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专题地图编制 王晓峰 长安大学资源学院 教学意义 地理学是研究地球表面（层）地理环境的 结构、分布及其发展规律、以及人地关系的学 科，也被称作地球表层学。对人类个体而言， 地球几乎是一个无穷大的空间，难以一窥全貌 ，而地图的发明和应用，是人类得以概括而全 面的了解地球表面的开始。 地图作为人类形象思维的一种方式，是对 空间信息高度浓缩和概括的结果。学习地图学 本身是学习空间信息可视化的表达原理和方法 ，同时也是对地理信息系统其他各门专业课程 具有较强的辅助和支撑作用。因此，专题地 图编制是GIS中最重要的专业基础课之一。 教学目的 专题地图编制对地学工作者是一门非常重要的基 础理论，基本知识和基本技能深。 我们学习专题地图编制，主要是掌握基本的原理 和规范，特别需要大家在理论学习的同时，积极参加相 应的课堂练习、实验和实践活动，在日常学习、生活、 学习中注意观察、领会前人地图编绘的技巧和特色，并 将相关内容贯穿于你们其他各项专业课程的学习之中。 在你们未来可能从事的地学专业科学研究和实际工作中 ，工作区域的图件制作完成几乎就是工作顺利展开、甚 至即将完成工作的标志，图件的制作水平是各项专业工 作能力的重要标志。 即要求学生了解和熟悉专题地图的主要特征，掌握专 题地图编制的基本步骤，熟悉地形图图式符号，逐步学 会从地图上获取有关地理信息。了解计算机制图的基本 过程，熟悉掌握地图数字化、地图编辑等基本技能。 教学要求 （1）在教学内容上着重于专题地图编制的地 图符号和遥感制图的讲授，培养学生专题地图 地制图能力。 （2）在教学方法上采用启发式教学，力求 做到少而精，突出重点。注重课堂教学与实验 教学的结合。 （3）在教学手段上，采用传统讲授与多媒 体授课相结合。 （4）课后练习是是学生学习的重要环节之 一，根据正常教学进度布置适量的作业，要求 学生按时完成。 1.主讲教材：刘万青，刘咏梅，袁勘省编著.数字专题地图， 科学出版社，2007.9 2.参考资料： (1):专著教材: 袁勘省, 赵军,等. 现代地图学教程.科学出版社, 2007.12. 黄仁涛，庞小平编著.专题地图编制.武汉大学出版社， 2003.10. 廖克著，现代地图学.科学出版社，2003 马耀峰，胡文亮，党安荣编著.地图学原理，科学出版社 ，2004 蔡孟裔，毛赞猷等编著，新编地图学教程.高等教育出版 社，2000 党安荣等，ERDAS IMAGINE遥感图像处理方法.清华大学 出版社，2003 (2)期 刊：中国地学期刊网包括地学所有的数字期刊 / (主要参阅地理科学，地理科学进展，地理研究，地理与地理 信息科学，地球科学进展，地理学报，遥感学报，遥感信息，测 绘学报，地图和地球信息科学等期刊。) 学校数字图书馆/ (3)学习网 站： 49/text_graphics/Ultraedit/WordFile/ 31:82/homepages/DTX/web/jxdg.html（河 北师大地图学精 品课程） (4)数据网站：/data/（该数据网站可以下 载全球任何地区的遥感数据和DEM数据） 教学内容（30课时） 第一章 绪论（4课时） 第二章 专题地图的表示方法（8课时） 第三章 专题要素的数据类型与数据处理（2课时） 第四章 专题地图符号设计（4课时） 第五章 专题地图色彩设计（2课时） 第六章 专题地图其它要素设计（2课时） 第七章 专题地图编制的基本方法（2课时） 第八章 专题地图编制的遥感方法（4课时） 第九章 几种主要类型专题地图的编制特点（2课时） 实验大纲（10课时） 实验一：制图区域和制图资料研究（2课时） 制图区域研究；制图资料的收集和整理；制图资料的 分析和评价；遥感资料的应用。 实验二：地图设计文件（2课时） 地图大纲编写 实验三：数据采集（2课时） 地图数据的矢量化；专题数据的输入。 实验四：专题地图的图面设计（2课时） 地图的分副设计，地图的图面配置。 