现形式

坐标网的表现形式有粗细线、阴阳线、实虚线之分。

(三)地图比例尺设计

地图上标明的比例尺是指投影中标准线上的比例尺(即地图主比例尺)。

1.选择比例尺的条件

取决于制图区域大小、图纸规格、地图需要的精度等。

2.选择地图比例尺的套框法

在设计地图(集、册)时,图纸规格是固定的,在这个固定的图面上,各制图单元(例如省或县)要选用什么比例尺,最适合用套框法确定。

知识点地图分幅与拼接设计

(一)地图分幅设计

地图的幅面用纸尺寸称为地图的开幅。顾及纸张、印刷机的规格和使用等条件,地图的开幅应当是有限的。出版地图时通常使用的规格见表。

1.统一分幅地图的分幅设计

分幅地图的图廓可以是经纬线,也可以是一个适当尺寸的矩形。两种分幅方式各有优缺点,在具体使用中常采取:合幅,破图廓或设计补充图幅,设置重叠边带等的分幅设计来弥补其缺点,使之更加完善。

经纬线分幅地图,在分图幅投影时会产生拼接时的裂隙。为了解决这一问题,往往设置一个重叠边带。

2.内分幅地图的分幅设计

内分幅地图是区域性地图,特别是多幅拼接挂图的分幅形式,其外框是一个大的矩形,内部各图幅的图廓也都是矩形,沿图廓拼接起来成为一个完整的图面。在实施分幅时,要顾及以下各因素:(1)纸张规格;(2)印刷条件;(3)主区在总图廓中基本对称;(4)内分幅的各图幅的印刷面积尽可能平衡;(5)其他要求。

(二)地图拼接设计

1.图廓拼接

使用时沿每幅图图廓拼接起来。经纬线分幅的地图由于分带、分块投影的影响,图幅拼接时会有困难,可采用设置重叠边带的方法解决。

2.重叠拼接

多幅印刷的挂图拼接时,为避免裁切不准导致的露白或切掉地图内容,通常在两幅相邻的分幅图之间设置一个重叠带(通常为1cm左右),即这条带的内容在两幅相邻分幅图上是重复绘制的。

3.图幅拼接原则

通常图幅拼接时按上幅压下幅、左幅压右幅的顺序进行拼接。

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知识点地图内容设计

(一)普通地图内容设计

1.普通地图概念

一般包括地形图和普通地理图两类。

2.普通地图内容

包括:水系、地貌、土质植被、居民地、交通网、境界、控制点与独立地物等地理要素。

3.普通地图内容设计的原则

(1)满足用途要求;

(2)达到图面清晰易读;

(3)保证制图精度;

(4)反映制图区域的地理特征。

(二)专题地图内容设计

1.专题地图概念

专题地图是表示与某一主题内容有关的地图,按照地图主题的要求,只表示与主题有关的一种或几种要素。

2.专题地图内容与分类

包括:数学基础、主题要素(专题要素、地理基础要素)和辅助要素。

3.专题地图内容设计的原则

(1)满足使用要求;

(2)使用专门的符号和特殊的表示方法(包括满足专业要求和习惯的符号及表示方法);

(3)图面层次感要强;

(4)反映现象的静态状况和动态发展;

(5)表示现象的定性与定量特征。

4.地理基础(地理底图)内容设计的原则

(1)地理基础(地理底图)要素必须为专题地图起到“骨架”作用并作为转绘专题内容的控制基础;

(2)遵循普通地图内容的设计原则,只是制图综合程度要大一些,符号的色彩、形状设计以不影响专题内容的表示为准则;

