当前位置:课程学习>>第七章 数据显示与地图编制>>电子教案>>知识点一
由于色彩可为地图增添特殊的魅力,在条件允许的情况下,制图者通常都会首选彩色地图,其次才是黑白地图。虽有很多色彩可选择,但色彩可能是最易被错用的视觉变量。运用色彩进行地图制作时,首先必须理解视觉的三个属性,即色调、明度和彩度。色调,是一种色彩与另一种色彩区别的性质,如红色与蓝色即为不同的色调。色调也可定义为组成一种颜色的光的主波长。人们通常倾向于将不同的色调与不同类型的数据联系起来。亮度,是一种色彩的明度或暗度,其中,黑色为低值而白色为高值。在地图上,我们通常感到较暗的符号更重要或更具分量。彩度,又称为饱和度或强度,指的是一种色彩的丰富程度或鲜艳程度。完全饱和的色彩为纯色,而低饱和度的色彩则偏灰。通常,色彩饱和度越高的符号其视觉重要性也越大。
色彩运用的第一窍门是简单:色调是适于表征定性(标称)数据的视觉变量,而亮度与彩度则更适于表征定量(排序、区间和比率)数据。
定性制图相对比较简单。对一幅定性地图而言,找到12或15种易于相互区别的颜色并不难。如果一幅地图需要更多的符号,我们可以把图案或文字增加到色调中去,以形成更多的地图符号。另一方面,在制图上,定量制图数据受到更多的关注。多年来,在表现定量数据时,制图员提出了结合亮度和彩度的通用色彩方案。这些色彩方案的一个基本前提是读者可以更容易地感受到亮度从低到高的渐变。有以下色彩方案。
(1)单色调方案。此方案采用单一色调、不同亮度和彩度的组合,生成一个系列的色彩方案。例如,浅红到深红。对于显示定量数据,这是一个简单却有效的方案。
(2)色调与亮度方案。此方案采用一种色调的高亮度渐变到另一种色调的暗亮度的配色方案。例如,黄到深红、黄到深蓝。Mersey(1990)发现,在对普通地图信息的回忆或识别上,结合色调和亮度规则变化的色彩序列优于其他彩色方案。
(3)双端色方案。此方案采用两种主色的渐变色。例如,双端色方案可由深蓝到浅蓝,然后再由浅红到深红。双端色方案尤其适合有正、负值或者增加与减少的数据。但是,Brewer等(1997)报告指出,当读图者从不包括正负值的定量地图获取信息时,双端色方案实际上也比其他色彩方案更好。在Brewer(2001)提供的2000年人口普查统计数据地图上可以找到双端色方案。(http://www.census.gov/population/www/cen2000/atlas.html)
(4)部分光谱方案。本方案用可见光光谱中相邻的色彩来表示显著差异。此方案的例子有:“黄色一橙色一红色"和“黄色一绿色一蓝色"等。
(5)全光谱方案。本方案采用可见光光谱的所有颜色。常用于高程地图。本方案的色调之间没有逻辑顺序,因此,本方案不常用于其他定量数据的制图。
数据分类包括集聚数据与地图要素的分类方法和类型数目的使用。GIS软件包通常会提供不同的数据分类方法。以下介绍5种常用的分类方法。
(1)等间隔。使分类结果中每个类的数值间距(数值变化范围)相等。
(2)几何间隔。该方法将数据值通过逐渐递增的间隔进行分类。
(3)等频率。也被称为分位数,该分类方法用类别数去等分数据数,使分类结果中每个类型含有相等数目的数据值。
(4)标准离差。这种分类方法将平均值向上或向下偏移标准值(5.1.0等)的单元为类别分类点。
(5)自然断点。又称Jenks优化法。本分类方法将对数据分组进行优化,通过使用一个算法把同一类别中的数据值差异最小化,把类别一间的数据值差异最大化。
(6)用户自定义。该方法让用户选择合适的有意义的类别分割点。例如,按州绘制人口变化率地图时,用户可以选择0或者全国平均值作为类别分割点。
通过改变分类方法、分类数量或者同时改变分类方法与数量,同一数据可以绘制出完全不同的地图及其空间格局(图7.3)。这就是为什么制图者通常先进行数据分类实验,而后再决定最终地图的分类方案。尽管最终的决定仍然是主观的,但应遵循制图目的和地图信息传递指南来做出决定。
图7.3 基于相同数据的地图因分类方法不同所呈现的差异。
制图概括被认为是制图表示中必不可少的一部分(Slocum et al., 2008)使用地图符号来表达空间要素是概括的一种,如相同的点符号可能代表不同区域范围的城市。数据分类是另一种概括,如一个分类可能包含不同人口数量的一组城市。
比例尺变化通常是制图概括的原因——在美国,很多要素层是用1:24000比例尺进行数字化的。当地图的比例尺为1:250000时,和源地图相比,相同的要素需要从地图空间上大量缩减。因此,地图符号将要缩小甚至重叠在一起。当地图显示大量的空间要素时,这个问题变得更加严重。地图制图者怎样处理这样的问题呢?极为接近的空间要素可以分类、合并或者折叠成一个精炼轮廓的单一要素;与河平行的铁路、高速公路可能根据它们几何形状的改变来增加更多的空间;相交要素的符号化,如桥梁、过街天桥、地下通道可能会被中断或者调整。
矢量数据模型强调在GIS中地理空间数据的几何准确性、但是各种概括原则都要适用于它们的几何特征,能够在地图上清晰地表达空间要素。为了满足制图需要而保持几何的完整性一直是对CIS用户的不断挑战。为了帮助解决这些挑战,ESRI公司引进了一个新的符号选项Representations。 Representations提供了编辑工具,可以修改空间要素的外观一一不改变数据库中的几何形状。因此,河流可以被屏蔽,桥梁才可以在河流图层上显示。铁路可以轻轻移开,腾出空间给平行的高速公路。