地圖綜合講義3概述

地圖制圖綜合原理第一講

現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)下的地圖制圖第二講

數(shù)字地圖的尺度表達(dá)第三講第四講第五講第六講第七講第八講地圖綜合概述地圖綜合控制地圖綜合過程實(shí)施地圖綜合軟件設(shè)計多尺度空間數(shù)據(jù)庫總結(jié)主要內(nèi)容(What

Why

Who

How)地圖綜合的概念地圖綜合的動機(jī)數(shù)字環(huán)境下綜合的貢獻(xiàn)作用地理信息綜合的對象(DLM與DCM)數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)綜合機(jī)助制圖與地圖綜合綜合實(shí)施的技術(shù)策略地圖綜合的方式(自動化與交互式,在線式與脫線式)地圖綜合的基本過程1.地圖綜合的概念(What)1.1

綜合的定義——一般意義上的綜合通俗意義上的綜合是思維的抽象化過程，從細(xì)到粗的思維過程，在非地圖研究領(lǐng)域也存在.對應(yīng)的概念有:概括,抽象化,粗化,化簡等人物漫畫、卡通畫、文章摘要、長篇小說改編。。。。。。。體現(xiàn)兩方面：保留重要內(nèi)容，保留的內(nèi)容以簡化形式表達(dá)?！?/p>

地圖/GIS數(shù)據(jù)綜合隨著比例尺縮小，保留重要地物，以概括的形式表達(dá)，去掉次要地物目標(biāo)地圖綜合是地圖設(shè)計制作的核心環(huán)節(jié)，蘊(yùn)含著創(chuàng)造性思維，是一定程度上的藝術(shù)加工行為。1:50,0001:10,0001:25,000空間信息不僅數(shù)量龐大，類型復(fù)雜，并且其數(shù)量還與日俱增，因此，在有限的計算機(jī)存貯空間與地圖的圖面上要反映這些龐大而復(fù)雜的空間信息，就不得不反映其主要的、本質(zhì)性的方面，舍棄次要的、非本質(zhì)性的方面，以確保地圖的易讀性,滿足空間數(shù)據(jù)庫的多尺度表達(dá)和GIS的多層次規(guī)劃、管理與分析決策的需要，這個過程就是地圖與GIS綜合1.2

對地圖綜合的認(rèn)識(1)地圖綜合是空間認(rèn)知的科學(xué)手段在地圖與GIS中要存貯與表達(dá)的社會、經(jīng)濟(jì)與地理環(huán)境信息，在地域上是廣闊的，在內(nèi)容上是無窮的，在類型上是復(fù)雜多樣的。要正確地認(rèn)識、掌握與應(yīng)用這種廣而復(fù)雜的信息，需要進(jìn)行

“去粗取精、去偽存真、由此及彼和由表及內(nèi)”的思維加工。

這要求對社會、經(jīng)濟(jì)及地理環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的認(rèn)識。對于復(fù)雜的

現(xiàn)象，首先要進(jìn)行為了某種目的的選擇與分類。這是一個從感

性認(rèn)識到理性認(rèn)識的一個抽象過程。一切科學(xué)的抽象，都能更

深刻、更正確、更完全地反映著自然。抽象與概括揭示著事物

的本質(zhì)。反之，當(dāng)一個任務(wù)需要較為概括的信息時，提供過多

的細(xì)節(jié)就會淹沒主要信息。為決策者提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于他進(jìn)行決策

需要的信息時，決策者反而會什么也看不見了?？臻g認(rèn)知是地理信息科學(xué)的理論核心在空間認(rèn)知基礎(chǔ)上的抽象、簡化表達(dá)，是一種信息凝練提取的過程，該過程包含復(fù)雜的操作，具有較大難度簡化

復(fù)雜度提取重要地物刪除次要地物增強(qiáng)

結(jié)構(gòu)化保持空間特征融合相似性凸顯重要地物增強(qiáng)奇特地物展示關(guān)聯(lián)性城市規(guī)劃設(shè)計，首

先要對城市空間結(jié)構(gòu)、設(shè)施分布、空間組團(tuán)

