第四节 地图分析

一、目视分析

目视分析是地图分析法中一种最简便、最常用的分析方法，是用图者对地图这种用形象符号表述的视觉语言，采用视觉感受和思维活动相结合的分析方法，研究制图对象的空间分布、形状、比例关系、结构及其动态变化， 如地球的形体、海陆的分布、地形的起伏、水热条件的变化、动植物分布、居民地与人口、交通、工农业生产布局等等。

目视分析是地图分析的初步。目视分析主要侧重于各种现象的质量特征。当然目估也可以产生长度、面积、高度等方面比较粗略的数量概念，并以此判定制图对象间的对比关系等等。

目视分析的常用方法有地图分解法、地图综合法和地图对比法。

地图分解法这种方法是将单幅地图的制图对象分解成若干单个因素或指标，然后进行逐一分析。例如对普通地图阅读分析时，可以采取分要素分析方法，分别研究各种要素的外部形状、内部结构、分布规律、相互联系等等。

地图综合法它是把制图对象多种因素和指标归纳一起进行综合系统分析。这种综合系统分析，可以是对一幅图上同时反映多种要素的普通图或复合型的专题地图进行综合分析，研究各要素间的相互联系和相互制约的关系；亦可以是对多幅地图或地图集进行综合系统分析，全面认识自然综合体或区域经济综合体的结构、体系和总体特征。

地图对比法它是研究同一种要素或现象在空间或时间上的动态变化。这种对比分析，可以是对同一地区同一要素或现象分布范围或轮廓界线进行叠置比较，研究其在时间上的动态变化；亦可以对不同地区的同一要素或现象进行对比分析，研究其在空间上分布的差异或规律。

二、量算分析

地图的量算分析，是通过在地图上进行各种量测与计算，从而获取各种要素和现象一系列数量指标的一种定量分析方法。

在地图上进行量测与计算作业的对象相当广泛，从局部的个别地物到广大空间的各种要素和现象。量测的具体内容包罗万象，从坐标、长度、角度、高度、面积、体积、坡度、比降等一系列绝对数量指标，到密度、强度等一系列相对数量指标。例如，通常在大比例尺地形图上进行的各种量测作业， 如求算图上任一点的坐标，量测两点间的距离、河流与道路的长度、地面的坡度、河床与道路的比降、流域的面积、各级行政区划单元的面积、水库的容积、山体的体积、挖方与填方的土方量，以及为某种专题研究需要而在各种大中比例尺专题地图上量测径流深度、径流模数、河网的密度、地表切割密度、地表侵蚀强度、地表侵蚀模数、气压的梯度、居民地与交通网的密度、森林植被的覆盖率、各种土地利用类型的面积等。

地图的量算精度直接影响地图的量算分析结果，因此必须保证量算工作的精确性。地图的量测精度取决于地图精度和量测技术。

地图精度取决于地图的比例尺大小和地图投影的变形性质。

通常情况下，地图的比例尺愈大，地图内容的概括程度愈小，量算结果

的精度也就愈高。在大比例尺地形图上可以精确量取点位的坐标、两点间的距离、河流的长度、各种土地利用类型的面积，并能准确的表示出轮廓界线内的面积等等。小比例尺地图，由于比例尺缩小、地图内容概括程度高、图上各种图形的长度和面积都会不同程度的缩小，故量算精度较低。

地图投影的种类，决定地图的变形性质和变形分布规律。大比例尺地形图均采用高斯-克吕格投影，这种投影的变形小，无论是长度、角度、面积变形均小于量图作业所产生的误差，因此利用地形图进行量测分析，是可以取得比较满意效果的。而各种小比例尺地图，由于采用的投影变形都比较大， 一般不适宜进行量测分析。

此外，图纸的变形也是影响量算精度一个不可忽视的重要因素。量算时必须使用未经折叠的平整完好无损的地图，以便减少量算产生的误差。

影响地图量算精确性的因素除地图的精度外，还有量算技术本身的影响。量算技术包括量算的仪器设备和量算的技术方法。

在地图量算中，主要以长度和面积的量算居多。长度量算经常使用的方法有两脚规法、曲线计法、手扶跟踪数字化仪法等，其中又以用两脚规法居多，两脚规法量算曲线长度的精度取决于两脚规的张度，当曲线的弯曲系数大时，两脚规的张度愈小，量算的精度愈高；相反，两脚规的张度愈大，量算的精度愈低。曲线计法的量算精度远不如两脚规法的量算精度高。当今由于电子技术的发展，手扶跟踪数字化仪的量算精度比上述方法都要高得多。面积量算使用的方法很多，有方格法、平行线法（或称梯形法）、求积仪法、权重法、光电面积量测仪法、数字化仪法等，其中目前常用的方法有求积仪法和光电面积量测仪法。面积量算精度最高的方法是属数字化仪法，其精度可达 1—2‰。

