关于地图方法介绍

[拼音]：ditu fangfa

[外文]：cartographic method

利用地图研究地理信息的方法。地图具有直观一览性、地理方位性、抽象概括性、几何精确性等特点，以及信息传输、信息载负、图形模拟、图形认识等基本功能。地图不仅是地理学调查研究成果的很好表达形式，而且是地理学研究的重要手段。地图是地理学的“第二语言”，利用地图方法可以分析规律，进行综合评价、预测预报、规划设计、指挥管理。因此，地图方法已成为地理学研究的主要方法之一。

地图的产生和发展自始至终与地理学紧密相联。早期的地图都是制图者亲自调查和利用地理学家、旅行家、探险家提供的路线图绘制而成。由于中世纪后期开始的地理大发现，人们大大地加深了对地理环境的认识，扩大了制图区域范围，充实了地图内容。同时，新编出来的地图又为进一步了解和认识地理环境提供了条件，地理发现与地图绘制互相促进。到17世纪，开始大规模三角测量与地形图测绘。应用测绘方法编制的地图为地理调查提供了更准确的地理基础。从19世纪开始，随着内陆腹地地理考察与地理研究的探入，一些地理学家还把地图作为地理发现的一种手段。

从20世纪30年代起，地图开始成为地理学调查研究、成果系统总结的主要形式。地理学的研究在很大程度上依靠系统考察获取资料，所有的考察几乎都是利用地形图选择路线、定位定向，考察中以地形图作工作底图，记载各种自然要素与现象的分布，考察结束后编制各种专题地图，作为成果的总结形式。

从70年代开始，随着地图的广泛应用和地图信息论、地图模式论、地图传输论等新理论的提出，以及理论地图学与应用地图学的出现，国际上对地图的利用开始进行系统研究。美国出版的《地图利用──阅读、分析和判读》(1978)和苏联出版的《地图研究法》(1978)，比较系统地论述了地图作为一种研究方法和手段的基本原理。现代地理学所强调的定量分析、过程分析、综合分析、系统分析对地图方法也产生一定影响。例如：在反映制图现象质量特征的同时，加强了数量指标的反映;在反映分布现状的同时，加强了动态变化的表示。同时，综合制图、系统制图已成为地图学发展的方向之一。地图的分析和利用已发展成为地图学的一个分支。作为地理学主要研究方法之一的地图方法从原理到方法逐步成熟。

地图评价是对地图质量进行鉴别，确定地图的适用程度。这是利用地图的先行步骤。地图的评价标准包括4个方面：

（1）地图的科学性。主要评价地图的科学内容，具体标准包括指标的完整性、内容的可靠性、资料的现实性、制图的精确性。

（2）地图的艺术性。主要评价地图的表现形式与整饰水平，包括表示方法和符号设计的直观性、地图内容的清晰易读性、图面配置的合理性、地图图形的表达力和视觉感受效果。

（3）地图的政治思想性。主要评价地图所反映的基本政治观点，分析在疆域国界、国名地名、政区划分等方面所反映的立场和倾向。

（4）地图的实用性。主要评价地图的使用效果和经济效益，评价地图的目的与用途是否明确、地图在科学和实际应用方面的价值如何。对于系列地图和地图集还需评价内容与形式的统一协调性。通过地图的评价最终确定地图的适用程度、应用范围与利用方法。

地图分析是根据地图对各种制图对象进行分析，为利用地图提供各种科学依据。地图分析的基本方法有地图目视分析法、地图图解分析法、地图量算法、地图数理统计法和地图数学模式法等。

地图目视分析法是基本的地图分析方法。地图是空间信息的图形表达形式，是一种视觉语言，制图者通过形象直观的图形符号传递地理信息，用图者也是通过读图和目视分析来认识制图对象。目视分析是用图者视觉感受与思维活动相结合的分析方法，可以获得对制图对象空间结构特征和时间系列变化的认识，包括分布范围、分布规律、区域差异、形状结构、质量特征和数量差异。利用同一地区相关地图的对比分析，可以找出各要素或各现象之间的相互联系。利用同一地区不同时期地图的对比分析，可以找出同一要素或同一现象在空间与时间中的动态变化。通过综合系列地图或综合地图集的分析，可以全面系统地了解和认识制图区域的全貌和各项特征。

