地图分析就是将地图作为研究对象，采用各种定量和定性的方法，对地图上表示的制图对象时空分布特征及相互关系规律进行研究，得出有用的结论，并指导自己的行动。

地图分析是采用一定的方法，认识和分析研究运用地图语言再现的空间地理模型，以提取所需要的有关地图信息，解决现实问题的一种手段或方法。任何自然或经济现象在地图上都有各自设计表现的特有方式，目视分析形象特征表现的规律，可达到看图知意的效果。而对地图的平面观察仍有局限性，有时尚须利用侧视或建立三维图解的方法，制作剖面图或立体断块图，有助于从不同的侧面观察地表形态的组合形式和地下埋藏状况。对地图上各种地物方位、长度、面积、地形起伏高度等，更可为不同目的需要从定量方面进行分析、量算的精度主要取决于地图本身的精确性和量测技术的精度。不同地图投影的地图，对量测方向、距离、面积等要素的数值产生效果不同。为获取正确的分析数据，应了解各种投影响性质及产生误差的规律以资订正。近年来，电子计算机和制图自动化等新技术手段的引进，使地图分析中数理统计和建立数学模式的方法得到广泛应用。主要用于研究制图现象统计特征值和分布密度函数性质，以及研究分析各种制图现象间的相互联系，进行趋势预测与综合评价等方面。正确运用数学方法的另一方面，在于应用地理观点，所采集的运算数据要有代表性或合理性，才能在可信的基础上，更加深入分析研究区域规律性问题。

(1)地图分析的范畴和内容。传统的地图分析主要是对专题地图和普通地图进行阅读和解译分析，以获取区域某种现象要素分布的状况、规律，或几种现象要素的相关关系。现代专题地图的发展，使地图的应用几乎遍及自然、社会、经济等所有的领域和学科，尤其是经济地图、人口地图、环境地图、城市地图、资源地图等，为地图分析应用提供了丰富的内容，开拓了广阔的领域。计算机和遥感技术在地图学领域的应用，使传统地图学的理论、方法、技术等发生了根本的变化。同时，地图的表象形式也出现了多样化，数字地图、影像地图等新型地图的出现和发展，对现代地图分析的范畴、内容、方法等提出了新的要求。地图分析除了对纸质地图进行分析外，将逐渐转向对数字地图的空间信息分析和对遥感图像数据的分析，并为多学科、多部门提供多种应用信息。因此现代地图分析的范畴已经扩展到社会经济发展和决策管理，区域和城市规划，自然和社会经济发展预测及环境科学、生态学等各个领域，地图分析的内容也将从传统的地理基本要素逐渐发展到对地理环境空间信息及其组合的分析。

(2)地图分析的技术方法。传统的地图分析基本上是由手工作业来完成，如对地图的阅读、图解，对某种要素或多种要素的分析及分析结果的地理解释等一系列过程都由专业人员手工完成。这种传统的分析手段不仅效率低，而且与现代制图新技术的发展也不相适应。现代地图学新技术，尤其是计算机科学的发展和应用，为实现地图分析自动化提供了必要的技术条件。现代地图分析发展的根本任务就是要研究在人工监控下，借助于计算机技术实现对地图和地理环境空间信息的自动化、智能化分析，评价、解译和传输。因此现代地图分析发展的主要技术方法就是计算机及其软件系统。

现代地图学的发展,使其学科体系和理论日趋成熟和完善,尤其是近20年来,国内外地图学者对地图学理论作了深入的探讨和研究,制图综合理论、地图信息论、地图感受论、地图模型论、地图符号学等已逐渐构成了现代理论地图学的基本内容。

地图分析应用作为地图学的分支学科，也应该有相应的理论基础。从现代地图分析的特征和发展趋势来看，认为可以把地图信息论和地图模型论作为现代地图分析及其发展的基本理论。

地图信息论是把地图作为空间客体信息的载体，着重研究空间客体信息的表示、采集、组织、存贮、转换、分析、传输、利用等技术和理论问题，可以用数量、质量、位置和时间因素等四个主要特征来描述任何一种空间客体现象或多种现象的相关关系。从地图信息论的观点来看，地图作为空间客体信息表达的一种重要形式，它不仅能精确、合理地描述空间客体的基本特征，而且便于对空间客体现象信息进行认识和理解。地图分析作为空间客体信息分析的重要手段，它是以表示了时空信息特征的地图作为分析对象，通过对地图进行信息提取或解译，获取空间现象的分布位置、分布规律及相关关系等多方面的信息。地图上表达的空间信息可分为直接信息和间接信息。对于纸质地图，直接信息主要表现为位置、类型、范围、数量、符号含义、注记等。间接信息则表现为相对位置、相互关系等。因此地图分析实质上就是空间现象信息组织、信息分析、信息解译和信息传输的过程。

