试论地图的空间分析功能

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地图源于人类生活、生产实践活动。地图作为地理的特殊语言，自产生起便与地理结下不解之缘，而成为地理成果的重要表达形式。可以想象：远古时代，在东非大裂谷或尼罗河三角洲，非洲人用几根棍子，在地上比划着，在地图上作一个标记，今天在这里捕获到一只羚羊，于是明天又到另一个地方去寻找新的猎物。可见，在地图上确定位置、描述人的活动线路和记载物产，便成为地图最原始的功能。这些我们也可看做是最简单的空间分析，说明在人类社会早期，地图就具有了简单的空间分析功能。

地理教学接触的地理空间主要是图像空间，而地图为地理学习和研究提供了丰富的图像空间。图像空间由距离（比例尺）、方位（方向）、高度（等高线、颜色高度表）等空间要素组成，这为利用地图进行空间分析奠定了基础，使得地图成为研究和学习地理的重要工具或手段。传统的地图空间分析功能是人运用描述、定量、综合等方法，通过对地图覆叠、拆分与随机套用等空间分析来实现的。随着地理信息系统的建立，地图的空间分析功能显得更加强大，在地理区域比较、研究以及行业生产的区位分析中，地图的空间分析功能得以充分运用。

一、分析地理事象的空间位置，形成空间概念，揭示地理事象的空间分别规律

当我们打开某一区域地图时，就会发现：图中所标识的不是区域内所有的地理事实。这说明地图对区域地理事物的表达具有一定的选择性，人们总是选择那些被判断为具有意义的地理事实，这是地图与照片的基本差别。因此，地图的空间功能是相对于具有意义的地理事实而言的。

对地理事物地理空间位置的确定，是利用地图进行空间分析的基础。地图能表达地理事象的空间特征和空间属性。对地理事物空间概念、特征和属性的把握，离不开对地理位置的把握。地理位置是指地理事物在某区域的空间分布，是表示地理事物属性的重要内容。利用地理位置对地理事物空间概念、特征和属性的表达，大致有下列两种情形：

l.描述型

即利用重要的地理事物来描述另一事物的位置，这反映的是地理事物间一种相对关系。如中国位于太平洋的西岸、亚欧大陆的东部。不同描述型位置具有不同的地理意义。教学中要让学生认真体会其中蕴含的地理意义：海陆性质对比强烈，季风气候典型；缺少地中海气候的分布。

2.数据型
   （1）用经、纬度来描述地理位置。反映的是地理事物的绝对性，体现了地理事物在地球表面或参照物之间的空间绝对关系，能反映地理事物在宇宙空间、地球表面存在的具体地点或分布的准确范围，反映的是地理事物之间的相对性和联系性。经、纬网地图的产生，为精确地描述地理事物奠定了基础。充分利用经纬网进行空间分析，能比较准确地把握地理事物在空间距离、方位、面积等方面的空间属性。

教学中，要求我们养成将地理事物放到经纬网中认识其空间属性的习惯。掌握经纬网组成中特殊的、重要的经纬线，因此，要比较精确的把握地理事象的空间分布，必须把地理事象放到经纬网中，这是认识地理事物空间属性的重要方法。

（2）利用方位与距离相结合来表征地理事物的空间位置。其中，方向与距离结合就能表征地理事物的空间位置，这与数学上利用极坐标确定位置的思想相吻合。如广州的地理位置可以表述为：广州在北京的南方，距北京大约2000千米的地方。

在地图上进行空间分析，可以帮助我们揭示地理事象的空间分布规律。如分析“中国防洪工程图”，可以概括出“滞洪区主要分布在大江大河的中下游”的空间分布规律，以及同一条河流雨量站、水文站密度从上游到下游逐渐增大的空间变化规律。使学生进一步明确，设置滞洪区、雨量站、水文站是泄洪、监测洪水灾情的需要，是治理大江大河的重要措施之一。

教学中通过对某地理事物地理位置的分析，可以得出该事物许多的地理空间特征和空间属性，从而为解决地理问题提供或明或暗的基础条件，在理解地理原理、探索地理规律、解决地理问题中扮演着重要的角色。教学中，要求识记重要的地理事物的名称和空间位置。

传统地图的空间分析是人通过读、描、推、算等过程，多种感官交替使用，在地图上“找”和“指”、“读”和“写”、“想”和“说”等方式进行的。通过空间分析，“哑图”变为“活图”，最后，“地图”变成学生“脑图”，在学生头脑中形成完整的地理空间概念。

二、利用地图的空间分析功能，揭示地理事象的空间关联

地理事象的空间关联可分为地理位置关联、交通和通信上的关联等，是通过人流、物流和信息流来实现的。在区域研究或行业生产发展中涉及大量的地理事象空间关联的分析。主要表现为：

1.地理要素空间关联

地理环境是一个整体，各要素间是相互关联的。我们这里说的关联是指地理事物之间内在的必然联系。将洋流分布图与世界渔场分布图对照进行空间分析，可以揭示洋流与世界主要渔场之间的关联；将等温线图与地形图对照分析我们可以找到地形与气温间的某种关联。