識別認(rèn)識，左右通過

地圖綜合抽象之后，

才能把握主題特征，

獲得正確的空間認(rèn)知

感受(2)地圖綜合是一個空間表達(dá)映射過程(信息變換)高分辨率到低分辨空間表達(dá)集合映射，包括空間元素映射和空間關(guān)系映射這是基于關(guān)系代數(shù)理論提出的，將地圖看作是一定數(shù)據(jù)模型支持下的空間目標(biāo)及其空間關(guān)系的集合，從大比例尺、高分辨率狀態(tài)到小比例尺、低分辨率狀態(tài)的地圖綜合過程，是集合上的映射過程，包括目標(biāo)元素映射和空間關(guān)系映射。地圖Map的動詞語義即為“映射”，將實(shí)際空間的地物實(shí)體映射到地圖中表達(dá)，即為地圖的制作過程，進(jìn)一步發(fā)展，從數(shù)據(jù)庫1映射到數(shù)據(jù)庫2即為地圖的綜合。Gen

[ε1，ε2]元素映射f:E1→E2關(guān)系映射g:

R1→R2n-m映射1-1映射結(jié)構(gòu)化簡夸大面轉(zhuǎn)化為點(diǎn)面轉(zhuǎn)化為線……n-1映射聚合融合連接……群點(diǎn)重采樣網(wǎng)結(jié)構(gòu)化簡多邊形群選取…………T映射沖突移位視覺鄰近轉(zhuǎn)化為拓?fù)溧徑蚕磉吔缫恢禄璵

[<б1

,

τ1>]m

[<б2

,

τ2>]M映射D映射基于映射觀念的地圖綜合框架1-1映射n-1映射n-m映射分離（A，B）→相切（A’,B’）分離（A，C）→分離（A’,C’）分離（B，C）→分離（B’,C’）西北（A,

B）→北（A’,B’），西（A，C）→西南（A’,C’），西南（B，C）→西南（B’,C’）近（A，B）→零距離（A’,B’）近（A，C）→遠(yuǎn)（A’,C’）近（B，C）→遠(yuǎn)（B’,C’）拓?fù)潢P(guān)系映射T方向關(guān)系映射D距離關(guān)系映射M示例映射在綜合中的體現(xiàn)

僅實(shí)施空間實(shí)體映射當(dāng)兩種映射對研究區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)實(shí)施變換時，滿足ei

r

ej

=f

(ei)r

f(ej)，表明，映射后在一定空間關(guān)系分辨率下空間關(guān)系不變，屬于同構(gòu)代數(shù)系統(tǒng)，此時，不需要實(shí)施空間關(guān)系映射，只進(jìn)行空間實(shí)體映射。eifi

f(ei),ejfi

f(ej),有f(ei)r’

f(ej)

=

ei

r

ej不需要空間關(guān)系映射gf映射在綜合中的體現(xiàn)

僅實(shí)施空間關(guān)系映射決定綜合的主導(dǎo)條件是空間關(guān)系分辨率違背了空間約束表達(dá)，通過關(guān)系映射得到新的滿足約束規(guī)范的粗化空間關(guān)系，操作的具體實(shí)現(xiàn)是通過目標(biāo)的位置移動，下圖中原表達(dá)目標(biāo)的距離關(guān)系難于辨析，在低分辨率下映射為拓?fù)溧徑?，注意元素本生沒有變化。無空間元素映射f,只需空間關(guān)系映射g:g(ei

r’ej)

fi

ei

r

ejgeifi

f(ei),ejfi

f(ej),有f(ei)r’f(ej)≠ei

r

ej（原關(guān)系被破壞）需要空間關(guān)系映射

g

:g(f(ei)r’

f(ej)

)

fi

f(ei)r

f(ej)fg映射在綜合中的體現(xiàn)

先實(shí)施元素映射，再通過空間關(guān)系映射對空間關(guān)系進(jìn)行后繼維護(hù)決定綜合的主導(dǎo)條件是語義分辨率、空間大小分辨率、空間特征分辨率違背了空間約束表達(dá)，通過元素的1-1，n-1或n-m映射，達(dá)到幾何特征、語義特征的粗化表達(dá)，同時產(chǎn)生了空間關(guān)系的歪曲，f(ei)r’f(ej)≠eirej

，進(jìn)而通過關(guān)系映射來修正，對空間關(guān)系進(jìn)行后繼維護(hù)(3)地圖綜合是一個信息熵傳輸過程大比例尺地圖為信息發(fā)送方X，小比例尺地圖為信息接收方Y(jié)，綜合表現(xiàn)為信息通道，該通道具有噪聲干擾，傳送過程中，部分信息被丟失、派生和曲解，產(chǎn)生不確定性。運(yùn)用互熵描述，綜合產(chǎn)生的信息量為熵的減少量I=H(X)-H(Y|X)什么是信息?不確定性的減少,未知量的減少(從未知到已知)從語言學(xué)觀念,空間信息的三種形式語義信息,

