地图模型与地图综合

地图的科学价值还体现在地图表现客观世界的方法是基于模型理论，即它不是客观世界的被动显示，不像遥感影像那样，不分大小或主次，客观世界都在影像上。地图并非真实世界，而是经过认识世界，有选择、有区别地表现世界的过程和结果，因此把地图称为“客观世界的模型”。而“模型法”是人类认识世界的重要科学方法，它使大多数读者不必事事以观察繁杂的世界为起点，而把首层的科学概括工作交给制图者去做。而制图者正是要完成这一有针对性的概括工作。因此，地图模型论是地图制图综合的指导理论，探讨对客观存在的抽象方法，包括分类、分级等。

地图是客观存在的物质模型，它是按照严格的数学法则和科学的制图综合法则，利用符号系统制成的，能反映自然和社会现象的空间分布、组合、联系与制约，具有信息载负、信息传输和空间认知功能。地图所表示的现实地理世界是十分复杂的，把组成这一复杂系统的各要素，以不同比例尺(不同详细程度)，经过抽象概括，制成各种地图模型，从而揭示客观世界的结构、分布特征和相互关系，这就为研究这一复杂系统提供了方便。

地图是一种概念模型(思想模型)，是对客观存在的特征和变化规律的一种科学的抽象。作为概念模型，任何地图都包含着制作者的主观因素，因为任何地图都是在人对客观环境的认识的基础上制作的。任何客体都有数不清的特征，有无数个层次，大量的因素交织在一起，大量的表面现象掩盖着必然性的规律和本质。地图制作者必须进行思维的加工，抽取地面要素和现象的内在的、本质的特征与联系，这就是制图综合，是制作地图不可缺少的思维过程。因此，制图综合是最富创造性的地图制图过程，它要求地图作者具备根据地图及各种资料在脑中建立实地的地图模型，即“地图(地图数据源)—实地—地图(地图模型)”的联想能力和视觉思维能力，以及在新的地图用途、地图比例尺和制图区域特点等条件下，用地图语言(地图符号、色彩和注记)及其科学组合再现区域地理要素空间结构的地图模型的能力。

地图模型化的过程，就是制图综合的过程，它包括对经过选择的内容进行分类分级符号化和对图形的简化、概括及关系处理。这也说明了制图综合涵盖两个基本过程，一是思维过程，即根据地图的用途、地图比例尺、制图区域的特点确定地图上表示什么(选取)，如何表示(符号化)，表示到什么程度(化简)，达到什么效果(关系处理)；二是技术过程，即根据思维过程的结果，采用什么方法进行模型综合，也就是制图综合的具体方法。(https://www.daowen.com)

地图是以缩小的形式来显示客观世界，是客观世界的物质模型。因而，任何地图都不可能表示出地球上的全部物体和现象，只能根据地图用途、地图比例尺和制图区域特点，将制图对象中的规律性和典型特征，以概括和抽象的形式表示出来，舍掉那些相对次要的和非本质的事物。这样就产生了缩小、简化的地图内容与复杂的客观实际之间的矛盾。为解决这一矛盾，学者提出了一些方法和理论，经过多年的实践总结和系统研究，形成了现在的制图综合的方法和理论。随着认知科学、信息科学、现代数学、计算机科学、可视化技术等与地图学的融合和交叉，制图综合的理论研究已从最初的经验总结发展为科学思维的逻辑推理，它的研究内容随着科学技术的进步和相关学科的发展，对综合实质的认识也在不断地加深，制图综合的理论体系也会逐步地完善。

地图模型理论的实践意义在于:现实世界十分复杂、庞大，直接研究现实世界有困难，有时无法进行，利用地图这个现实世界模型进行研究，人们可以认识地理环境的组成和结构，代替实地的量测和观察，图上的预测作业可以代替实地的模拟实验。地图作为现实世界抽象化、概括化的模型，具有揭示客观地理世界的结构、分布特征和相关关系的功能。地图反映了作者对客观世界的认识，反映了制图物体和现象的分布、联系和演化规律，并以形象化的手段将这些抽象思维的结果提供给读图者，让更多的人去分析研究。根据模型理论，建立描述各要素分布特征、联系规律及发展演化进程的数学模型，是对地图信息进行计算机处理的基本依据，以数字方式存储的地面数字模型，正是计算机地图制图和地理信息系统的基础。在地学研究中，地图是确定实地考察地点和路线的必不可少的工具，地理学家的工作往往是从研究地图开始，又以用地图反映其研究成果而结束。

数学模型和方法尤其是现代数学方法在地图学中的广泛应用，使地图学逐步向系统的、理论的科学发展。在数据采集、处理时，研究地图自动制图综合时，用地图分析自然、社会现象并探讨它们的规律时，用检测视觉感受效果的方法来提高地图的设计水平时，对专题制图数据进行分类、分析和趋势预测时，都需要使用数学模型和方法。在计算机地图制图、地图数据库和地理信息系统建设应用中，数学建模更是一切工作的前提。这充分说明，模型化已成为地图学和数学的“接口”。这将是地图科学领域极为重要的内容，它不是传统的工程数学所能胜任得了的，必须引入许多现代数学方法，如多元统计分析、拓扑学、图论、模糊数学、灰色系统理论、数学形态学、分形与分维、小波理论和方法等。可以说，数学已经成为地图学的方法和基础，这标志着地图学的理论化。