(3)在内容表达形式上注意与专题内容的视觉层次对比。

(三)图式符号设计

1.地图符号分类

分为点状符号、线状符号和面状符号三种类型。

2.制约地图符号设计的基本要素

(1)主观因素。符号视觉变量及视觉感受效果,符号构图的视觉生理和心理因素,地图信息的视觉感受水平,符号传统习惯与标准。

(2)客观因素。地图资料的特点,地图的用途和内容,地图的比例尺,地图的使用环境要求,印刷要求。

3.地图符号设计的要求

地图符号设计中要把握的原则是使符号具有可定位性、概括性、可感受性、组合性、逻辑性和系统性。

知识点地图表示方法设计

(一)普通地图的表示

普通地图要素一般分为独立地物要素、自然要素和社会经济要素三种。

1.独立地物要素的表示方法

在地图上无法按比例表示的一些地物,统称为独立地物。它具有明显的方位意义,对地图定向、判断方位等意义较大。独立地物在地形图上表示得很详细,随着地图比例尺的缩小,表示的内容也逐渐减少,在小比例尺地图上,主要以表示历史文化方面的独立地物为主。独立地物因无法依真型显示,所以大都用几何符号、侧视的象形符号来表示。在地形图上,独立地物符号必须精确地表示地物位置,符号要规定定位点,便于定位。

2.自然要素的表示方法

(1)水系要素。水系要素要表示其类型、形状、大小(长度和宽度)和流向。①海洋及依比例尺表示的湖泊、水库、双线河流等面状水系一般用蓝色水涯线与浅蓝色水域色表示;②河流、运河及沟渠等水系一般以蓝色线状符号的轴线表示其位置及长度,线状符号的粗细表示河流的上游与下游、主流与支流的关系。为了与单线河衔接及美观的需要,往往用0.4mm的不依比例尺双线符号过渡到依比例尺的双线符号。运河与沟渠在图上一般用蓝色单实线表示。

(2)地貌要素。地貌要素通常要反映其形态特征,表示其不同类型和分布特点,显示其地面起伏效果。地貌的表示一般有反映其数量特征的等高线法,明显反映地貌高程带的分层设色法,反映地貌立体感的晕渲法。

(3)土质与植被要素。土质与植被要素在图上强调其分布范围和平面图形特征,一般采用区域底色和符号相配合的方法表示,并可加注必要的说明注记。

3.社会经济要素的表示方法

(1)居民地要素。在图上通常用符号加注记的方式表示其位置、形状、类型、建筑物的质量特征、人口数量和行政等级。编制地图时,对于外国居民地要素,通常只区分出首府和一级行政中心。

(2)交通要素。地图上交通要素一般指陆路交通、水路交通、空中交通和管线运输。①陆路交通包括铁路、公路和其他道路三种。铁路要素一般用传统的黑白相间的所谓“花线”符号表示,必要时与说明注记及颜色配合使用表示。公路要素一般用单、双实线等线形符号、说明注记及颜色配合使用表示。其他道路要素一般用细实线、虚线、点线等线形符号表示,必要时与颜色配合使用表示;

②水路交通包括内河航道和海洋航线两种。内河航道线常用短线(带有箭头)表示河流通航的起讫点。海洋航线常由港口和航线两种标志组成,用符号表示港口的位置,用蓝色虚线表示航线;③空中交通常采用符号来表示航空机场,除非航空专题图,一般不表示航空线;④管线运输主要包括管道和高压输电线,通常采用线状符号加说明注记来表示。

(3)境界要素。境界要素包括政治区划界、行政区划界及其他地域界,它们在地图上表示的原则相同,常用不同规格、不同结构、不同颜色的点、线段组合表示,必要时加色带强调表示。

(二)专题地图的表示

1.专题地图表示方法

(1)定位符号法。表示点状分布的物体,常采用不同形状、大小、颜色的符号表示其位置。

(2)线状符号法。表示呈线状分布的对象(现象)。

(3)范围法。表示呈间断成片分布的面状对象,常用真实的或隐含的轮廓线表示其分布范围,其内再用颜色、网纹、符号乃至注记等手段区分其质量和分布特征。

(4)质底法。表示连续分布、满布于整个区域的面状现象,其表示手段与范围法几乎相同,同样是在轮廓界线内用颜色、网纹、符号乃至注记等表示现象的质量特征(类别差异)。

(5)等值线法。用等值线的形式表示布满全区域的面状现象。

(6)定位图表法。用图表的形式反映定位于制图区域某些点的周期性现象的数量特征和变化。

(7)点值法。对制图区域中呈分散的、复杂分布的现象,像人口、动物分布,某种农作物和植物分布,当无法勾绘其分布范围时,可以用一定大小和形状的点群来反映。那么点的分布范围可大致代表现象分布范围,点的多少反映其数量指标,点的集中程度反映现象分布的密度。点的排布方式有两种:一是均匀布点法,二是定位布点法(地理方法)。