語法信息,

語用信息(4)地圖綜合是一個問題求解過程綜合決策沒有確定的解，但可以在一定的模型及規(guī)則控制下尋求最優(yōu)解。綜合的基礎(chǔ)算法是確定的，在環(huán)境參量設(shè)定條件下，算法對一定的輸入產(chǎn)生確定的輸出結(jié)果，但何時啟動某算法、算法過程組織的順序、回溯，是一個不確定性問題。運(yùn)用模擬退火技術(shù)、爬山技術(shù)對綜合過程的諸如移位、曲線彎曲綜合、多邊形合并等實(shí)施在多個侯選方案中評選出最佳解空間（地理）信息綜合問題可以看作是一種最佳逼近的問題，是逼近理論應(yīng)用的一個特殊領(lǐng)域，因而可以用一種數(shù)學(xué)優(yōu)化的模型來描述。地圖與GIS綜合應(yīng)使其所表示的有限量的信息，從其

初始用途與目的來看，能“最佳地”復(fù)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的情況。意味著對地理信息的全局性評價，即查明與建立地理目標(biāo)

的分布規(guī)律與結(jié)構(gòu)關(guān)系。地理要素的層次（樹）結(jié)構(gòu)就是全局性分布關(guān)系的重要表示手段。此外，不僅制圖綜合而且也包括地理數(shù)據(jù)處理在內(nèi)，均要求顧及區(qū)域特征，因?yàn)橥瑯拥奈矬w在不同的環(huán)境下會具有不同的重要性。這就要求在進(jìn)行綜合時，不僅要有從整體上評價地理物體的“結(jié)構(gòu)特征”機(jī)制,還要擁有從“鄰

域”上分析各個物體相對重要性的手段。從而使得在全局結(jié)構(gòu)中處于同一級別的各個物體能獲得一個補(bǔ)充性的評價依據(jù)。這樣，既顧及了全局性結(jié)構(gòu)，又注意到區(qū)域性特征，空間數(shù)據(jù)處理的智能化或計算機(jī)視覺主要表現(xiàn)在這里。(5)地圖綜合是一個智能體行為過程Agent智能體Agent源于對蟻群高效的社會分工與結(jié)構(gòu)組織的認(rèn)識和模擬。智能體是一個基于對環(huán)境的識別，具備自我決策和行為實(shí)施的目標(biāo)對象[Luck,1997]，每個智能體既有一定的自由度勝任獨(dú)立的功能，又具有相互間的高度協(xié)調(diào)及反饋接口，智能體可大可小，能建立相互間的層次結(jié)構(gòu)。這一描述與地圖綜合所具備的多層次目標(biāo)集成、多重結(jié)構(gòu)關(guān)系分析、多任務(wù)操作實(shí)施相吻合，借用智能體概念表達(dá)地圖綜合是比較合適的，但解決問題的關(guān)鍵不在于這種描述機(jī)制，而在于綜合本身諸如操作行為的分解、過程控制、接口關(guān)聯(lián)等基本問題的研究。國際上有關(guān)地圖綜合研究的幾個權(quán)威組織正聯(lián)合對地圖綜合智能體課題進(jìn)行研究，包括以Planznet,Ruas為代表的法國地圖院，以Weibel代表的蘇黎士工業(yè)大學(xué)地理系，以

Mackness為代表的蘇格蘭愛丁堡大學(xué)地理系，以及英國著名的圖形圖像公司Laser

Scan,有關(guān)成果可瀏覽網(wǎng)站(

http:\\agent.ign.fr)1.3

幾個概念的比較(1)地圖綜合與數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮的目的:減少存儲空間,簡化數(shù)據(jù)管理,提高數(shù)據(jù)傳輸效率,提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用處理速度；通過數(shù)據(jù)壓縮，形成不同詳細(xì)程度的數(shù)據(jù)，為不同的問題、不同層次的機(jī)構(gòu)，提供所需的適量信息，以支持他們的管理、規(guī)劃與決策相似之處：都導(dǎo)致信息量的減少，都是為了縮小存儲空間和節(jié)省計算處理時間而去掉繁雜細(xì)節(jié)。不同之處：數(shù)據(jù)壓縮一般是在無損圖解精度的前提下去掉