地图图解分析法是利用地图制作各种图形、图表来进行分析的方法，采用较多的有剖面图、断面图、块状剖面图、过程线、柱状图和玫瑰图等。剖面图以直观图形显示各制图对象的主体分布与垂直结构，对认识制图对象与地球表面起伏的关系很有帮助，如自然综合剖面可以较好地反映各要素和现象的垂直变化及其相互联系。块状断面图不仅可以表示地下部位的地质构造与地层变化，而且能反映地貌的形成变化与地质构造及岩性的关系。过程线能较好地显示各自然现象周期变化的过橙与幅度。玫瑰图能较好地表示风向的或然率。

地图量算法是通过地图上的量测和计算，得到地图上各要素数量特征的方法，包括坐标位置、长度、距离、面积、体积、高度、坡度、密度和梯度等。地图的量算精度主要取决地图的精确性和量测的技术精度。因此，需要采用最新的大中比例尺地图（国家基本地形图或专题地图），并标定需量测的准确界线和轮廓。地图比例尺的选择取决于对量测的精度要求。一般讲比例尺越大，量测精度越高，但比例尺越大，量测的工作量也越大，花费的时间也越多。因此，应根据量测的精度、适宜的工作量和工作时间确定量图比例尺。在量测中还要考虑制图综合中图形简化和地物取舍的影响、地图投影产生的变形，以及地图纸张的伸缩。

地图数理统计法是对地图上表示的现象使用数理统计方法进行数量特征的分析，主要是研究它们在空间分布或一定时间范围内存在的变异，从中找出事物内在的规律性。应用较多的是研究制图对象的统计特征、分布密度函数的性质和各制图对象之间的相关性。例如：统计数列集中趋势的数字特征值有算术平均值、加权平均值、中位数、百分位数、众数值等；统计数列离散程度的数字特征值有极差、四分位偏差、平均差、标准差、方差、变差系数等；统计数列分布密度函数的直方图分析；两种以上制图对象的相关系数、偏相关系数、复相关系数、相关比率等的计算与分析。

地图数学模式法是运用数字表达式阐明制图对象之间存在的空间或时间的函数关系。例如：描述某种制图现象和其他制图现象因果制约关系的回归模型；说明多种制图现象中存在的主要要素及其组合的主因子模型；反映制图现象亲疏关系和分类分级的聚类模型；反映制图现象空间分布总体规律的趋势面模型等。

在地图分析中，对系列地图或地图集的综合分析或系统分析十分重要。综合分析或系统分析是把制图区域作为自然综合体或经济综合体或整个地理环境来研究，先从各幅地图分析各方面的特征，然后再分析各要素和现象之间的相互联系，建立系统的完整的认识，也可先从整体入手，初步建立总的概念和认识，然后再仔细分析各幅地图。前者称为地图归纳法，后者称为地图演绎法。地图归纳法和地图演绎法比数学归纳法和演绎法更为直观，特别对制图对象的空间分布、内部结构、相互联系与动态变化的分析更为有效。

在地理学研究中，地图的利用是多方面的，主要有：

（1）利用地图研究各种现象的分布规律，包括一种要素或现象的分布特点与区域差异，或同一要素中各种类型的交替与变化。首先分析地图的分类、分级与图例符号，了解制图对象的内在联系和从属关系，然后分析制图现象的分布范围、质量特征、数量差异和动态变化等方面的分布特征和规律。例如：分布范围分散或集中程度、固定范围或迁移变动的特点；质量特征的形态结构及其成因规律；数量差异的空间和时间上的差异与变化规律；动态变化的范围、强度、趋势及形成原因等。在分析中，对制图现象轮廓界线的形状结构应予以注意，因为轮廓界线是制图对象及其不同类型不同区划的分界，分析其形状结构不仅能够揭示制图现象的分布特征和规律，而且在一定程度上反映同其他要素与现象之间的联系。各现象分布的形状结构是现象本身内在机制和外界条件综合影响的结果，在一定程度上可以揭示制图现象形成的原因与发展趋势。