2．地理事象的空间关联

地理事象总是发生在一定的时间和空间。工业和农业区位选择经常涉及地理事象的空间关联。如气候与自然就具有一定空间关联，京津唐工业区就背靠山西煤炭工业基地，它们之间存在着紧密的空间关联。通过地理事象空间关联的分析，我们可以把握人流、物流和信息流等方面的地理信息。

复杂的空间关联则需要采用多种数学手段，需借助地理信息系统通过确定相关系数、建立数据模型和空间模型来进行分析。教学中，要求学生理解并识记重要地理事物相互之间的位置关系。

三、利用地图图组进行空间分析，揭示地理事象的时空演变

对于反映同一要素的地图来讲，把不同地区的地图放在一起通过对比和联想，能反映地理事物空间演变。如对某台风进行追踪监测，通过对台风所经过的不同海域的卫星遥感图进行对比，可以预测台风的移动方向、路径、速度和暴风雨出现的范围。把同一地区不同时间的地图放在一起进行分析，可以反映地理事物的演变过程。如将同一城市不同时期的地图放在一起进行分析，可以反映该城市的城市化进程和该城市的地域空间结构的变化。如森林发生火灾时，可以将该地区不同时期关于火灾的地图进行对照分析，可以揭示火灾发生的位置、演变方向和风向，从而为灭火科学决策提供重要依据。

四、利用地图的空间功能分析地理事象的空间结构

任何地理事物都不是孤立存在的，总是存在于一定的空间结构之中，利用地图能分析地理事物的空间结构。教学中，要培养学生使用简洁明了的语言、图示等方式，描述和说明地理事物的空间结构、相互联系和其发展变化的过程。地球的内部圈层、大气的垂直结构、地壳的演变、水循环和各种天气现象、人口的增长和迁移、城市化进程等，都涉及这方面的技能。如利用地形图能分析某区域的地形空间结构，“三山夹两盆”、“山环水绕”分别是对新疆、东北地区地形结构的简单表述；“八山一水一分田”是对宁夏西海固地区地理事物结构的数量表达，“一根扁担，两个谷仓”是对越南地形结构的精妙概括。通过对政区图的空间分析能掌握某行政单元处在什么样的地理空间结构之中；通过对某城市遥感图或平面图的空间分析能把握该城市的地域空间结构。

地理教学中，要培养学生对地理事物结构特征进行综合分析和评价的能力，并提出相应的对策。如针对我国“山地多，平地少，耕地比重更少”的土地资源结构特征，综合分析评价，在土地利用方面有利有弊：限制了耕地业的发展，有利于林牧业的发展。把地理事物放到空间结构中去认识，有利于学生形成地理空间智慧。

五、阐释地理事物的空间效应

在通过对地理事物的空间位置、分布规律、空间结构分析的基础上，进一步阐释地理事象的空间效应。不同的空间位置和空间结构便产生不同的空间效应。空间地域结构对当地文化、民族心态都产生一定的影响。沿海开放地区处于一种开放的地域空间结构中，对外联系方便，与内地相比，开放意识浓，商业意识和竞争意识强。又如，河流的治理必须考虑上、中、下游之间引起的空间效应。不同自然、社会经济因素在某地点的空间组合会产生不同的空间效应，在工业、农业区位选择中，必须对区位因素所形成的空间效应进行科学的阐释。

不同的地图具有不同的空间分析功能。经纬网地图能比较准确地分析地理位置的空间分布；等高线地形图能对地形、地势进行空间分析；专题地图能对一个或几个地理要素进行空间分析。地图的空间分析功能是日益增强的，与传统地图相比，地理信息系统具有对地图处理与操作的强大功能，地图叠加、地图漫游、地图缩放、电子地图空间导向能力使得地图空间分析功能如虎添翼，而被称作是地图的延伸。地理信息系统将信息转化为数据，通过空间模型和数据模型来进行空间分析，大大地增强了地图空间分析的功能，进一步展现了地图的力量。特别是GIS技术中的虚拟现实技术，不仅支持数据和过程的三维表示，而且能使用户走进视听效果逼真的虚拟世界，虚拟现实技术为人类观察自然、欣赏景观、了解实体提供了身临其境的感觉。GIS在成功地描述大量的地理现象后，已经开始进一步用于模拟地理变化过程，在虚拟世界内为人们提供了一个执行地理学规律的有力工具。可以预测，在信息时代，随着地理信息系统日益网络化，地理信息系统具有处理空间数据的强大功能，其海量的信息资源，为地理研究和学习大开方便之门。

随着摄影、动漫、美术、地图和数字影像、空间信息等技术的发展，地图经历了从传统地图到电子地图的进化，新世纪信息化的浪潮把人类带入了一个多元读图的新纪元。地图为我们认识世界提供了丰富的图像空间，成为我们认识世界的简约手段。随着地理信息系统的建立和完善，地图的空间分析功能将得到最大限度的发挥。充分利用地图的空间分析功能，有利于地理空间智慧的形成。