地理信息系统中地理信息综合功能的研究和开发是当前GIS进步与应用发展所面临的一个新的挑战。由于GIS技术和应用迅速发展所处理的问题也更加复杂化，这使得GIS中地理信息的有效利用和表达问题显得越来越突出。因此，人们不得不开始关注GIS中地理信息综合功能，将基本比例尺数据派生出多比例尺、多用途和多专题的更多有用信息，并提高地理信息的表达和利用的效率，满足GIS的可视化和各种分析、制图输出的需要。

制图综合的概念

制图综合是对制图区域客观事物的取舍和简化。经过概括后的地图可以显示出主要的事物和本质的特征。地图的比例尺、用途和主题，制图区域的地理特征以及符号的图形尺寸是影响制图综合的主要因素，制图综合主要表现在内容的取舍、数量简化、质量化简和形状化简等方面。

专题地图制图综合的实质，就是在科学分析研究各种专题内容要素特征的基础上，根据图幅的用途和比例尺，将图幅的专题内容加以概括化，把最主要的要素、对象的基本轮廓、主要的特征和基本规律反映在地图上。专题地图制图综合围绕着几何性和地理性两方面进行。在几何性方面对制图对象形状和大小综合简化，在地理性方面对专题内容的综合概括。制图综合就是几何正确性和地理真实性的紧密结合。

影响制图综合的主要因素

制图综合的程度受各种因素的影响，主要因素有：地图比例尺、地图的主题和用途、制图区域的地理特征以及符号的图形尺寸等。

地图比例尺

比例尺对制图综合的影响非常明显。由于比例尺的缩小，同一个制图区域在图上的面积随之缩小，因而图上所能表示的地物数量也相应减少。当地图幅面一定时，不同比例尺地图所包括的实地范围不同，大比例尺地图所包括的地面面积较小，小比例尺地图包括的地面面积较大。在不同范围内，对同一地物重要程度的评价并不相同，有些事物从小范围看是重要的，但在大范围内可能是次要的。

地图的用途

任何一幅地图所能表示的内容都是有限的，只能满足某一方面或某几方面的要求，所以地图内容的选择和表示，就必须考虑到地图的用途。地图用途既然直接决定着地图内容，因而就影响着制图综合。例如1：50万比例尺地形图和1：50万比例尺政区图，由于两者用途不同，地图内容的取舍和化简程度就很不一样。1：50万比例尺地形图是国家基本地形图之一，在军事上是战役用图，经济上是规划用图，在科学研究方面是参考用图，在这种地图上要全面地反映制图区域的自然和社会经济方面的基本情况；而1：50万比例尺政区图是省级机关进行行政管理、布署工作用图，在图上主要表示社会经济要素（如境界、居民地、交通线等），而对自然要素（如地形、土质、植被等）则可作较大的概括。

地图的主题

地图的主题即地图上所反映的主要内容，它决定各事物在图上的重要性，因而影响制图综合程度。这在专题地图上表现特别明显，例如比例尺相同的同样地区但主题不同的两幅地图，一幅是地形图，一幅是政区交通图，前者主要表示地形特征及水系，居民地较少，不表示铁路和公路；后者重点表示行政区划、铁路和主要公路、各级行政中心以及作为交通枢纽的居民地，对于水系则只是表示主要的河流和湖泊，一般不表示地形。

制图区域的地理特征

制图区域地理特征是指该区域的自然和社会经济条件，地面上不同地区具有不同的地理特征，因此制图综合时就要选取那些能反映区域特征的事物，舍去那些不代表区域特征的事物。同样的地理事物在不同地区具有不同的意义，这就影响着制图综合。例如，小城镇在人口稠密的地区是次要的，图上一般不表示，而在人口稀少的地区，小城镇则成为主要的居民地，图上要选取。

符号的图形尺寸

各种地理事物，在图上均以符号表示。符号的图形、尺寸直接关系着地图的负载量，因而也影响着制图综合的程度。图形尺寸规定得小一些，选取的内容就可以多一些，概括程度就小一些，地图的内容就会详细一些，图面负载量就大一些；反之，地图内容必然简略，图面负载量就小。此外，几何图形的最小尺寸与图形的结构和复杂程度有关，轮廓符号的最小尺寸受轮廓界限的形式、内部颜色和背景等一些因素影响，可见符号图形最小尺寸是确定制图综合的必要参考数据。

可视化要求

可视化是地理信息处理的窗口与处理结果的直观表达形式，因而是决策的直观依据。只有把空间数据库中的海量数据转换为直观的图形信息，地理信息处理结果才能为规划、管理与决策提供有力的支撑。

制图综合的基本方法

制图综合是一个高度智能化的和具有创造性的作业过程，它是一个整体任务，包含了一系列不同性质的操作，可以分解为若干个子过程来实现。由于这些子过程之间缺少明确的内在或逻辑联系，使得这些子过程是以某种混合形式来组合应用。不同学者对制图综合过程提出了不同的分解模式：如三算子模式：选取、概括和移位；四算子模式：选取、概括、合并和移位；七算子模式：纯几何综合包括简化、夸大、位移；几何/概念综合包括选取、合并类型化和强调。