实验五：专题地图的原图编绘（2课时） 在地图底图的基础上编绘专题内容要素从而得到专题 地图的编绘原图。 教学重点：专题地图的的概念、专题地图 的表示方法以及遥感制图以及社会经济要 素的地 图编制； 教学难点：专题地图的表示方法、遥感制 图方法流程，社会经济要素的地图编制。 第一章 绪论 第一节 地图学和地图概述 1.1.1地图学的概念 1.1.2 地图的用途及重要性 (1)地图的概念 (2)地图的用途及重要性 1.1.3地图学的结构与分支 (1)理论地图（9分支） (2)地图制图学（5个分支） (3)应用地图学（5个分支） 第一节 地图学和地图概述 1.1.1地图学的概念 它是脱胎于测量学与地理学，于近代形 成一门科学体系。 地图是表现和反映地球表层自然和社会 现象的图解、图像、图形。 （传统）地图学是研究地图的实质与发展 ，同时也是研究地图编制与复制的科学。 1.1.1地图学的概念 国际地图学会（lnternational Cartogra Phic Association ，简称ICA）（1973）定义：地图学是制 作地图的艺术、科学和技术，以及把地图作为科学 文件和艺术作品的研究。在这个意义上，地图可以 看作是以任何比例尺表示地球或任何量体的包括所 有类型的地图、平面图、航图、三维模型和地球仪 。 此外，鲁滨逊（美），萨里谢夫（苏）等人也给 出了定义。 辞海（1980）定义“地图学是研究地图及其 制作的理论，工艺技术和应用的科学。 地图学（1990）定义：地图学是以地图信息 传递为中心，探讨地图的理论实质，制作技术和使 用方法的综合科学。 第一节 地图学和地图概述 1.1.2 地图的用途及重要性 1)地图的概念 将地理诸要素按照一定的数学法则，运 用符号学系统，并经过地图概括绘于平面 上的图形，以传递各种自然和社会现象的 数量与质量的空间分布和联系以及时间的 发展变化。 地理诸要素：主要包括自然和社会经 济的各种要素； 第一节 地图学和地图概述 1.1.2 地图的用途及重要性 1)地图的概念 数学法则：指的是地图投影和比例尺； 地图投影（Map Projection）把地球表面的任 意点，利用一定数学法则，转换到地图平面上 的理论和方法。是指建立地球表面（或其他星 球表面或天球面）上的点与投影平面（即地图 平面）上点之间的一一对应关系的方法。 按变形性质，地图投影可分为三类：等角投 影、等（面）积投影和任意投影。 比例尺（scale on map）地图上的线段长度与 实地相应线段长度之比。 第一节 地图学和地图概述 1.1.2 地图的用途及重要性 1)地图的概念 地图概括：又称制图综合。地图编制 中地图内容取舍和简化的原理与方法。即“ 根据地图的用途，比例尺和区域特点对地图 内容进行选择和简化，概括和综合的过程” 。 第一节 地图学和地图概述 1.1.2 地图的用途及重要性 2)地图的用途及重要性 （1）在地学研究方面，是地理学的第二语言 研究各种自然与社会经济现象的空间分布规律； 利用地图研究制图现象和相互联系和制约关系； 利用地图研究各种制图现象的动态变化； 利用地图对自然条件，土地资源和环境质量进行 综合评价； 利用地图进行预报预测（天气预报、地震预报） 第一节 地图学和地图概述 1.1.2 地图的用途及重要性 2)地图的用途及重要性 （2）在国民经济建设方面 区划； 规划 利用地图进行资源的勘察设计、开发； 利用地图进行各种工程建设的勘察、设计、施 工； 农业地籍管理、土地利用和改良/土壤； 涉及到经济建设的各种图件等。 第一节 地图学和地图概述 1.1.2 地图的用途及重要性 2)地图的用途及重要性 （3）地图在军事上的应用 提供战区地形资料； 提供战区兵要资料与数据 提供现场勘察、侦察的手段或工具； 为国防建设的规划、设计、施工提供地形 基础资料； 提供标和图上作业的底图 第一节 地图学和地图概述 1.1.2 地图的用途及重要性 2)地图的用途及重要性 （4）在文化教育方面 教学地图； 旅游地图； 科普图 旅游交通图（导游图是无声导游或第二 导游）。 第一节 地图学和地图概述 第一节 地图学和地图概述 1.1.3地图学的结构与分支 作业和思考题 1.