三、图解分析

根据地图上所提供的各种数量指标，绘制成各种图形、图表，分析并揭示制图对象的立体分布、垂直结构、周期变化、发展趋势、相互关系等性质和特征的分析方法，称图解分析。

常用的图解分析法有剖面图（断面图）、断块图、坡度图、切割密度图、切割深度图等。

剖面图是假想将地面沿某一指定方向线垂直剖切，并以图形显示制图对象的立体分布和垂直结构的一种图解形式，如：显示地表起伏状况的地势剖面图；显示河床起伏状况的河流纵横断面图；显示道路纵横起伏状况的道路纵横断面图；显示地下岩性构造的地质剖面图；显示土壤垂直结构与水平演替平列的土壤剖面图；显示植被垂直分布结构的植被剖面图；以及显示各种自然地理的相互联系、相互制约关系的综合剖面图（图 6-47）。

由于地势剖面图是绘制各种剖面图的基础，因此具体介绍地势剖面图的绘制方法如下（图 6-48）。

1. 在地形图上选出需要了解的区间并定出两端点，绘出剖面线，也可定出多点绘成剖面折线。

2. 规定剖面图的水平比例尺和垂直比例尺。为了突出地势起伏情况，通

常垂直比例尺比水平比例尺大 5—20 倍。3）在图纸上或方格纸上绘一条水平线，如图 6-48 的 MN，在地形图上沿

剖面线 AB 量 Ac，cd，de⋯各段的距离，按剖面图的水平比例尺将量出的各段距离转到 MN 线上，得 A’、c’、d’、e’⋯B’各点，通过各点作垂线，垂线长度是按各点高程依垂直比例尺计算出来的，将垂线各端点连成平滑曲线，注出水平比例尺、垂直比例尺和剖面线的方向，即成剖面图。

地势剖面图除了能显示地面起伏之外，还有助于了解野外考察时观测点的通视情况。如图 6-49 所示，由观察点 S 向目标点 C（如树）绘直线，直线没有被任何地物所切断，表示通视良好，而剖面图上的房屋则是不能通视的点，因视线被山头 d 所切断，图上绘有晕线的部分，是不能通视的部分。

四、数理统计分析

利用数理统计方法，对地图上的要素和现象进行数量特征的分析，主要是研究他们在空间分布或一定时间范围内的变异，以便更深入地揭示要素或现象之间的相互联系和相互制约关系，并找出内在的规律性。

数理统计分析与上述的各种分析方法比较，它能更确切地描述制图对象的数量特征。特别是近数十年来，由于电子计算机技术的发展，在地学领域引进了许多计算量大的、行之有效的数据资料处理方法，用计算机进行数据处理，取得了显著的效果。

（一）从数列统计中研究制图对象的特征和分布

地图上表示的要素和现象，都可以看成是在不同时间和空间范围内存在的总体，这个总体是由若干个性质相同的个体所组成。在随机抽样组成的统计数列中，通过计算可以研究制图对象的数量特征，并可以推测该要素或现象的总体。可以采用统计数列的集中趋势、离散程度、分布密度函数等数字特征值计算法。

统计数列集中趋势的数字特征值有算求平均值、加权平均值、中位数、百分位数、众数等；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有直方图分析。

（二）对制图对象进行相关分析，研究要素和现象间的相关性

研究要素和现象间的相关关系，主要是评价两种现象间联系的紧密程度和评价多种现象间的相关性。

评价两种现象间联系的紧密程度，通常采用计算相关系数或相关比率的方法。两种现象间具有直线相关关系时，可采用相关系数评价；如果两种现象间只具有曲线相关关系时，则采用相关比率来评价。

当在分级统计地图上不能得到精确读数，而有的只是分级数量指标或排序指标，则可用等级相关系数来评价。

评价多种现象间的相关性，通常采用计算复相关系数、偏相关系数等方法。

五、地图数学模型分析

运用数学模型来分析地图，称为地图数学模型分析法。地图上表示的各种要素和现象或过程，都存在着一定的空间或时间的函数关系，可以根据从地图上采集的各种原始数据，建立起反映各种要素或现象、过程的空间数学模型。这就决定了地图可以用数学模式法进行分析研究的可能性。

地图的数学模型再配以地图数字模型，则构成了进行区域研究、实现预测预报的有效工具。

目前，已经发展起来许多地图数学模型，其中有描述某一制图现象与另一种或多种制图现象之间因果关系的回归模型；有说明许多制图现象中存在的主要的和独立要素及其组合的主因子（主成分）模型；有反映制图对象疏密关系程度和分类分级的聚类模型；有阐明并揭示制图现象空间分布规律的趋势面数学模型等。