现代地图学小论文-地图分析和应用功能的案例分析和讨论——以天津为例

现代地图学小论文-地图分析和应用功能的案例分析和讨论——以天津为例 地图分析和应用功能的案例分析和讨论 ——以天津为例 引言 地图是人们生活中不可或缺的一部分，是人们认识世界和改造世界的一种工具，它不仅能够以其特有的图形符号直观地展现整个地球，而且能够根据需要示地球任意细节;它不仅能表示地球的大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的时空现象，而且能够反映生活在地球上人类的政治、经济、文化和历史等各个方面的情况。总之，地图是按照一定的数学法则、运用符号系统，概括地将地球上各种自然和社会 [1] 经济现象缩小表示在平面上的图形。 随着社会的发展，人们进入信息化时代，为了更准确更直观地获得信息，地图是一个较好的工具。在现代化过程中，地图在大型超市的选址分析、医院选址的路径分析、自然灾害的预测以及灾后评估、历史文化的演变、边界争端、侦查罪犯以及土地规划等一些分析中发挥着巨大的作用(这些分析在ESRI公司发明的ARCGIS中进行实施的)。在这个云计算的时代，地图也在不断地发展。航空摄影测量地图已能够代替普通的测量地图，它能够快速地获取地面信息，并且获取的信息准确、清晰，如在汶川地震时，航空摄影及时地获取地震的灾后信息，快速地制定解救。与之相联系的航天遥感技术也取得了明显的进步，遥感地面地图的分辨率进一步提高，向全天时、全天候、多层次、多传感器方向发展，并且由静态转向动态、由定性向定量发展。随着计算机技术的发展，数字地图成为最新、最现代化的地 图品种。 地图的分析与应用功能，以天津为例，对其进行分析。 1 地图分析 地图分析就是把地图表象作为研究对象，利用地图上所载负的客观实体的信息进行科学研究，探索和揭示客观实体的分布、联系、演变规律并能预报其前景，把地图作为空间模型，用多种对地图进 [2] 行解译。 地图分析的主要方法有: 1.1 地图目视分析法 目视分析是最基本的地图分析方法。因为，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语言来传递信息;用图者则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图形思维相结合的分析方法，它可以获得对制图对象空间结构特征和时间序列变化的认识。我们可以通过地图对某一现象进行系统分析，找出各现象之间的相互联系，找出在空间或时间中的动态变化，全面地认识制图区域自然综合体或区域经济综合 [3]体的结构和体系，或整个区域自然与社会的总特征。通过相互比较，从而了解现象间的差异、联系及变化特点。比如通过分析天津地区的居民点图、铁路图和道路图，可以了解天津市地区的经济发展情况、人口分布以及劳力结构等。由图1可知，分布在天津南部的铁路相对于北部比较密集，同样分布在南部的道路相对于北部比较密集，说明天津地区南部的经济比北部的经济发展的好，那么南部的工厂相对比 较多一些，农民工相对也比较多，人口密度比较大，空气质量应比北部差。 图1 图2 1.2 地图量算分析法 借助于地图量算、形态量算和统计分析，从而获得有关现象长度、高度、面积、体积、切割度、密度、形状系数、曲率、平均值、极值 [4]等数量标志。例如我们可以求得天津地区任一点的高程，河流、铁路、公路的长度，如图1、2;也可求得天津各个地区的行政面积，林地、水田、草地、不透水表面等的面积以及覆盖率，如图3、4所 图3 图4 示;可以求出天津各地区人口密度、交通密度、地面的坡度等。 1.3 地图图解分析法 根据地图制作各种图形、图表来进行分析的方法称之为图解分析。利用地图能够制作各种各样的图形、图表。采用较多的有剖面图、 [5] 断面图、块状剖面图、过程线和柱状图、玫瑰图表。 如图5，可获得北京、天津的地形起伏信息，以及地下水位的地势变化。 与此同时，我们可以对比一下北京、天津的地势及地下水位变化，并与渤海的相对关系。北京地势比天津的高，同样，北京的地下水位平均比天津的要高，最终，他们的地下水、河流以及地面径流都汇集与渤海。 图5 如图6，天津风玫瑰图，能较好地表示风向的频率以及风速的大小。