“貢獻(xiàn)”小而用插值方法可近似恢復(fù)的數(shù)據(jù)元素，即數(shù)據(jù)壓縮可用數(shù)據(jù)的插值加密手段進(jìn)行逆處理，而制圖綜合除了與數(shù)據(jù)壓縮有相似性外，還有某些特殊性質(zhì)，即不受圖解精度約束，被刪除或被派生的信息不可逆。(2)地圖綜合與比例尺縮放綜合簡單壓縮為1/5比例尺縮小地圖綜合(3)地圖綜合與機(jī)助制圖機(jī)助制圖－研究“如何繪制（可視化）”問題

DLM→DCM地圖綜合－研究“地理對象的選擇與變換”問題根據(jù)不同的用途目的與區(qū)域特征進(jìn)行科學(xué)的處理（地理實(shí)體的評價、抽象、選擇與概括等），是從較大比例尺數(shù)字地圖（DLM1）向較小比例尺數(shù)字地圖（DLM2）作信息變換。空間數(shù)據(jù)庫符號庫顏色庫文字注記可視化圖形多尺度數(shù)據(jù)處理器地圖綜合數(shù)字技術(shù)環(huán)境下的地圖設(shè)計與生產(chǎn)，包括內(nèi)容與形式語義主題分辨率（比例尺）針對地圖綜合對象的不同認(rèn)知，有三個層次上的分類對圖形表達(dá)（所見）概括對蘊(yùn)含的實(shí)體對象概括對景觀上下文特征概括圖形化綜合對象化綜合結(jié)構(gòu)化綜合地圖綜合的三種觀念比較結(jié)構(gòu)化綜合圖形化綜合 對象化綜合內(nèi)在“形似”抽象

DCM處理數(shù)據(jù)概括信息概括“神似”抽象

DLM處理知識概括表征2.地圖綜合的動機(jī)(Why)2.1

是對大尺度空間認(rèn)知的需要用小空間表達(dá)大空間（人們視野的局限性）：A．對GIS建庫要求對地理實(shí)體與現(xiàn)象進(jìn)行分類與選擇；確定Resolution:在地圖上可表達(dá)的最小物體B．對地圖表達(dá)由于地圖所表達(dá)的地理空間總是難以一目了然的，因此，就需要把地圖所表達(dá)的地區(qū)縮小到方便的尺寸，這個尺寸可以桌面為代表空間認(rèn)知導(dǎo)航：人們對空間現(xiàn)象的認(rèn)知表現(xiàn)為從總體到局部、從概略到細(xì)微、從重要到次要的層次順序傳統(tǒng)地圖制圖技術(shù)中，通過概略圖、區(qū)位圖、索引圖等方式配于主地圖內(nèi)容實(shí)現(xiàn)地物目標(biāo)的搜索和空間信息的查詢。2.2

是應(yīng)對信息高度爆炸的需要信息的高度爆炸——例如陸地衛(wèi)星（Landsat）是用來幫助我們了解全球環(huán)境的，它在兩個星期內(nèi)將全球拍攝一遍，并已經(jīng)這樣持續(xù)收集圖像數(shù)據(jù)２０多年了。很多數(shù)據(jù)仍靜靜地躺在數(shù)據(jù)庫里，已出現(xiàn)信息的堆積與浪費(fèi)。浩瀚的地理數(shù)據(jù)的充分利用，要求綜合處理，使原始數(shù)據(jù)變成可理解的信息。地理與地圖信息的自動綜合就是一個極為重要的對策在空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施NSDI建設(shè)及數(shù)據(jù)更新中扮演重要角色大比例尺中比例尺小比例尺3－5年測繪一次數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)更新土地利用數(shù)據(jù)的逐級匯總：縣fi

地、市fi

省

fi

國家2.3

是減輕空間信息存貯傳輸負(fù)荷的需要信息爆炸光靠提高數(shù)據(jù)存儲容量、提高寬待傳輸速度是不能根本解決問題的。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，為滿足不同用戶提出的在同一數(shù)據(jù)庫下瀏覽不同表達(dá)尺度的信息內(nèi)容的要求，需建立服務(wù)器——終端地圖綜合機(jī)制，為用戶提供“沖浪地圖”的全新的“綜合策略”。矢量空間數(shù)據(jù)的自適應(yīng)漸近式傳輸（圖象逐步式傳輸從模糊到清晰，在網(wǎng)上已廣泛使用，矢量電子地圖如何實(shí)現(xiàn)這一形式？分辨率如何表達(dá)計算？）On－The-Fly-Generalization2.4

空間數(shù)據(jù)挖掘、空間分析的需要通過抽象概括得到低分辨率下對空間的新的認(rèn)知模型，并以圖形形式表達(dá)空間的主體結(jié)構(gòu)、分布模式、空間關(guān)系等內(nèi)容,正是空間數(shù)據(jù)挖掘的內(nèi)容。地理環(huán)境本質(zhì)特征的揭示:去粗取精和去偽存真挖掘數(shù)據(jù)前預(yù)處理，綜合。Structured

