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地图学 复习提纲 地图学 复习提纲 地信 0801 汤斌 第 1 章 概述 1 地图的基本特征和定义 两个矛盾 2 地图的基本内容 3 地图的分类 按内容 主题 按比例尺 国家基本比例尺地形图 4 地图的分幅与编号 我国地形图的分幅与编号 新旧图幅号的计算 5 地图的功能 6 地图学定义 7 地图学的学科体系 8 地图学与地理信息系统的联系 第 2 章 地图数学基础 1 地球的自然表面 物理表面 数学表面 2 旋转椭球体 椭球体三要素 3 什么大地控制网 大地控制网的组成 4 对地球的三级逼近指的是 5 我国的大地原点 高程基准点 6 比例尺的定义 地图投影的定义 7 地图投影的分类 8 变形椭圆的定义 9 地图投影选择需要考虑的因素 10 我国常用地图投影有哪些 11 高斯 克吕格投影的分带 计算带号 中央经线 12 双标准纬线等角圆锥投影的变形规律 13 UTM 投影与高斯 克吕格投影的比较分析 第 3 章 地图内容要素的表示方法 1 地图的信息源有哪些构成 2 什么是量表系统 请一一解释 3 视觉变量有哪些 每一种视觉变量的特点 4 地图符号的定义 分类 5 颜色三要素 6 注记的作用 种类 7 深度基准面 8 制图要素主要有哪些 9 常用的专题地图表示方法有哪些 各种方法的比较分析 第 4 章 地图内容的制图综合 1 制图综合的定义 2 制图综合的基本方法 3 影响制图综合的因素有哪些 4 开方根规律的公式 含义及应用 第 5 章 现代地图制图技术与方法 1 数字地图的定义特点 电子地图的定义特点 2 数字地图与电子地图的区别 3 4D 产品 4 地图数字化的基本步骤 第 1 章 概述 1 地图的基本特征和定义 两个矛盾 地图的概念 根据一定的数学法则 将地球 或其他星体 上的自然和人文现象 使用地图语言 通过 制图综合 缩小反映在平面上 反映各种现象的空间分布 组合 联系 数量和质量特征及 其在时间中的发展变化 地图是根据由数学方法确定的构成地图数学基础的数学法则 和构成地图内容地理基础 的制图综合法则记录空间地理信息环境信息的载体 是传递空间环境地理信息的工具 它能 反映各种自然和社会现象的多维信息 空间分布 组合 联系与制约及其在时空中的变化和 发展 地图的基本特征 1 可量测性 特殊的数学法则 地图投影 比例尺 坐标网 2 直观性 地图语言 符号 注记 颜色 优点 1 图形简化 清晰 易读 2 表达灵活 依比例表示 双线河 不依比例表示 单线河 可表示实地形体小但意义重大物体 3 表示物体的质量和数量特征 河流深度 湖水性质等 符号形状 大小 颜色 4 表示地面上受遮盖的物体 5 无形的自然和社会现象 境界 太阳辐射 3 一览性 制图综合 概括 两次抽象 符号化过程和 选取和概括 比例尺缩小 两个矛盾 1 解决曲面和平面矛盾的数学法则 构成了地图的数学基础 这是地图的第一个基本特 性 2 解决缩小 简化了的地图 表象与实地复杂的现实之间的矛盾的综合法则 构成了地 图内容的地理基础 这是地图的第二个基本特性 地图必须遵循一定的数学法则 地图具有完整的符号系统 地图必须经过科学概括 地图是地理信息的载体 地图是根据构成地图数学基础的数学法则和构成地图内容地理基础的制图综合法则记录空 间地理信息环境信息的载体 是传递空间环境地理信息的工具 它能反映各种自然化社会现 象的多维信息 空间分布 组合 联系与制约及其在时空中的变化和发展 地图的分类 一 按内容分类 普通地图 general map 以相对平衡的详细程度表示地表最基本的自然和人文现象的地图 七大地理要素 水系 居民地 交通网 地貌 土质植被 境界和各种独立目标 专题地图 thematic map 根据专业的需要 突出反映一种或几种主题要素的地图 其中作为 主题的要素表示得很详细 其他的要素则围绕表达主题的需要 作为地理基础概略表示 二 