由图可知，1月份北风和东北风风速最大，最大达到5级，而南风几乎没有，因为1月份的风主要是由西伯利亚吹过来的干燥寒冷的东北风;7月份各个风向的风速比较均匀，有原始数据可知，7月主要盛行东南风和南风，因为在夏季以由东部和南部海洋吹过来的温和湿润的东南风和南风为主。 图6 1.4 地图数理统计分析方法 对地图上表示的现象使用数理统计分析方法进行数量的分析，主要是研究它们在空间分布或一定时间范围内的变异，从中找出事物内在的规律。统计方法主要应用在:研究某种制图现象统计特征和分布 [6]密度函数的性质;研究不同制图对象之间的相关性。可以根据统计特征值对其进行估计，主要的一些特征值包括算术平均值、加权平均值、标准差以及相关系数。 我们可以根据天津各地区的铁路长度与各地区的GDP指数的数据，计算它们之间的相关系数、相关性，相关系数在+1和-1之间变化，若相关系数为1，则为完全正相关，说明铁路与GDP成正相关;若相关系数为-1，则为完全负相关，说明铁路与GDP成反比;若相关系数为0，即不相关，说明铁路与GDP没有关系。 1.5 地图数学模型分析法 地图上表示的许多自然或社会现象和过程，它们之间往往存在着一定的函数关系，表示为空间或时间的函数。因此，可以采用数据表达式来阐述这种规律性，这就是地图数学模型。地图数学模型具有抽象和概括地描述制图对象的性质，它配合地图数字模型是区域研究、 [7] 实现预测预报的有效工具。 在地图学中常用的一些模型有趋势面模型、回归模型、过程模型、指数模型以及二值模型。指数模型相对于二值模型复杂一些，指数模型涉及到权重，计算相对麻烦，但其更精确。 2地图应用功能 经济建设、科学研究、国防建设、文化教育及日常生活等都离不开地图。地图在大型超市的选址分析、医院选址的路径分析、自然灾害的预测以及灾后评估(如森林火灾预测及灾后评估、地震预测及灾后评估)、疾病的传播以及发源地的预测、历史文化的演变、边界争 端、侦查罪犯以及土地规划等一些分析中发挥着巨大的作用。 以下以地图在工厂的选址和犯罪情报分析中的应用 2.1 工厂的选址，除了考虑所在地区的自然资源，还要考虑到周边地区的自然和人文经济状况，这就涉及许多专地图。以天津某一工厂选址为例进行分析。 选址指标:?距离公路不超过100m ?距离河流至少200m ?选择旱地土地类型 在操作上，该项工作包括以下几个步骤: ?收集公路分布的专题地图、土地覆盖类型的专题地图和河流分布的专题地图 ?对公路作缓冲区操作来创建100m的缓冲区地图，如图7;对河流作缓冲区操作来创建200m的缓冲区地图，如图8 ?在土地覆盖类型专题地图上找出土地类型是城镇用地的区域，并生成一个图层，如图9 ?以图9作为输入图层，以图8为擦出图层，运用Erase操作，输出土地类型为城镇用地，并且距离河流至少200m的图层，如图10 ?对图7、10进行相交操作，输出适合工厂地区的图层，如图11 图7 图8 图9 图10 图11 2.2地图分析法在犯罪情报中的应用 地图分析的精华在于它能将各种已知要素“完形”思考，补充缺失的部分要素，从而形成一个“结构系统”，提高主体对研究对象的认知能力，帮助情报分析主体对复杂事物进行深层把握。就是说，在地图分析法中，“共时图”形成的各要素“有方向性的集结”，其本质 就是一个高效的情报“分析框架”。正是具备了“分析框架”的作用，地图分析法才具有了普适性，不但可以用于军事情报分析，而且还可 [8] 以用于犯罪情报、竞争情报等其他情报分析。 3 结论 地图的使用已与生活密切相关，它不仅可以从空间上表现事物之间的相互联系，它还是解决一些问题所必备的工具。从古至今，从地上到天上，它都发挥着重要作用，从古时的军事活动的驻军图、航海图，到现在的土地资源图、矿业资源、水利资源、旅游图、航空图等，都发生着一系列的变化。尤其是现在的有定位和导航功能的电子地图，无论我们到那个地方，特别是去野外考察的研究员和旅游者，我们都会很清楚自己的位置，带给我们很大的便利。 参考文献 [1][3][5][6][7] 廖克.现代地图学[M].北京:科学出版社,2003. [2]王明常，李健、胡卓伟.地图分析在城市规划布局中的应用[J].世界地质，2002，21(4):0397-04. [4]焦志芳，张改菊. 地图分析方法在国土资源评价中的应用[J].山西农业科学，1998,26(4):90-93. [8]李更连.现代地图的制作及应用[J].三晋测绘，2001,14(3): 40-41.