传统的制图综合包括的内容主要有：选择主要的对象，确定主要对象的选取标准；概括数量特征，主要从缩减分级、改变表示方法着手；综合质量特征，将一些相近的分类分级予以归并，利用组合符号代替单个符号；简化轮廓图形，包括简化符号线划和轮廓界线，合并小面积图斑成为大面积的轮廓，夸大具有特征的小面积轮廓；去掉一些小指标，转化为总的指标等。

启发式制图综合是把整个优化过程分解为若干个子过程来实现，这些子过程基本上等同于传统制图综合的某些手法（如选取、概括、合并与位移等）。在概括过程中，如弯曲海岸线的概括意味着相应的港湾或海角的取舍。“英国海岸线长度问题”是新兴学科“分形学”中的一个典型的问题。分形几何是用来描述难以用欧式几何来描述的具有多层嵌套的自相似结构。地图中的河系，地貌中的沟叉，城市中的大道、胡同、小巷、里弄等，均具有嵌套特征，是典型的分形结构。分形几何原理在地图信息处理中必将得到应有的深入应用。

分形：

分形一词（Fractal）是B. Mandelbrot用拉丁词根创造的单词，意思是细片、破碎、分数、分级等。它是那些局部和整体按照某种方式相似的集合[B. Mandelbrot]。分形具有以下特征：

  1. 具有精细的结构，在任意小的尺度之下，总有复杂的细节；

  2. 分形是不规整的，它的整体和局部都不能用传统的几何语言来描述；

  3. 通常具有自相似形式，这种自相似可以是近似的或者是统计意义上的；

  4. 一般的，分形的某种定义之下的分形维数大于其拓扑维数，例如在平面上，一条分形曲线的维数在1-2之间；

  5. 在大多数情况下，分形以非常简单的方法确定，可以由迭代过程产生。

分形是描述不规则几何形态的有力工具，而自然界的许多物体，都具有分形的特性，如海岸线、地形、云、甚至生物等等。对于一条海岸线而言，无论从遥感卫星上看，还是从岸边的悬崖上看，它总是曲折的。因此，对于这些地物，要完全“精确”的描述其几何形状是不可能的，在GIS数字化的过程中，要进行抽样操作。

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图11-18：点符号的综合

总之，制图综合的基本方法为内容的取舍、数量化简、质量化简和形状化简。图11-18、图11-19和图11-20分别是对点状符号、线状符号和面状符号的综合。

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图11-19：线符号的综合

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图11-20：面状符号的综合

内容的取舍

内容的取舍是指选取较大的、主要的内容而舍去较小的、次要的或与地图主题无关的内容。选取主要表现在：一是选取主要的类别，二是选取主要类别中的主要事物。舍去主要表现在：一是舍去次要的类别，二是舍去已选取的类别中的次要事物。注意所谓的主要与次要是相对的，它随着地图的主题、用途、比例尺的不同而异。地图内容的选取，一般按下列顺序进行：

  1. 从整体到局部：进行选取时，要首先从整体着眼，然后从局部入手。

  2. 从主要到次要：地图上所表示的各个要素，根据地图的主题和用途，总有主要与次要之分。选取时要遵循先主要后次要的顺序进行。

  3. 从高级到低级：这样可以保证较高级的能被选择，不至于遗漏。

  4. 从大到小：这样可以保证大的事物首先入选。

总之，选取时要从总体出发，首先选取主要的、高级的、大型的事物，再依次选取次要的、低级的、小型的事物，最后还要从整体上进行分析，观察是否反映了制图区域的总体特征。

质量特征的化简

地图上各事物的质量差别通常是以分类来体现的。质量特征的化简就是减少一定范围内事物的质量差别，用概括的分类代替详细的分类，即按事物的性质合并类型或等级相近的事物。例如，将针叶林、阔叶林和混交林合并为森林；将喀斯特山地、喀斯特丘陵、喀斯特台地、喀斯特溶蚀堆积盆地合并为喀斯特地貌。

数量特征的化简

数量特征的化简就是减少事物的数量差别，增大数量指标内部变化的间距，对于数量指标低于规定等级的事物不予表示。在用等值线表示数量特征的地图上，化简时要扩大等值线间距值。进行数量特征化简时，不仅要考虑地图比例尺和用途，而且要特别注意考虑事物数量分布的特点及保持具有质量意义的分级界限。

形状化简

形状化简用于呈线状和面状分布的事物。形状化简的目的在于保留事物本身所固有的、典型的特征。化简的方法有删除、夸大和合并。删除就是去掉那些因比例尺缩小而无法清楚表示的碎部。有时为了显示和强调事物平面图形的特征，将本来按比例应删除的小弯曲，夸大表示出来。合并就是将邻近的、间隔小到难以区分的同类事物的图形加以合并，以表示出事物的总体特征。对某种事物进行形状简化时，要考虑到与其他事物的关系，使彼此之间能协调一致。例如对湖泊进行形状化简时，要注意与地形、水系的关系。