按比例尺分类 大比例尺地图 1 10 万及更大 中比例尺地图 介于 10 万和 100 万之间 小比例尺地图 1 100 万及更小 地理图 反映地理事物的基本轮廓极其分布规律 地形图 按照国家制定的统一规格 用指定的方法测制或根据可靠的资料编制的详细表达普 通地理要素的地图 地形地理图 介于地理图和地形图之间 国家基本比例尺地图 1 由指定的国家机构和其他公共事业部门按照统一规格测制或编制 2 8 种比例尺 1 5 千 1 1 万 1 2 5 万 1 5 万 1 10 万 1 25 万 1 50 万 1 100 万 3 国家基本地形图的特点 1 具有统一的大地坐标系统和高程系统 2 具有完整的比例尺系列和分幅编号系统 3 依据统一的规范和图式 三 按表示的形式分类 四 按维数分类 五 地图按用途分类 六 按地图出版方式分类 地图集的分类 地图集 按统一的设计要求编制而成的多幅地图的汇集 1 按制图区域划分的地图集 世界 国家 区域 城市 2 按内容划分的地图集 普通 专题 综合 3 按用途划分的地图集 参考 教学 旅游 军事 地图的基本内容 数学要素 控制点 坐标网 比例尺和地图定向 地理要素 地图的主题 普通地图 自然和人文要素 专题要素 地理基础要素和主题要素 整饰要素 外图廓 图名 图例 坡度尺 三北方向 图解 文字比例尺 编图单位 编图 时间和依据等 地图的分幅与编号 一 地图的分幅 1 为什么要分幅 区域表达 编图 印刷 保管和使用的方便 2 地图分幅的方法 矩形分幅 拼接 不拼接 经纬线分幅 矩形分幅 拼接分幅 适用 挂图和大于 1 2000 的地形图 不拼接分幅 适用 地图集 专题 地图等 优点 图幅间拼接方便 各图幅面积相对平衡 充分利用图纸和印刷版面 图廓线可避开分割重要地物 缺点 制图区域只能一次投影 变形较大 地理位置不易精确描绘 经纬线分幅 地图的图廓由经纬线构成 适用 世界各国地形图 小比例尺地图 优点 图幅有明确的地理范围 可分开多次投影 变形较小 缺点 图廓为曲线时拼接不便 高纬度地区图幅面积缩小 不利于纸张的使用和印刷 破坏重要地物的完整性 二 地图的编号 一 地图编号的方法 1 自然序数编号法 2 行列式编号法 将区域分为行和列 分别用字母或数字表示行号 和列号 一个行号和一个列号标定一个唯一的图幅 要求 系统性 逻辑性 不重复性 我国基本地形图的分幅和编号 一 20 世纪 70 80 年代我国基本比例尺地形图的分幅和编号 1 100 万地图是我国基本比例尺地形图的分幅和编号的基础 1 1 100 万地图的分幅和编号 1 100 万采用国际统一的行列式编号 1891 年第五届国际地理学会上提出 逐渐统一规定后制定 分幅 单幅 经差 6 纬差 4 纬度 60 以下 双幅 经差 12 纬差 4 纬度 60 至 76 四幅 经差 24 纬差 4 纬度 76 至 88 纬度 88 以上合为一幅 我国处于纬度 60 度以下 没有合幅 横列 纬度每 4 为一列 至南北纬 88 各有 22 列 用字母 A B C V 表示 纵行 从 180 经线起算 自西向东每 6 为一 行 全球分为 60 行 用阿拉伯数字 1 2 3 60 表示 如 北京 在 1 100 万图幅位于 东经 114 120 北纬 36 40 编号 J 50 任一点所在图幅的编号 横列号 4纬差 纬度 1 纵行号 6经差 经度 31 东经 纵行号 30 6经差 经度 西经 代表取整 2 1 50 万 1 25 万 1 10 万地形图的分幅和编号 1 100 万地图基础上的延伸 1 50 万 经差 3 纬差 2 1 25 万 经差 1 30 纬差 1 1 10 万 经差 30 纬差 20 3 1 5 万 1 2 5 万 1 1 万地形图的分幅和编号 1 10 万地图基础上的延伸 1 5 万 经差 15 纬差 10 1 2 5 万 经差 7 5 纬差 5 1 1 万 经差 3 45 纬差 2 5 1 5 千 经差 1 52 5 