地图模型论是现代理论地图学的一个重要理论，地图作为地理环境现象的空间图像模型和再现空间客体的形象一一符号模型，它精确、合理地表示了地理空间各种现象的位置、类型、数量、分布等，通过对地图进行分析、解译、归纳，可以获取各种现象的数量、质量特征，分布特点、规律以及各种现象间的结构、合成、相关关系等多种信息依据。用数学方法描述空间客体的分布，建立再现地理环境现象分布的数学模型和数字模型，是实现地图分析标准化、定量化的根本前提，也是提高地图分析精确性，充分利用地图传输功能的有效途径。空间客体现象的多样性及各种现象间关系的复杂性，仅用定性的方法难以从地图图形上准确地认识、把握客观世界。而借助于数学语言来研究、分析地图，能深入、准确地揭示空间客体间的联系、规律和本质。根据地图数学模型建立空间客体与计算机存贮之间的对应关系，才能将各种地理环境现象转换为数字形式存贮于计算机内，并根据分析评价模型编制相应软件，从而实现图形信息的自动分析。

现有的地图分析方法可以归纳为目视分析法、地图量算法、图解分析法、数理统计分析法、数学模型分析法等。在这五种分析法中，除了目视分析法外，其他四种分析法都与数学有着密切的关系。

地图的量算分析法

地图的量算分析法是通过地图的量测和计算来获得各种要素或现象的数量特征的一种方法。若量得图上两点坐标为A和B，则其长度可按距离公式来算；为算得图形面积，可采用梯形法；体积可直接利用图上的等高线进行计算，其基本原理是在地形图上求出各等高线所圈定的面积，将两等高线之间作为锥台计算体积。

地图的图解分析法

地图的图解分析法是根据地图制作各种图形、图表来分析各种现象的方法。利用地图能够制作各种各样的图形、图表，应用较多的是剖面图、块状断面图以及玫瑰图表等。在绘制图形、图表的过程中用到了数学方法。比如在剖面图的绘制过程中，要根据比例尺制作剖面线、坐标Z值的等间距线以及把平面上的剖面线、各特征点展绘到剖面上等都使用了数学方法。

地图的数理统计分析法

地图的数理统计分析法是研究地图内容的数量特征的一种有效方法，主要用于研究各种现象在空间分布或一定时间范围内存在的变异、相互关系，从中找出事物内部的规律。地图的数理统计分析法主要用在以下几个方面：

1.地图要素分布的统计特征和分布密度地图上表示的某种现象可以看成是在不同空间或时间范围内存在的总体，而总体是由无数相同性质的个体组成的，我们可以从总体中选取若干个体，称为样本。从地图上获得样本的观测值x1，x2，……，xn，组成该现象的统计数列。从统计数列中进一步分析现象的数量特征，用样本推测总体。

2.制图现象相互关系密切性的分析为了利用地图研究现象间相互关系的密切性，通常采用数理统计中计算相关系数的方法。为此，首先要确定两种或两种以上现象的不同数量指标，最好是利用等值线图或分级统计图获取数量指标的观测值，然后计算其相关系数，以判断现象间相互关系的密切性。

地图的数学模型分析法

地图的数学模型分析法地图的数学模型分析法是在地图获得的原始数据上建立各种现象或过程的空间数学模型，以此来对各种现象和过程进行分析，这种方法叫做地图的数学模型分析法。因为地图上表示的各种现象或过程相互之间存在着一定的函数关系，表现为空间或时间的函数，这就决定了可以用数学模型法分析各种现象和过程。

地图数据库在地图分析中的作用

地图数据库是地图或地理数据存贮、组织、管理的有效手段，任何地理环境现象都可以通过模数转换，以数字形式存贮于地图(地理)数据库系统中。从地图传输的观点来看，整个地图生产即是数据获取、组织、存贮、管理、分析、处理、输出的过程，因此地图数据库被作为机助制图系统的核心。地图分析实质上就是地理信息提取、分析和分析结果的重新组织、管理等一系列过程。因此要实现地图分析自动化，首先必须解决的问题是动态数据源，其要求如下：(1)随时提供分析所需的各种地理现象数据；(2)能按综合分析的要求对各种相关的地理数据进行动态组织；(3)建立分析结果与原始数据之间的联系，包括对分析结果的数据进行分解和组织；(4)将分析结果以各种数据文件提供给输出设备等几种功能。地图(地理)数据库不仅能提供地图分析所需的各种地理现象数据，而且能方便、快速地组织和管理空间数据。由此可以看出，现代乃至将来的地图分析应用活动将以地图(地理)数据库为依托来进行。