(8)运动线法。又称动线法,是用矢量符号和不同宽度、颜色的条带表示现象移动的方向、路径和数量、质量特征。

(9)分级统计图法。是按行政区划或自然区划分出若干制图单元,根据各单元的统计数据并对它们分级,用不同色阶(饱和度、亮度,乃至色相的差别)或用晕线网级反映各分区现象的集中程度或发展水平的方法,也有称分级比值法。

(10)分区统计图表法。是在各分区单元(同样是以行政区划单元为主)内按统计数据描绘成不同形式的统计图表,置于相应的区划单元内,以反映各区划单元内现象的总量、构成和变化。

2.专题地图表示方法运用的原则

(1)应采用恰当的表示方法和整饰方法,明显突出反映专题地图的内容;

(2)表示方法的选择应与专题地图内容相适应;

(3)应充分利用点状、面状和线状表示方法的相互配合;

(4)当两种近似的表示方法配合时,应注意突出主要者;

(5)当两种以上的表示方法或整饰方法配合时,应特别注意色彩的选择,以保证地图清晰易读。

知识点地图图面配置设计

图面配置设计指图名、图廓、图例、附图、附表等的大小、位置及其形式的设计。通常要配合制图主区的形状及内容特点,考虑到视觉平衡的要求进行设计。

1.图名

图名应简练、明确,具有概括性。地形图和小比例尺的分幅地图都是选择图幅内重要的居民地名称作为图名。在没有居民地时也可选择自然名称,如区域名、山峰名作为图名。

2.图廓

图廓分为内图廓和外图廓。内图廓通常是一条细线;外图廓的形式较多,地形图上是一条粗线,挂图则多以花边图案装饰。

3.图例

每幅地图的图面上都应配置图例,供读者读图时使用。图例是带有含义说明的地图上所使用符号的一览表。图例设计应符合以下基本原则:完备性、一致性、对标志说明的明确性、图例系统的科学性等。

4.附图、图表和文字说明

附图、图表和文字说明的设计应简练,内容数量不宜太多,其位置的配置应注意图面的视觉平衡。

知识点地图集设计

(一)地图集特点

(1)地图集是围绕特定的主题与用途,在地图学原理指导下,运用信息论、系统论,遵循总体设计原则,经过对各种现象与要素的分析与综合,系统汇集相互有逻辑关系的一组地图而形成的集合体。

(2)地图集是科学的综合总结。

(3)地图集是科学性、实用性与艺术性相结合的成果。

(4)地图集的编图程序及制印工艺复杂。

(二)地图集设计的主要内容

1.开本设计

地图集开本主要取决于地图集的用途和在某特定条件下的使用性方便。通常,国家级的地图集用4(或8)开本,省(区)级用8(或16)开本,大城市地图集也有用8开本的。其他特殊用途的便于携带的地图集也可设计为24开本等。

2.内容设计

地图集内容的设计取决于地图集的性质与用途。

普通地图集一般可分为三大部分,即总图部分、分区图部分和地名索引部分。总图是指反映全区总貌的政区、区位、地势、人口、交通等图幅;分区图是这类图集的主体;地名索引则视需要与可能进行编制。

综合性地图集由序图组、普通地图组及若干专题图组组成。

3.内容编排设计

编排时,先按图组排序,然后再在每一个图组内按图幅的内容安排次序。

4.各图幅的分幅设计

地图集中各图幅的分幅,是指确定每幅地图应包括的制图区域范围,同时还应确定各区域占有的幅面大小。

5.各图幅的比例尺设计

各分幅图的比例尺是根据开本所规定的图幅幅面大小和制图区域的范围大小来确定的。应该有统一的系统,总图与各分区图,各分区图与某些扩大图以及各分区图间比例尺都应保持某些简单的倍率关系。比例尺的种类要适量,不宜过多。