纬差 1 15 计算所求比例尺图幅代号公式 表示分数取余 W 所求图幅代号 V 划分为该比例尺图幅后 左下角一幅图的代号数 n 划分为该比例尺图的列数 二 新的分幅与编号方法 1 1 100 万比例尺地图编号 由列 行式 行列式 例 北京为 J50 2 1 5 千 1 50 万比例尺地图编号 1 以 1 100 万为基础 2 编号由 10 个代码组成 如图所示 四 计算图幅编号 1 已知某点的经纬度或图幅西南图廓点的经纬 度 计算图幅编号 表示取整 a 1 100 万图幅所在纬度带的字符所对应的数字码 b 1 100 万图幅所在经度带的数字码 31 6 1 4 0 0 b a 2 计算所求比例尺地形图 1 100 万图号后 的图幅编号 表示取整 a 1 100 万图幅所在纬度带的字符所对应的数字码 b 1 100 万图幅所在经度带的数字码 图解法 1 1 100 万中的图幅号 I49 2 1 25 万的图幅编号 I49C004004 2 已知图号计算图幅四个角点的经 纬度坐标 求西南图廓点的经纬度坐标 a 1 100 万图幅所在纬度带的字符的数字码 b 1 100 万图幅所在经度带的数字码 c 该比例尺地形图在 1 100 万地形图编号后的行号 d 该比例尺地形图在 1 100 万地形图编号后的列号 东图廓经度 西图廓经度 经差 北图廓纬度 南图廓纬度 纬差 地图基本功能和用途 一 地图的基本功能 地图认知功能 1 可以组成整体 全局的概念 也就是确立地理信息明确的空间位置 2 提供空间分布物体和现象的尺寸 维数 范围等概念 获得物体所具有的定性及定量 特征 3 在形成各种事物或现象形态上分布规律的基础上 进一步探求它们之间可能存在的 空间相关 也就是建立地物与地物 或现象与现象之间的空间关系 4 易于建立正确的空间图像 地图模拟功能 信息载负与传输功能 二 地图的用途 1 6 4 4 0 0 0 d c ca db 0 0 0 4 41 1631 一 在国民经济建设方面 1 用于资源的勘测 规划 设计和开发 2 各级政府机构和工农业管理部门将地图作为规划和管理的工具 3 各种工程建设的勘察 设计和施工 4 资源利用和环境改良 5 航空 航海等其他领域 二 在国防建设方面 1 各种国防工程的规划 设计和施工 2 军事训练和演习 3 战争中用地图来研究敌我态势 地形条件 自然资源 交通条件 居民情况等 4 卫星侦察 导弹飞行都需要用到地图 三 在科学 文化方面 1 在地学研究中探索地理规律 开拓新的区域 记录科学成果 2 在文化领域作为宣传 鼓动的工具 四 在其他方面 1 在人民生活中作为查询有关资料的工具 2 各种文件 报告的附图 3 划定边界时具有法律意义的附件 二 地图学的定义及学科体系 一 地图学的定义 廖克 地图学是研究以图形的 数字的或触觉形式反应空间关联信息的结构 传输 表现 和利用的科学 它包括在制作地图及有关空间信息产品中从数据获取到最终产品利用的所有 阶段 现代地图学 祝国瑞 地图学是研究地理信息的表达 处理和传输的理论和方法 以地理信息可视化为 核心 探讨地图的制作技术和使用方法 地图学 地图学是一门研究利用地图图形或数字化方式科学地 抽象概括地反映自然界和 人类社会各种现象的空间分布 相互联系 空间关系及其动态变化 并对地理环境空间信息 进行数据获取 智能抽象 存储 管理 分析 处理和可视化 以图形或者数字方式传输地 理空间环境信息的科学和技术 地图学由地图理论 制图技术和地图应用三个分支学科组成 地图学与地理信息系统的联系 见课本 1 地图学理论不断开拓地图学理论不断开拓 从 年代提出地图传输论到 年代的空间认知论 从过去地图语 言和地图符号学到现在地图可视化 以及一些文献讨论的地图模型 数字制图综合和最近陈 述彭教授提出的地图图谱等 应该说这些理论概念的探讨 还有待于进一步的发展和完善 地图制作方式发地图制作方式发生根本变化生根本变化 大家知道 传统地图生产是模拟方式 一种是野外测绘 