GeneralizationAn

overview

of

spatial

data

miningmethods

（from

Han

Jiawei）.Spatial

data

warehouse

and

spatialOLAP.Generalization

&

characterization

ofspatial

objects.Spatial

association

analysis.Spatial

classification

and

prediction.Spatial

clustering

and

outlier

analysis空間聚類數(shù)據(jù)綜合2.5

空間數(shù)據(jù)集成的需要不同時期、不同主題、不同分辨率精度的空間數(shù)據(jù)在網(wǎng)上集成，需要對其綜合處理，使集成數(shù)據(jù)具有一致性和完備性。Goodchild在NCGIA一份關(guān)于

“數(shù)字地球”核心技術(shù)的研究報告中指出DE技術(shù)的核心之一是跨比例尺多分辨率數(shù)據(jù)的集成(綜合)，從觀察全地球的10km分辨率到觀察樹木、汽車的1m分辨率，至少要跨越104

比例尺倍率的綜合技術(shù)支持。On-demand

Mapping集成軟件因特網(wǎng)地形交通高程水文土壤、植被氣候RiversRoadsImagesSoils,

Veg...元數(shù)據(jù)視圖社會經(jīng)濟(jì)2.6

空間數(shù)據(jù)可視化的需要連續(xù)式zoom-in/zoom-out電子地圖具有數(shù)據(jù)存貯與顯示相分離的特點(diǎn)，從而使地圖的制作過程與閱讀過程融為一體，網(wǎng)上電子地圖“沖浪

器”、“瀏覽器”應(yīng)提供閱讀工具，供圖讀者根據(jù)其興趣愛好設(shè)計“自已的”臨時地圖，產(chǎn)生“在線式”綜合的需求。自適應(yīng)動態(tài)可視化體現(xiàn)個性化:內(nèi)容與形式,內(nèi)容的選取與加工處理則需要綜合技術(shù)(在線式綜合)On-line-GeneralizationContinue

Zoom-in/Zoom-out在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、移動設(shè)備、特殊顯示環(huán)境下的空間信息可視化要求具有多維、動態(tài)特征，提供自適應(yīng)選擇顯示內(nèi)容、顯示形式的可視化方式。這種自適應(yīng)可視化方式一改傳統(tǒng)地圖顯示中的靜態(tài)、單一模式，可以滿足不同目標(biāo)、不同層次用戶的“個性化”需求，獲得用戶專門定制的DIY地圖可視化。支持網(wǎng)上數(shù)據(jù)的漸進(jìn)式傳輸信息量逐級添加的傳輸與顯示常規(guī)顯示，分區(qū)分塊從上到下，從左到右vs可視化中支持自適應(yīng)內(nèi)容的選擇與符號化行駛汽車“放大鏡”透視細(xì)節(jié)3.地圖綜合的對象(Who)實(shí)體世界用戶3.1

地理信息加工處理不同階段的綜合實(shí)體世界是空間信息的產(chǎn)生源,映射到概念世界，為初級尺度地圖數(shù)據(jù)的生產(chǎn)，其中的綜合概括表現(xiàn)為抽樣、選取。概念世界即地圖,GIS或空間數(shù)據(jù)庫是實(shí)體世界的映射表達(dá),其中的綜合表現(xiàn)為數(shù)據(jù)庫綜合，將其圖形可視化表現(xiàn)為可視化綜合或者圖形綜合概念世界2概念世界i概念世界1尺度軸存在兩個階段數(shù)據(jù)的綜合數(shù)字地圖就是地圖數(shù)據(jù)庫的用戶觀點(diǎn)，所以數(shù)字地圖的本質(zhì)就是地圖數(shù)據(jù)庫，它是在計算機(jī)中實(shí)現(xiàn)了的對客觀世界的高度抽象，

所以又稱為數(shù)字景觀模型（

DLM-

Digital Landscape

Model）。數(shù)字地圖有如下基本特征：①它是用屬性、坐標(biāo)與關(guān)系來描述存貯對象，是面向地形特征的；②沒有規(guī)定用什么符號系統(tǒng)來具體表示，因而它又是獨(dú)立于表示法的；③這種以數(shù)字形式存貯的抽象地圖概括了多種用戶的共同需求；3.2 面向DLM的綜合實(shí)體世界DLMDCM在數(shù)據(jù)庫世界從新的視點(diǎn)導(dǎo)出低分辨率下的地圖數(shù)據(jù)庫，