地图概念及其含义？ 2.地图的用途有哪些？ 3.地图投影的定义，目前主要有哪些地图投 影类型？ 第一章 绪论 第二节节 专题专题 地图图的基本概念 1.2.1 专题 地图的基本特性 (1) 专题 地图的基本特点 (2)专题 地图的概念 1.2.2 专题 地图的构成 (1)数学要素 (2)专题 要素 (3)辅助要素 第二节 专题地图的基本概念 1.2.1 专题地图的基本特性 (1) 专题地图的基本特点 专题地图只将一种或几种与主题相关联的要素特征 完备而详细地显示，而其它的要素显示较为概略或不显示 ，表达比较深刻； 内容更加广泛多样，表示内容可以是普通地图上所 没有的，有时是在地面上根本看不到的或者无法测量的地 理事物；即不仅可以表示空间分布，而且可以表示动态变 化和发展规律； 具有编图资料丰富、制图工艺复杂、反应事象多样 等特点； 具有特定的符号系统和多样性的表示方法。 外观上具有“图形丰富、形式多样、符号简洁和图 面清晰”的特点。 第二节 专题地图的基本概念 1.2.1 专题地图的基本特性 （2）专题地图的定义 按照地图主题要求，突出而完善地表示 与主题相关的一种或几种要素，使地图内 容专题化，形式各异、用途专门化的地图 。 第二节 专题地图的基本概念 1.2.2 专题地图的构成 (1)数学要素 专题地图的数学要素包括坐标网、比例尺和地图定向。 在专题地图中，对人文经济现象一般是的表示其相对宏观的态势 及其在区域间的对比，因此多采用较小的比例尺。在这种地图上，坐 标网为地理坐标网经纬网；控制点不表示；地图定向则以中央经 线为正北方向。 (2)专题要素 专题要素是专题地图内容的主体。 可以根据地图的主题和用途要求进行不同的设计和表示。 (3)辅助要素 描述区域地理状况的水系、植被、交通网、境界线、地貌等要素 （地理基础要素），是作为专题地图的底图存在的，表示这些地理要 素的地图称为专题地图的底图。底图具有确定方位的骨架作用，是确 定专题要素的控制系统，底图中的要素就是地理底图要素。 作业和思考题 1.专题地图有什么特性？ 2.专题地图的概念？ 3.地图概括的定义？ 4.专题地图在地图学中的地位和作用？ 第一章 绪论 第三节 专题地图的分类 1.3.1 按照内容分类 1.3.2 按照数据特征分类 1.3.3 按照内容综合程度分类 1.3.4 按照用途分类 第三节 专题地图的分类 1.3.1 按照内容分类 专题地图按照内容性质划分，可以分为自然地图、人文地图和其它地 图。 （1）自然地图 地势图：主要表示地貌、水系，以显示区域的地形起伏特征。 地质图：显示地表各种岩层的分布，并反应它们的内部结构及其形成 和发展。 地貌图：反映地表形态的外部特征、类型、形成发展及其地理分布。 气象气候图：反映地表气象、气候情况，包括太阳辐射、地面热力平 衡、气团、气旋、锋面、气温、降水以及气候区划等。 水文图：显示海洋水文和陆地水文现象，包括潮汐、洋流、海水温度 、海水密度、海水盐分、湖泊水文、径流深度、径流系数等。 土壤图：反映地表土壤的外部特征、类型及其地理分布。 植被图：显示地表植被的类型及其地理分布。 综合自然地理图：显示制图区域内各种自然景观要素综合发展的规律 。 第三节 专题地图的分类 1.3.1 按照内容分类 （2）人文地图 政区地图：以反映国与国之间的政治关系和国内 行政区划及其政治、行政中心为主要内容 人口地图：包括人口的分布、人口密度、居民的 自然变动、居民迁移以及其它内容。 经济地图：包括自然资源、工业部门、农业部门 、林业、交通运输业、通讯、商业、财政联系、综 合经济。 文化地图：以表示文化教育、卫生等方面的分布 和机构设施方面的内容。 历史地图：表示人类历史现象。如古代国家、民 族分布，文化经济的发展。 第三节 专题地图的分类 1.3.1 按照内容分类 （3）其他专题地图 包括航空图，航海图，军事地图和规划设 计图等。 第三节 专题地图的分类 1.3.2 按照数据特征分类 （1）定性数据表达专题内容的质量特 征，即类别的差异；如居民点的行政等级 、工业企业和矿藏的类别等； （2）定量数据（包括等级数据）表达 专题内容的数量特征，即反映其量的概念 。