包括 航空摄影测量 或野外现场调绘 另一种是室内地图编绘 现在这两种方式已经在资料获取 处理 加工和成图过程中实现了数字化作业 不论是原始测绘调查的数据 或通过地图数字 化而生产的数字信息 都为地图生产自动化和分析应用打下了基础 3 地图可视化研究进展地图可视化研究进展 地图可视化出现于 年代初 年美国科学基金会率先 提出了 科学可视化 的概念 可视化是指科学或艺术领域内将原始数据或思维 想象转换成为可被人类视觉所能接受的形式 地图可视化指对地球空间信息转换为地图形式 的原理方法和技术 地图可视化的发展应用同 技术 虚拟现实 分不开 使地图学突破了仅为信息表达的观念 逐步形成了集多维 动态 网络化 多媒 体以交互探索等为特征的空间认知手段 地图产品多样化地图产品多样化 数字地图作为信息社会的重要产品 它不再是单纯的一种信息源载体 而且是看作一种有较大应用潜力的信息系统 不论是电子地图 地图 移 动地图 数据库的图形显示最终都要使用屏幕达到可视化的效果 我们可以统称为屏 幕地图或屏幕地图系统 屏幕地图系统是空间信息可视化的系统 可作为现代地图学的主要产品形式 它同地理 信息系统相比 具有大众化 简单易用的特点 其用户界面不像 复杂 用户对象一般是非 专家型 操作时间较短 系统控制权目前一般在设计者手中 其系统设计不是以处理分析数据 为重点 而是对空间数据进行可视化表达 实现空间定位 启发视觉思维 地图应用功能得到扩展地图应用功能得到扩展 过去传统地图以描述为主 主要回答的是地面有什么 分布在何处 而数字地图不仅具有传统地图的作用 而且能回答发展变化及一定的因果关系 数字地图以用户需要 爱好 兴趣来变化地图表达 可以构造逼真的虚拟地理环境 使人通过不同技术手段 进入这个环境 达到身临其境 具有沉浸感 第 2 章 地图数学基础 地球体 一 地球的自然表面 地球并不是一个正球体 而是一个极半径略短 赤道半径略长 北极略突出 南极略扁 平 近于梨形的椭球体 由于地球的自然表面凸凹不平 形态极为复杂 显然不能作为测量与制图的基准面 应该寻 求一种与地球自然表面非常接近的规则曲面 来代替这种不规则的曲面 二 地球的物理表面 一 大地水准面 一级逼近 假想将静止的平均海水面延伸到大陆内部 形成一个连续不断的 与地球比较接近的形体 其表面称为大地水准面 它实际是一个起伏不平的重力等位面 地球物理表面 二 大地水准面的意义 1 地球形体的一级逼近 对地球形状的很好近似 其面上高出与面下缺少的相当 2 起伏波动在制图学中可忽略 对大地测量和地球物理学有研究价值 但在制图中 均把地球当作正球体 3 重力等位面 可使用仪器测得海拔高程 某点到大地水准面的高度 三 地球体的数学表面 椭球体表面 大地水准面仍然不是一个规则的曲面 因为重力线方向并非恒指向地心 导致处处与重力线 方向正交的大地水准面也不是一个规则的曲面 大地水准面实际上是一个起伏不平的重力等 位面 为了测量成果的计算和制图工作的需要 选用一个同大地体相近的 可以用数学方法来表达 的旋转椭球体来代替地球 这个旋转椭球是一个椭球绕其短轴旋转而成 其表面成为旋转椭 球面 旋转椭球体 地球椭球体 地球的数学表面 对地球形体的二级逼近 用于测量 计算的基准面 地球椭球体三要素 长轴 a 赤道半径 短轴 b 极半径 椭球扁率 f a b a 地球椭球体定位 对地球形体的三级逼近 地球椭球体定位 在天文大地测量中首先选取一个对一个国家比较适中的大地测量原点 并 从此点出发通过事先布设的三角网点进行几何测量和大地经纬度测量 逐一求出各网点的垂 线偏差 再以上述的测量结果将事先设置的地球椭球面位置调整到最理想的位置上 这种定 位 相对于全球而言 只能是局部定位 局部定位的地球椭球体 称为参考椭球体 国际上 有多种大地测量原点和参考椭球 测量与制图工作将以参考椭球体表面作为几何参考面 将 大地体上进行的大地测量结果归算到这一参考面上 二 中国的大地坐标系统 1980 年选用 1975 