3.2地图的特征与类型

3.2.1地图原理

    地图是如何将海量的地理信息表达在有限的二维平面上的呢？人们不可能将地理空间中的各种信息都绘制在地图上，也并不是所有的信息都需要被绘制在地图上。因此，必须根据特定目的对地理场景进行抽象和简化，在一定的规则与约束体系下，将地理对象、现象通过特定的符号在纸质平面上进行缩小表达。

    首先，地图符号是地图表达的基本语言。在地图设计与制作的过程中，按照系统性、概括性、逻辑性、可定位性、易感受性等基本原则，设计出方便人们阅读、理解的地图符号系统，这是地图制图的重要环节。常见的地图符号有点状符号、线状符号、面状符号以及体符号（图3.4），还有用来表示动态过程的动态符号等。

其次，地球是一个十分接近椭球的球形体，其平均半径达到6371千米。那么它的表面展开到二维平面上，势必会产生形变，如何才能根据人们特定的应用需求达到确保变形误差最小，如何能够得到正确的距离、面积和角度值，因此必须定义一组由现实世界投影到平面地图上的数学规则，以保证有限的形变和准确的测量精度，这样的数学规则，我们称为地图投影。以最初的圆柱投影、圆锥投影、方位投影为基本投影方法，根据使用目的的不同，目前已经发展出相当完整的地图投影方法体系（图3.5）。

再次，要在方寸之间绘制出广阔的地理空间，就要将现实空间进行一定程度的缩小，以实现能够用纸质地图上的二维空间完整地表达目标空间区域。在图幅上实际地表被缩小的程度就是地图比例尺，也就是图上距离和实际距离的比值，其表示方法有图示法、数字法和文字法〔图3.6）。不同比例尺的地图，显示地表的精细程度有很大的差异。

最后，在一幅地图中，我们不可能将所有的地理要素按照其实际大小标绘。根据绘图的目的和要求，选取部分较为重要的要素进行标绘；也需要将部分地物信息不按照实际比例绘在图上。因此，必须要对地图内容进行抽象和概括，保留主要特征，使其更加明确直观、形象生动，易于理解。以上过程称为地图制图综合（图3.7和图3.8）。

3.2.2地图类型

地图的类型一般以地图的呈现形式来划分。

 1）按照地图表达的内容

普通地图：是综合、全面地反映一定制图区域内的自然要素和社会经济现象一般特征的地图。地图内包含地形、水系、土壤、植被、居民点、她网、境界线等内容（图3.9）。

专题地图：又称特种地图，是在地理底图上按照地图主题要求，突出并完善地表示与主题相关的一种或者几种要素，使地图内容专题化、用途专门化的地图。（图3.10）

 2）按照地图维数

    2维地图：一般的平面地图[图3.11 (a)]。

    2.5维地图：一般的立体地图，如立体模型地图、塑料压膜立体地图、光栅立体地图、互补色立体地图等[图3.11（b）]。

    3维地图：是真正的三维立体显示，能任意方向和角度显示三维图像。在三维地图基础上利用虚拟现实技术，形成“可进人”地图，使用者有身临其境的感觉「图3.11（c)〕。

    4维地图：是除三维立体以外，再增加一维属性值（一般是时间维）。利用四维地图可反映地理现象的动态变化【图3.11（d）〕。

    3）按照时间状态

    静态地图：指记录某一瞬间地理信息的地图，纸质地图就是典型的静态地图。

    动态地图：是指以动画、交互、虚拟现实等方式反映自然和人文现象变迁和运动的地图，往往在电子屏幕上可以展现。

    4)按照地图幅数

    单幅图：是指表达单‘地图要素的单张地图，如城市旅游地图等。

    多幅图：是指由几张不同地图组成的，反映某地区不同地理要素的地图。

    系列图：是统一设计编制的反映区域或部门基本概况的一组地图，是综合制图的形式之一。一般由数幅或更多幅地图组成，如水资源系列图、环境地质系列图等。

地图集：是根据一定的主题和要求，将一定数量的、有机联系的、完整的地图系统，经统一设计，汇编成册的地图作品。如《中华人民共和国国家自然地图集》《中国历史地  图集》《江苏省水利地图集》等。

5)按照地图视觉化状况

  实地图：是指将地图信息经过抽象和符号化以后在指定的载体上形成的地图，包括纸质地图和屏幕地图等。

  虚地图：指存储于人脑或电脑中的地图，前者即为‘、心象地图”（图3.12），后者即为“数字地图”。实地图和虚地图可相互转换，如屏幕地图与存储在磁带上的数字地图。

6)按照感受方法

可分为视觉地图（线划地图、影像地图、屏幕地图）、触觉地图［盲人地图（图3.13）〕、多感觉地图（多媒体地图、多维动态地图）等。

7）按照基本图形

有等值线图、点值图、分层设色图、网格图等表示方法不同的地图；还有综合图、组合图、合成图等基本图形综合程度不同的地图。

8)按照地图印刷色数

 可分为单色图、多色图、黑白图、彩色图。

9）按照地图存储介质

 可分为纸质地图、丝绸地图、电子地图、数字地图等。

3.2.3地图学

    地图学是探索以地图作为空间信息的载体与传输工具，依据数学法则，按照比例建立空间模型．运用符号系统和最佳感受效果表达人类对地理环境的科学认识；研究以地图图形反映与揭示各种自然和社会现象空间分布、相互联系及动态变化；发展地图编制工艺、技术与地图应用方法的学科。地图学以地理信息可视化为核心，具有科学与艺术相结合的显著特征。

    地图学的研究对象是地球上各种自然与人文现象及其规律，包括宏观与微观、具体与抽象、现实与历史的所有地理信息。涉及地球科学的各个领域，而且随着人类认识范围的扩大，地图学的研究对象正向外层空间和地下深部延伸。

    在地图学的发展历程中．逐步形成了地图学史、地图投影学、地图美学以及地图制图学等若干分支学科，出现了影像地图、有声地图、情绪地图等新的图种，发展了地图可视化、可视分析等新的技术方法。

    随着信息论、传输论、模式论、感受论等理沦的引进，地图学理论，包括地图模型理论、地图信息理论、地图传输理论、数学地图学、地图符号学、地图感受理论、综合制图理论、制图综合理论也在不断深化与进步。大数据时代的到来更给地图学的理论与技术方法带来深刻的变革。

    当然，地图学的任务不仅需要满足对各种地理现象及其规律的表达．而且需要设计出高层次的知识密集型的地图产品，为规划决策与工程设计、施工和效益评价提供预测图或预报图。