（2）利用地图研究各种现象的相互联系。利用地图的可比性，分析相关地图，可以发现各要素和现象之间的内部联系。例如，把植被图、土壤图与气候图、地形图作对比分析，可以了解到植被和土壤的水平地带分布与气候的关系、垂直地带变化与地形的关系，同时可了解植被与土壤之间的具体联系，并且通过图解分析与相关系数的计算，可以确定各要素和现象之间相互联系的程度。

（3）利用地图研究各种现象的动态变化。有两种情况：一是利用地图上所表示的同一现象不同时期的分布范围和界线，或对采用运动符号法、等变量线、等位移线所表示的制图现象的动态变化进行分析研究，如利用运动符号法的地图可直观地分析台风路径、动物迁移、货运流通、军队行动等动态变化；二是利用不同时期的地形图可以确定居民点的变化、道路的改建和发展、水系的变迁、地貌的变动等。同时，通过地图量算可以具体确定各现象的变化强度与速度。

（4）利用地图进行综合评价。综合评价是根据一定的实用目的对各种因素综合分析，按一定标准，对地图上的一定单元划分优劣等级，如土地质量评价、环境质量评价、农业自然条件综合评价等。当需要评价的因素较多时，首先确定和考虑主导因素，但也要综合考虑其他因素，最好是建立评价数学模式。评价单元可采取自然地理单元（自然景观单元）、土地单元或一定大小的网格等。根据每个单元内各项指标综合评价所得评价等级，编制综合评价地图。

（5）利用地图进行地理预测预报。地理预测预报主要是根据现象的发生发展规律，预测预报一些现象的空间分布和未来的发展趋势与变化，如中长期天气预报、气候预测、水文预报、环境污染预报，以及大规模改造自然工程对环境影响的预测等。这些预测预报都必须搜集分析有关地图和资料，依据一定的经验和模式，或经过一定模拟实验，编制预测预报地图。利用地图进行地理预报预测的准确程度取决于地图原始资料的可靠性和完备性以及所要预测预报现象的稳定性，也取决于人们对所预测预报现象发展变化规律的认识程度。

（6）利用地图进行区划和规划。区划和规划是地理研究的重要内容之一。在进行区划时，首先要明确区划的目的和范围，在分析研究区域差异的基础上，确定区划的质量和数量指标以及等级系统，然后将有关要素的类型图、等值线图叠置比较，勾绘区划界线。应使地图上所表示的区划界线尽量准确和尽可能符合客观实际。在制定全国性和地区性单项或整体规划中，可以编制各种近期规划地图或远景规划地图。地图在表示现状的基础上，应重点反映今后建设与发展的目标、项目及具体指标。

（7）利用地图编制地图。利用地图编制地图主要有下列几种情况：同类地图的缩编，主要通过地图概括，进行地图内容的取舍和简化;由基础地图编制派生地图，主要通过地图量算获取数据或由综合性的地理单元图、土地类型图派生各要素地图；由分析地图编制综合性地图，主要采取叠置组合或数量指标合成。

区域地理调查与制图大体经过 3个阶段。首先通过调查考察编制各要素和现象的分析地图（基础地图），然后经过综合评价，编制评价地图，最后经过进一步研究概括，编制区划图或规划图；或者先通过调查考察编制各种要素和现象的现状地图（现状分布地图），然后对各种要素和现象进行多次反复观测或调查，积累和掌握动态变化的资料，编制动态变化地图，最后经过进一步研究其演变规律与发展趋势，编制预测预报地图。这三个不同层次制图阶段，反映了对区域自然认识的不断深化过程。区域地理调查与制图不应只把地图作为区域调查成果的表达形式，局限于编制一些分布地图、现状地图，还应把地图作为地理研究的方法和手段，在深入研究的基础上编制综合评价地图和区划规划地图、动态变化地图和预测预报地图。

20世纪70年代以来，在计算机制图基础上发展起来的地理信息系统，使数学、计算机技术与地图方法相结合，可以更好地进行综合评价、区划规划、动态分析和预测预报，从而使地图方法提高到一个新的水平。同时，随着地图应用的范围的扩大，在许多部门和领域有可能出现“地图化”的趋势，地图方法将象数学方法一样得到更广泛的应用和更深入的发展。