如城镇人口的数量、地区人口的密度、 道路的长度等。 第三节 专题地图的分类 1.3.3 按符号结构分类 （1）类型图：是表示制图对象质量特征及其地理分布规律的一种主要图型。如地貌 类型图、土地利用类型图等。内容较多，如形态变化、成因关系、物质组成、成 份差别、结构特征、发生时间及实用目的等。 （2）区划图：是根据自然或社会经济现象在地域上总体和部分之间的差异性与相似 性，划分不同等级区域的地图。具有内容简明、含义较深刻的特点。每个地域都 有其整体性和统一性，并表现在主导特征，主导标志和主导过程上。 （3）分布图：是表现一些现象空间分布位置与范围的图型。包括占有空间小又零散 的现象，或流动性大难于确定具体位置的现象，或性质与数量不能立即确定的现 象等。 （4）等值线图：又称等量线图。是以相等数值点的连线表示连续分布且逐渐变化的 数量特征的一种图型。 （5）动线图：表示地理事象的运动规律和趋势。如风向图、洋流图等。 （6）统计地图：是运用统计数据反映制图对象数量特征的一种图型。可形象地反映 、揭示统计项目和同一项目内不同统计标准间的同一性和差异性，以分析它们在 自然和社会经济现象中的分布特征。主要表现各种社会经济现象的特征、规模、 水平、结构、地理分布、相互依存关系及其发展趋势。 （7）综合图：把各种现象有机联系和相互制约综合地表示在同一幅图上，如景观图 ，综合经济图等。 第三节 专题地图的分类 1.3.4 按照内容综合程度分类 （1）解析型图：也称分析型图，是指对表达的专题现象未 经概括或很少概括，以其各自具体的指标来显示某一方面 特性的地图。在解析图上描述的是个别物体（现象）的分 布位置、强度、空间变化及运动方向等。如风向图。 （2）合成型图：又称组合型图。在同一幅地图上表示一种 或几种现象的多方面特征。这些现象及其特征必须有内在 联系，但又有各自的数量指标，概括程度及表示方法。如 区域人均耕地图。 组合图多是多变量的专题地图。采用组合图方法编制 地图的目的，是为了更完整，深入的说明某一明确的主题 。 （3）综合型图：通过将几种不同但互有关联的指标进行综 合与概括，以获取并表示出某种专题现象或过程的全部完 整特征。各种类型的区划图，综合评价图都属此类。 第三节 专题地图的分类 1.3.5 按照用途分类 （1）通用地图：一般参考用图、科学参考 用图 （2）专用地图：教育用图、军事用图、工 程技术用图。 作业和思考题 专题地图有哪些分类方法？ 第一章 绪论 第四节 专题地图的功能以及与其他学科的关系 1.4.1专题地图的功能 1.4.2 专题地图和其他学科的关系 第四节 专题地图的功能以及与其他 学科的关系 1.4.1专题地图的功能 （1）信息的获取功能； 专题地图可以表示专题要素的空间分布规律、相互联系、质量 特征和数量差异以及其发展变化，所以可以通过专题地图获取各种 不同的信息。 （2）模拟客观的功能； 专题地图是客观世界的缩小和概括。它有严密的数学基础、直 观的符号系统和科学的制图综合，可以说地图是客观世界的公式化 、符号化和抽象化。 （3）传输信息的功能； 专题地图是传输信息的工具。 （4）载负信息的功能； 专题地图是容纳和储存地表环境信息的载体，它是一个信息 集合体，它载负着各种各样不同种类、不同范畴的环境信息。 （5）感受信息的功能。 专题地图是信息源，人们能从地图上感受到信息。 第四节 专题地图的功能以及与其他 学科的关系 1.4.2 专题地图和其他学科的关系 （1）专题地图和RS的关系 RS（RemoteSensing）是在20世纪60年代发展起 来的高新科学技术。它是指在一定距离外，不直接 接触目标物体，而用某种仪器设备和某种技术方法 去感知物体的固有特征，以研究和了解我们周围环 境中物体的属性、空间分布，以及这些物体间的相 互关系和变化规律。RS是获取空间数据的主要手段 ，大尺度高精度数据获取容易；遥感制图速度快精 度高；遥感数据的现势性、宏观性、多时相性和立 体覆盖能力使遥感数据是专题地图重要的数据源。 