年国际大地测量协会推荐的参考椭球 IUGG75 椭球参数 a 6 378 140m b 6 356 755m f 1 298 257 我国自 2008 年 7 月 1 日起 启用 2000 国家大地坐标系 2000 国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下 长半轴 a 6378137m 扁率 f 1 298 257222101 2 中国的大地控制网由平面控制网和高程控制网组成 控制点遍布全国各地 平面控制网 按统一规范 由精确测定地理坐标的地面点组成 由三角测量或导线测量完 成 依精度不同 分为四等 高程控制网 按统一规范 由精确测定高程的地面点组成 以水准测量或三角高程测量完 成 依精度不同 分为四等 中国高程起算面是 黄海平均海水面 二 地图投影的实质 建立平面上的点 用平面直角坐标或极坐标表示 和地球表面上的点 用纬度和经度表示 之间的函数关系 用数学式表达这种关系 就是 地图投影 就是按照一定数学法则 将地球椭球面上的经纬网转换到平面上 使地面点 位的地理坐标与地图上相对应的点位的平面直角坐标或平面极坐标间 建立起一一对应的函 数关系 三 投影方式 1 垂直投影 2 透视投影 3 广义投影 1 地图比例尺的含义 当制图区域比较小 景物缩小的比率也比较小时 图上长度与相应地面之间的长度比例 当制图区域相当大 景物缩小的比率也相当大时 对地球半径缩小的比率 为主比例尺 在地图上体现为个别的点或线 因此 用图者不可随意量算 2 地图比例尺的表示 1 数字式比例尺 写成比的形式 2 1 fy fx 1 10000 1 10000 2 文字式比例尺 一万分之一 图上 1 厘米等于实地 1 公里 3 图解比例尺 直线比例尺 斜分比例尺 复式比例尺 直线比例尺 以直线线段形式标明图上线段长度对所对应的地面距离 斜分比例尺 微分比例尺 根据相似三角形原理制成 可以量取比例尺基本长度单位的百分 之一 复式比例尺 投影比例尺 小比例尺地图上使用 根据地图主比例尺和地图投影长度变形分 布规律设计的一种图解比例尺 通常是对每一条纬线单独设计一个直线比例尺 再组合起来 4 特殊比例尺 变比例尺 将主区以外部分的距离按适当比例相应压缩 而主区仍按原规定的比例表 示 无级别比例尺 因数字制图而出现 可以把存贮数据精度和内容详细程度都比较高的 地图数据库 称为无级别比例尺地图数据库 二 变形椭圆 取地面上一个微分圆 小到可忽略地球曲面的影响 把它当作平面看待 它投影到平 面上通常会变为椭圆 通过对这个椭圆的研究 分析地图投影的变形状况 这种图解方法就 叫变形椭圆 地图投影的分类 1 按地图投影的变形性质分类 等角投影 投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等 即角度 变形为零 0 或 a b m n 等角投影面积变形大 角度不变 适用于交通图 洋流图 风向图等 等积投影 投影面与椭球面上相应区域的面积相等 即面积变形为零 Vp 0 或 P 1 a 1 b 面状地物轮廓投影后面积不变 ab 1 长轴越长 短轴越短 在等积投影上以破坏图形的相似性来保持面积上的相等 因此 角度变形最大 适用于面积精度较高的自然地图和社会经济地图 任意投影 投影图上 长度 面积和角度都有变形 它既不等角又不等积 其中 等距投影是在特定方 向上没有长度变形的任意投影 m 1 适用于对面积精度和角度精度没有什么特殊要求的 或对面积变形和角度变形都不希望太大 的用户 一般用于参考图和中小学教学用图 它们之间的关系是 1 在等积投影上不能保持等角特性 在等角投影上不能保持等积特性 2 在任意投影上不能保持等角和等积的特性 3 等积投影的形状变形比其它投影大 等角投影的面积变形比其它投影大 2 按地图投影的构成方法分类 分为几何投影和非几何投影 条件投影 1 几何投影 源于透视几何学原理 以几何特征为依据 将椭球面上的经纬线网投影到几何面上 