DLM1→DLM2，即為模型綜合。通過模型的抽象與化簡，DLM2對實(shí)體世界的描述更加概括更加抽象，舍掉次要的地物目標(biāo)，選取的重要目標(biāo)對其主要空間、屬性、時態(tài)特征也以簡潔的方式予以表達(dá)，此階段的表達(dá)不考慮圖形可視化，不考慮采用什么符號，不涉及地圖的藝術(shù)性、美術(shù)特征.主要表現(xiàn)為:選取(按資格,分辨率確定在數(shù)據(jù)庫中表達(dá)的內(nèi)容),合并(導(dǎo)出新的更高層次的地理實(shí)體概念),聚合.面向DLM的綜合(模型綜合)3.3 面向DCM的綜合基于同一ＤＬＭ可為不同部門導(dǎo)出其所需的信息子集，并根據(jù)該部門所選定的符號系統(tǒng)生成專用的數(shù)據(jù)體，這叫做數(shù)字制圖模型（ＤＣＭ－DigitalCartographic

Model）。是面向圖式符號的或面向制圖表示的，是地圖生產(chǎn)者所特有的模型.地圖的數(shù)字表示為信息更新提供了很大的方便，使存貯的數(shù)據(jù)能及時地反映客觀世界的信息變化，使數(shù)字地圖具有高度的現(xiàn)勢性。由于數(shù)字地圖可用計算機(jī)直接處理，因此可以實(shí)現(xiàn)用手工無法做到的許多數(shù)據(jù)處理工作，從而大大地拓寬了地圖信息的應(yīng)用范圍，基于同一地形DLM可以輸出不同形式的DCM,漁網(wǎng)圖，暈渲圖，等高線圖從可視化角度，將數(shù)字景觀模型用圖形模型表達(dá)出來DLM→DCM，處理其中的空間沖突，即為圖形綜合。由于目標(biāo)的圖形可視化并不是簡單1—1過程（用對應(yīng)符號裝飾一目標(biāo)），其間會產(chǎn)生視覺空間沖突、符號太小不易于視覺分辨等問題，為此產(chǎn)生圖形綜合的需要。圖形綜合可看作是模型綜合的后繼階段，它充分展示地圖的藝術(shù)美學(xué)特征，顧及地圖用戶視覺心理Gestalt原則，對運(yùn)用Bertin符號參量可視化時產(chǎn)生的問題通過綜合得到克服，增強(qiáng)地圖的可讀性。主要表現(xiàn)為移位,夸大,空間沖突關(guān)系處理DCM的綜合通常不能預(yù)先設(shè)計好將結(jié)果記錄下來，要實(shí)時在線式實(shí)現(xiàn)。面向DCM的綜合(圖形綜合)面向DLM的綜合(模型綜合)面向DCM的綜合(圖形綜合)基于本體論，事物的本源不考慮如何被認(rèn)知表達(dá)基于認(rèn)識論，受認(rèn)知能力、認(rèn)知環(huán)境、認(rèn)知水平的限制地圖生產(chǎn)過程中,兩種綜合的實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)過程手工技術(shù)過程數(shù)字環(huán)境下的地圖綜合是全數(shù)字化測繪技術(shù)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)對地觀測GPS影像信息獲取解譯RS地圖生產(chǎn)綜合GIS