6.图型和表示法设计

图幅类型及图幅内容表示方法和表达效果设计的任务是设计什么样的图型和用什么样的表示方法去突出表达所规定的内容。

7.图面配置设计

地图集各幅地图的配置就是在一定的设计、技术原则下,充分利用地图的幅面大小,合理地摆布地图的主体内容、附图、附表、图名、图例、比例尺、文字说明等。地图与图例、图表、照片、文字要依照内容的主次、呼应等逻辑关系进行均衡、对称地编排。

8.地图集投影设计

设计地图投影的基本宗旨在于保持制图区域内的变形最小,或者投影变形误差的分布符合设计要求,以最大的可能保证必要的地图精度以及某一图组内图幅之间内容的延续性和可比性。

9.图式图例设计

主要包括三方面:一是普通地图集或单一性专题地图集(如地质图集),要设计符合各种不同比例尺地图的统一的图式图例;二是综合性的专题地图集,对每幅不同主题内容的地图要设计相应的图例符号,但应符合总的符号设计原则,整部地图集应具有统一协调的格调;三是各种现象分类、分级的表达,在图例符号的颜色、晕纹、代号的设计上必须反映分类的系统性。

10.整饰设计

地图集的整饰设计包括:制订统一的版式设计,相对统一协调的符号、注记和色相系统设计;统一确定各类符号的大小、线划粗细和用色;统一确定各类注记的字体、字形、大小及用色;统一用色原则并对各图幅的色彩设计进行协调;进行图集的封面设计、内封设计;确定图集封面的材料;确定装帧方法以及其他诸如图组扉页、封底设计等。

(三)地图集设计中的统一协调

1.统一协调工作的目的

(1)正确而明显地反映地理环境各要素之间的相互联系和相互制约的客观规律;

(2)消除由于各幅地图作者观点不一致、地图资料不平衡和制图方法不同而产生的矛盾和分歧;

(3)对地图的表示方法、表达效果和整饰进行统一设计,使各地图间便于比较和使用。

2.统一协调工作的内容

(1)图集的总体设计要贯彻统一的整体观点;(2)采用统一的原则设计地图内容;(3)对同类现象采用共同的表示方法及统一规定的指标;(4)采用统一和协调的制图综合原则,主要反映在内容的选取与概括两个方面;(5)统一协调的地理底图,包括数学基础的统一协调、地理基础的统一协调、地理底图整饰的统一协调;(6)采用统一协调的整饰方法。

知识点10  计算机地图制图生产技术路线设计

(一)计算机制图的基本过程

1.制作地图的途径

制作地图有两种途径:实测地图和编绘地图。

2.计算机制图的基本方法

地图设计(编辑准备)、数据输入(数据资料获取)、地图编绘(数据编辑与符号化处理)、印前数据处理四个阶段。

(二)计算机地图制图生产技术工艺流程

地图的类型、用于编图的资料、地图内容的复杂程度、制图人员的作业水平及计算机硬(软)件设备等的不同,都会影响到地图制图生产工艺的制订。coreldraw编辑环境具有典型性。

例题

在专题地图表示方法中,能较好地反映制图区域某些点呈周期性现象的数量特征和变化的方法是(    )

a.等值线法

b.定位图表法

c.质底法

d.范围法

答案:b

地图图幅设计中,某图幅确定使用地理坐标网,应选择(     )作为本图幅的中央经线。

a.图幅中最小的整数位经线

b.靠近图幅中间位置的整数位经线

c.靠近图幅东边位置的整数位经线

d.公里网线

答案:b

在我国范围内,下列地图中,选用双标准纬线正轴圆锥投影的是(    )

a.近海航行图

b.省级政区地图

c.大比例尺普通地图

d.导航电子地图

答案:b

【解析】我国分省(区)地图常用投影:正轴等角割圆锥投影(必要时也可采用等面积和等距离圆锥投影),或宽带高斯-克吕格投影(经差可达9°)。