然后将 几何面展为平面 方位投影 以平面作投影面 使平面与球面相切或相割 将球面上的经纬线投影到平面上而 成 根据球面与投影面的相对部位不同 分为正轴投影 横轴投影 斜轴投影 正轴方位投影 投影面与地轴相垂直 横轴方位投影 投影面与地轴相平行 斜轴方位投影 投影面与地轴斜交 圆柱投影 以圆柱面作投影面 使圆柱面与球面相切或相割 将球面上的经纬线投影到圆柱 面上 然后将圆柱面展为平面而成 正轴 圆柱轴与地轴重合 横轴 圆柱轴与地轴垂直 斜轴 圆柱轴与地轴斜交 圆锥投影 以圆锥面作投影面 使圆锥面与球面相切或相割 将球面上的经纬线投影到圆 锥面上 然后将圆锥面展为平面而成 正轴 圆锥轴与地轴重合 横轴 圆锥轴与地轴垂直 斜轴 圆锥轴与地轴斜交 正轴投影的经纬线形状 a 正轴方位 经线为放射状直线 纬线为同心圆 b 正轴圆柱 经纬线均为一组平行且间隔相等的直线 纬线与经线垂直 c 正轴圆锥 经线为放射状直线束 纬线为同心圆 2 非几何投影 根据某些条件 用数学解析法确定球面与平面之间点与点的函数关系 伪方位投影 在正轴方位投影的基础上 纬线仍投影为同心圆 根据某些条件改变经线 形状而成 除中央经线为直线外 其余均投影为对称中央经线的曲线 且交于纬线的共同圆 心 伪圆柱投影 在正轴圆柱投影基础上 规定纬线仍为平行线 根据某些条件改变经线形 状而成 除中央经线为直线外 其余均投影为对称中央经线的曲线 伪圆锥投影 在圆锥投影基础上 规定纬线仍为同心圆弧 根据某些条件改变经线形状 而成 除中央经线为直线外 其余均投影为对称中央经线的曲线 多圆锥投影 设想有更多的圆锥面与球面相切 投影后沿一母线剪开展平 纬线投影为 同轴圆弧 其圆心都在中央经线的延长线上 中央经线为直线 其余经线投影为对称于中央 经线的曲线 地图投影命名 见课本 几种常见的地图投影 一 方位投影 方位投影变形特点 等变形线与纬圈一致 在切方位投影中 切点上无变形 随着远离切点 变形增大 在割方位投影中 在所割小圆上 角度变形与 切 的情况一样 其他变形 长度变形 与 面积变形 则自所割小圆向内与向外增大 就制图区域而言 方位投影适宜于具有圆形轮廓的地区 就地理位置而言 在两极地区 适适 宜用正轴投影 赤道附近地区 适宜用横轴投影 其它区域用斜轴投影 二 圆柱投影 圆柱投影变形特点 变形随纬度变化 与经差无关 在切圆柱投影中 赤道无变形 变形自赤道向两侧随纬度的增加而增大 在割圆柱投影中 在两条标准纬线上无变形 变形自标准纬线向内和向外增大 适宜于低纬度沿纬线伸展的地区 三 圆锥投影 圆锥投影变形特点 变形只与纬度有关 与经差无关 同一纬线上的变形是相同的 切圆锥投影中 标准纬线上长度比等于 n 1 其余纬线上长度比均大于 1 并向南 北方 向增大 在割圆锥投影中 标准纬线 n1 n2 1 变形自标准纬线向内 向外增大 在 之 间 n1 适合中纬度处沿纬线伸展的制图区域之投影 我国常用地图投影有哪些 见课本 高斯 克吕格投影的概念 特点 1 中央经线 椭圆柱面与椭球面交线 的投影线为直线 与赤道垂直 是投影的对称轴 其它经线为对称于中央经线并交于两极的凹向曲线 除赤道外的纬线为对称于赤道并弯向两 极的凸向曲线 2 投影后无角度变形 即同一地点各方向长度比不变 3 中央经线上无长度变形 分带投影的一般原则 高斯 克吕格投影采用分带投影 以减小投影误差 通常采用 3 度投影和 6 度投影 也就是 每隔 3 度或 6 度将投影椭圆旋转到与相应的中央经线重合的位置上 我国的地形图分带 我国 1 2 5 万 1 50 万地形图均采用 6 度分带 1 1 万和更大比例尺的地形图采用 3 度分带 6 度分带 自 0 度开始 每 6 度分为 1 个带 绕赤道 1 周 共分出 60 个带 各投影带的带号 n 与其中央经线 L0 的关系如下 L0 6n 3 n 为带号 根据点的经纬度计算点的带号 n INT m 6 1 m 为某点的经度 3 度分带度分带 自东经 1 度 