應(yīng)用網(wǎng)上發(fā)布數(shù)字技術(shù)成熟非數(shù)字技術(shù)，阻礙了數(shù)字

化數(shù)據(jù)的“暢通”，必須解決4.地圖綜合的過程(How)綜合變換過程可在邏輯上分解為四個子過程來逼近：①地理實(shí)體概念／語義信息的變換，即新概念體系的形成(通常表現(xiàn)為分類、分級數(shù)目的減少與合并)；可簡記為質(zhì)量信息變換。②新地理實(shí)體數(shù)量關(guān)系的變換(通常表現(xiàn)為物體數(shù)目的減少)；可簡記為數(shù)量信息變換。①，②一起完成新DLM的“總體構(gòu)思”。③地理實(shí)體間語義層次與空間分布關(guān)系的變換(如何來實(shí)施物體數(shù)目的減少問題)；可簡記為結(jié)構(gòu)關(guān)系映射。它完成新DLM的“構(gòu)圖”。①，②，③完成的任務(wù)可叫做實(shí)體集宏觀信息處理。④對已被保留在目標(biāo)數(shù)字景觀模型DLM中地理實(shí)體的自身(內(nèi)部)結(jié)構(gòu)或諸屬性信息(細(xì)節(jié))進(jìn)行概括或簡化?？珊営洖閷?shí)體微觀信息處理。它完成實(shí)體面貌的“刻劃”或“塑造”。上述四個子過程可通過三個模型(總體“構(gòu)思”模型、結(jié)構(gòu)“構(gòu)圖”模型和實(shí)體“刻劃”(表達(dá))模型)來實(shí)現(xiàn)。對綜合目的、原圖數(shù)據(jù)、綜合條件、環(huán)境進(jìn)行分析對整個綜合過程解決策略的模型化描述，涉及到綜合的環(huán)境、條件、規(guī)則、方法、質(zhì)量評價等，是對綜合問題高層次的概念級上的研究。模型綜合與圖形綜合,綜合前后數(shù)據(jù)表達(dá)的條件，數(shù)量關(guān)系，層次結(jié)構(gòu)的保持等，從定性、定量上討論對地圖綜合如何控制，不涉及到地圖綜合具體怎樣實(shí)現(xiàn)，不涉及到算子算法的實(shí)施?；貞洈?shù)據(jù)庫設(shè)計的三個過程：概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計。4.1建立綜合過程概念模式（總體“構(gòu)思”模型）4.2進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分析(結(jié)構(gòu)“構(gòu)圖”模型)1>

拓?fù)涮卣鳎嚎臻g目標(biāo)的連通性、鄰近性、包含、疊置相交、關(guān)聯(lián)、鄰接空間關(guān)系分析。2>

幾何特征：目標(biāo)的形狀、排列、大小、方位、曲率、分?jǐn)?shù)維、長度、凸殼、骨架線、形心等特征分析。3>

語義特征：數(shù)量百分比、有序量的排序、差異量的語義距離、比率量的倍率關(guān)系。4>

分布特征：分布中心、分布軸線、分布密度、分布范圍、離散度、擬合趨勢線（面）、空間聚類、統(tǒng)計規(guī)律上的均值、方差、峰值等特征分析。5>

定位特征：絕對定位精度、相對定位精度分析。6>

Gestalt特征：視覺平衡、視覺層次感、連續(xù)性、對稱性、大小差異、方位排列、緊湊性等對目標(biāo)視覺識別、群體結(jié)構(gòu)分析產(chǎn)生的影響4.3判定綜合約束必須克服的空間表達(dá)限制，稱為綜合約束。綜合約束是

“在解決綜合問題中所必須遵循的有關(guān)規(guī)范”。在表達(dá)上，綜合約束具有“保持…”,“避免…”的格式，綜合約束有絕對的（保持面積大小、避免2mm2以下的多邊形出現(xiàn)）和近似的（形狀盡量相似），有針對單個目標(biāo)的內(nèi)在約束，和針對多個目標(biāo)相互關(guān)系的外在約束，違背約束的情形有數(shù)量差異程度之分。不同的綜合約束可能產(chǎn)生矛盾，如目標(biāo)之間可辨析距離的保持與定位精度的保持就存在矛盾。綜合規(guī)則是一個相對固化的概念，它通常與特定條件下的某種操作相聯(lián)系，表現(xiàn)為IF<條件>THEN<執(zhí)行>解決綜合問題的操作可能有多個，用一個與操作無聯(lián)系的概念來描述（約束）空間表達(dá)約束：1。最小建筑物多邊形不能小于4mm22.

最小間距不能小于1mm……可采取的綜合策略：——移位（擴(kuò)大間距）——合并（減少數(shù)目，增大面積，抹煞小間距）——刪除小目標(biāo)綜合約束的分類Beard（1991a）對綜合約束劃分為四類：圖形的、結(jié)構(gòu)的、應(yīng)用的和過程的，Ruas

&

Mackness（1997）則劃分為：視覺辨析的、形狀的、空間的、語義的，Peter

&

Weibel（1999）劃分為：圖形的、拓?fù)涞?、結(jié)構(gòu)的、Gestalt的。違背綜合約束時，往往可以通過多個操作算子來解決，如兩目標(biāo)間的間距小于可辨析距離時，解決途徑有：兩目標(biāo)合并，刪除其中一個目標(biāo)，對其中一個目標(biāo)移位。另外違背約束通常

不是單一的，表現(xiàn)為違背多個約束，這使得算子的選擇更具有

多重性。算子的選擇及實(shí)施順序是最高層次的決策，綜合前結(jié)