地图分析要着眼于实际应用

地图分析应用作为地图学的重要组成部分，其根本任务就在于促进和推动地图在各行业、各部门的应用。尽管近年来国内外许多地图学者在地图应用研究方面做了许多努力，也取得了可喜的成果。但总的来说，以往的工作主要局限于地图分析的方法和技术等问题的研究，对于地图的实际应用则做的工作不多，已出版的地图利用率很低，大量的地图作品积压在资料柜里，未能发挥它应有的社会经济效益，是国民经济中一种很大的资源浪费。现代地图学的发展，使地图信息源及应用领域得到空前扩大，特别是计算机、遥感技术在地图学领域的应用，为地图分析提供了新的技术条件，同时地图分析的方法也日趋完善。因此加强地图分析的实际应用，尤其是在经济决策，资源开发及社会发展、城乡规划等领域的应用，充分发挥地图信息传输功能，是当前地图分析应用巫待解决的主要任务。

研制地图分析系统软件势在必行

设计研制地图分析系统软件是实现地图分析自动化的中心任务。地图分析自动化实际上就是借助于计算机和一系列地图分析软件实现对地理信息的自动获取、组织、管理，按使用目的和要求对某种或多种地理现象数据进行合成运算和定量、定性分析，并将分析的结果以图形、图表等多种形式自动输出，以满足不同用户的多种需要。地图分析系统软件的设计应包括以下几个方面的功能：

(1)地图(地理)信息的获取功能，主要是将地图图形、观测统计数据和遥感图像数据转换为计算机能够接受的形式存入计算机，作为空间信息分析的数据源；

(2)空间地理信息数据组织、管理功能，主要是对反映地理现象状况的数据进行有效的组织和管理，尤其是作多元信息合成分析所需的空间信息多重数据的组织与分解；

(3)地理信息分析功能，地图信息分析系统软件的核心，它应包括地图分析的所有方法和功能，如图解分析、相关分析、聚类分析、回归分析、模糊回归分析、多元回归分析、模糊综合评判等，构成一个功能完善的空间信息分析软件包；

(4)分析结果数据的重新组织功能，主要是对栅格分析的结果进行边界拟构及对碎部边界的综合处理，也包括对分析结果数据的重新分解及数据类型的转换处理等；

(5)机助制图及图形输出功能，主要是利用分析处理后的数据制作分类、分区、分级图形、图表或派生出新的地图，并将其打印、输出到图纸上直接提供用户使用或翰出到胶片上供制片印刷之用。

地图分析专家系统是重要趋势

专家系统是人工智能的应用领域，从应用的角度来看，由于专家系统技术具有特定领域专家解决实际问题的能力，近年来在医学、地质勘探、语音识别等许多领域都开始了广泛的研究，并取得了许多可喜的成果。80年代初，人工智能被引进了地图学界，很快在地图设计、专题地图、制图综合等方面展开了研究，并取得了较大进展。从专家系统的基本原理和专家系统在地图领域研究已取得的成果来看，发展地图分析专家系统是完全可行的。一个完整的地图分析专家系统应由6个部分组成:知识库、综合数据库、推理机、知识获取机制、解释机制、人机接口。当然设计地图分析专家系统也存在一些非常难以解决的间题，尤其是知识的获取和知识的应用。地图分析专家系统的知识库含有非常丰富，而且也相当复杂的知识，它既包括地图分析专家所提供的经验、规律、判断、推理等各种启发式知识，还必须包括地图、地理方面广泛而又缺乏严密结构的知识，这就为知识的获取、表示带来很大困难，而且这些知识之间还存在着层次、类别、相互关联、相互制约等多种复杂的关系，怎样有效地组织、管理这些知识是一个非常复杂的问题，也是关系到怎样应用这些知识去分析、解译地理现象的核心技术问题，这个问题不解决，地图分析专家系统根本无法实现。尽管如此，发展地图分析专家系统仍然是现代地图分析所面临的重要课题，在研制地图分析系统软件的基础上进一步发展地图分析专家系统是地图分析研究的必然趋势。