第四节 专题地图的功能以及与其他 学科的关系 1.4.2 专题地图和其他学科的关系 （2）专题地图和GIS的关系 GIS（Geographic Information System）它是指在计 算机技术支持下用于地理信息采集、加工、存储、 管理、分析和输出与表达地理信息的系统。 GIS在机助制图的基础上发展而来； 图形处理（空间分析）是GIS的主要内容； 专题地图是GIS的主要数据源，也是GIS的主要输 出手段； 专题地图是GIS的支撑。 第四节 专题地图的功能以及与其他 学科的关系 1.4.2 专题地图和其他学科的关系 （3）专题地图和测绘学的关系 测绘是地图学的基础，精度由测绘控制 ；地图是测绘成果的表达手段。 作业和思考题 1.专题地图有哪些分类方法？ 2.专题地图的具有怎样的功能？ 3.专题地图与其他学科有何联系？ 第一章 绪论 第五节 专题地图的发展及其趋势 1.5.1专题地图的发展 （1）古代专题地图 （2）近代专题地图 （3）现在专题地图 1.5.2专题地图制图的最新研究内容 第五节 专题地图的发展及其趋势 1.5.1专题地图的发展 （1）古代专题地图 公元前1400年古埃及金矿山地图是目前发现的最早的一 副专题地图。 古代专题地图主要涉及政治建制、疆域变迁、城邑、水 利建设、土地整理、地籍、道路分布和航海等。 1973年我国长沙马王堆汉墓出土的“地形图”、“城邑 图”、“驻军图”，是我国发现最早的专题地图，距今2100 多年的历史。 马王堆汉墓出土的地形图亦称长沙国南部地形图（ 西汉文帝），成图于公元前168年以前。比例尺约为1： 180000，相当于汉代一寸折十里，地图幅面为纵96cm、横 96cm。原图上本无名，因地图内容包含山川、道路、城镇 等要素，故取名“地形图”。1973年12月发掘湖南长沙市东 郊马王堆三号汉墓时出土。绢底彩绘，现藏于湖南省博物馆 。 第五节 专题地图的发展及其趋势 1.5.1专题地图的发展 （2）近代专题地图 19世纪末，由于科学的不断发展，分化出大量的 学科，对地图的要求也是多种多样，直到20世纪中叶 ，地图的内容、分类不断规范，表示方法不断深化、 不断完善、是地图逐步定型。这个时期综合性地图集 和国家地图集得到一定的发展。 该阶段专题地图发展特点： 专题地图有表示某些普通地理要素逐步向表示 专题要素发展； 从单一用途的单幅地图向多用途多幅系列比例 尺地图或地图集的方向发展 第五节 专题地图的发展及其趋势 1.5.1专题地图的发展 （3）现在专题地图 20世纪中叶以来，各个学科突飞猛进的发展，对 地图提出了更高的要求。随着测绘技术的不断进 步，专题地图的品种不断增加，地图内容、类型 。表示方法不断变革。 制图范围由地球向其他天体拓展； 地图内容由表现象分布向综合、分析、评价发展 ； 表示方法变化不大，但是整饰手段创新。 第五节 专题地图的发展及其趋势 1.5.2专题地图制图的最新研究内容 （1）各种新理论的研究与应用 如传输论、信息论、模型论、符号学、感受论。 （2）专题地图标准化和规范化 各种形式的国际合作，促进专题地图进一步向标准 化、规范化发展。 专题地图的标准化和规范化，可以广泛利用各个地 图、各个国家的资料，促使制图自动化。表示方法的 标准化有利于地图信息的传递交流。 当前，地质图的标准化和规范化已经基本实现，地 貌图、土壤图、植被图、气候图等的标准化和规范化 方面也有了一定的进展。 第五节 专题地图的发展及其趋势 1.5.2专题地图制图的最新研究内容 （3）定量化、模式化 制图定量化越来越明显，有模式化发展的趋势。 （4）制图自动化 地图制图自动化是地图制图学的一个新的研究领域。主要研究运用 电子计算机和图象输入、输出设备以及数字制图的原理和方法编绘各种 地图。主要内容有：地图信息搜集、整理、存贮和检索，建立地图资料 信息库；研究地图内容和制作过程的数学逻辑关系（数学模式），进行 计算机处理和图形输出；对制图自动化系统硬件、软件和工艺的研制等 。电子计算机辅助制图是实现制图自动化的主要途径。参看“计算机辅 助制图。 （5）快速化遥感制图 遥感制图