構(gòu)化分析的結(jié)果及主要綜合約束的判斷是決策的主要依據(jù)，同時要考慮地圖的主題、目的和用途。道路與河流產(chǎn)生沖突時，水文圖與道路交通圖對沖突處理的策略顯然不同。4.4實(shí)施綜合操作算子1

算子2

…

算子n算法1

算法2

…

算法n參量1

參量2

…

參量n違背綜合約束?yes在算子確定的條件下，算法的選擇是第二層次的決策。同一算子下的不同算法對解決綜合約束問題有不同側(cè)重點(diǎn)，在保持綜合前后空間結(jié)構(gòu)化特征的能力上有差別。如曲線化簡算子具有多個算法[Douglas

Peacker,1973,Berg,1998,Li,1997等]。在保持拓?fù)涮卣?、不相交性、彎曲特征、定位精度方面各有差異，需要根?jù)主要綜合約束和最感興趣的特征保持條件選擇合適的曲線算法化簡。再如同樣是多邊形化簡，建筑物要保持其直角正交化特征，而土地利用地塊是不規(guī)則的，要注重面積大小的保持區(qū)分“算子”與“算法”兩個概念operator

and

algorithm建筑物合并湖泊的合并Shea

&

McMaster,

1989化簡Simplification,光滑Smoothing,聚合Aggregation,融合

Amalgamation,合并Merging,收縮Collapse,優(yōu)化Refinement,典型化

Typification,夸大Exaggeration,增強(qiáng)Enhancement,移位Displacement,歸類Classification.Keates,

1989選擇性刪除 Selective

Omission,

化簡

Simplification

，

合并Combination

，

夸大

Exaggeration

，

移位

Displacement.Mackness,

1994化簡

Simplification

，

光滑

Smoothing，

選擇性重組

SelectiveCombine，

選擇性刪除

SelectiveOmission

，

合并

Merging

，

優(yōu)化

Refinement

，

增強(qiáng)Enhancement

，

局部移位 Local

Displacement

，

掩蓋

Masking

，

面到線收縮

Area

to

Line

Collapse

，

縮短

Abbreviation

，

相關(guān)圖形歸并

GraphicAssociation,

面到點(diǎn)收縮Area

to

Point

Conversion，

再選擇

Reselection

，類型重組

Dissolution

through

Classification，尺度變化

Scale

Change

，融合

Amalgamation

，

符號化

Symbolization

，

夸大

Exaggeration.Peng,

1996主題選取Thematic

Selection，要素選取Feature

Selection，目標(biāo)選取

Object

Selection，全局化Universalization，均一化Homogenization，化簡Simplification，重分類Reclassification，合并Combination，收縮Collapse，聚合Aggregation，刪除Deletion.Robinson,

1978化簡Simplification，分類Classification，符號化Symbolization.綜合算子的劃分詳細(xì)的關(guān)于綜合算子的設(shè)計、應(yīng)用在第三講、第四講討論。地圖綜合使空間表達(dá)抽象化、概括化，同時也增加了空間數(shù)據(jù)的不確定性，產(chǎn)生了空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。地圖綜合是具有過程回溯的反復(fù)過程，根據(jù)不同的算子、

算法、參量決策得到的綜合結(jié)果需要在多個方案中侯選，原因

在于違反綜合約束表現(xiàn)在多層次多特征中，一套（算子、算法、參量）方案，只能克服部分問題，其中有些策略是矛盾的方法：Hausdorf距離計算、ε-誤差帶分析、誤差矩陣評價、互熵信息法評價模糊綜合評價等4.5綜合結(jié)果質(zhì)量評價回憶，數(shù)據(jù)質(zhì)量的五個特征：定位精度、屬性精度、邏輯一致性、完備性、數(shù)據(jù)處理歷程1>全局性評價：某種要素選取保留的數(shù)量、長度、面積等是否符合開方根規(guī)律或其他選取原則，不同要素間的相對比率是否保持原統(tǒng)計規(guī)律，全局性的空間結(jié)構(gòu)如群結(jié)構(gòu)、密集分布中心、分布范圍是否保持無偏差。2>幾何評價：目標(biāo)大小、空間間距、空間細(xì)微特征是否達(dá)到了空間分辨率要求，空間定位的絕對精度、相對精度是否超限、主體形狀層次結(jié)構(gòu)是否得以保持。3>拓?fù)湓u價：點(diǎn)線面目標(biāo)之間的與距離、方向無關(guān)的鄰近、包含、關(guān)聯(lián)、重疊關(guān)系是否得以保持