30 分开始 每 3 度分为 1 个带 共分为 120 个带 这样分带的目的是为了使 6 度带的中央经线均为 3 度带的中央经线 根据带号计算中央经线的位置 L0 3n n 是带号 根据点的经纬度计算点的带号 n INT m 1 5 3 1 m 为某点的经度 坐标网 为了制作地图和使用地图的方便 通常在地图上同时绘有经纬线网和方里网 经纬线网 我国 1 1 万 1 25 万地形图上 经纬线只以图廓线的形式表现出来 并在图角 处注明相应度数 我国 1 50 万 1 100 万地形图直接在图上绘出经纬网 方里网 又称直角坐标网 规定以中央经线为 X 轴 赤道为 Y 轴 二者的交点为原点 X 轴 在北半球为正 南半球为负 Y 轴在中央经线以东为正 以西为负 为了避免 Y 轴出现负值 规定将 Y 轴西移 500km 中央经线上原横坐标轴为 0 变为 500km 高斯 克吕格投影与 UTM 投影的区别 高斯一克吕格投影 欧美一些国家称之为横轴等角墨卡托投影 美国及其他一些国 家地形图使用的 UTM 投影投影 Universe Tansverse Mercatol Pojection 即通用横轴墨卡托 投影 亦属横轴等角椭圆柱投影的系列 UTM 投影与高斯一克吕格投影的区别在于 该投 影是横轴等角割椭圆柱投影 该投影在投影带内有两条长度比等于 1 的标准经线 而中央经 线的长度比为 0 9996 因而使投影带内变形差异更小 其最大长度变形不超过 0 04 第 3 章 地图内容要素的表示方法 GIS 数据源 地图数据 遥感数据 文本数据 统计数据 实测数据 多媒体数据 已有系统的数据 1 地图的信息源有哪些构成 一 数据源 地图资料 1 地形图 2 各种专题地图 3 全国性指标图 4 国界 系列 图 B 影象资料 大比例尺地图和更新地图的依据 1 卫星像片 2 航空像片 影象地图 3 地面摄影像片 C 统计资料 D 文字资料 1 地理考察资料 2 各种区划资料 3 政府文告 报刊消息 4 各种地理学文献 二 地图数据的构成 1 按性质分为 空间数据 构成地理事物的空间形状 确定地理事物的空间位置 属性数据 定性或定量的描述地理事物的性质和特征 2 作为制图数据分 点位数据 以单独的位置存在的事物 在地图上以点 坐标 来描述 称为点位数据 线性数据 以线状存在的事物 用坐标串来 描述 具有一维特征 称为线性数据 面积数据 描述区域范围的数据 用封闭的线性数据描述 具有二维特征 体积数据 在面积数据的基础上加上第三维的值 有三维特征 地理变量的量表系统 量表法是心理物理学常用的一种量度方法 量表法应用于地图符号设计中就是直接或间接利 用空间对象的数量特征来区分不同的类别 对不同类别以不同符号表示 按数据的不同精度程度将它们分成有序排列的四种量表 称为量表系统 1 定名量表 nominal scaling 在研究事物时只使用定性关系 这种类型的关系称为定名量表数据 地图上表示物体的种类 性质 分布状态等都使用定名量表数据 2 顺序量表 ordinal scaling 按某种标志将制图物体或现象排序 表现为一种相对的等级 称为顺序量表 顺序量表 有等级 无数量 排序标志 1 单因素或多因素 河流长 宽 2 定性 长年河 时令河 3 某种数量关系 港口吞吐量大小 3 间隔量表 interval scaling 给顺序量表赋予一定的量的概念 即利用某种统计单位对顺序增加距离信息 就成了间隔量 表 间隔量表 顺序量表 距离 量的差别 常用的统计量为平均值和标准差 4 比率量表 ratio scaling 一种完整的定量化方法 可描述客体的绝对量 是间距量表的精确化 四种量表的精度顺序 定名量表 顺序量表 间隔量表 面 八 分区统计图法 在各分区单元内按统计数据描绘成不同形式的统计图表 置于相应的区划单元 内 以反映各区划单元内现象的总量 构成和变化 表示区划单元的总值 概略表示方法 表示形式 易计量的几何形状 如 柱状 圆环扇形等 图表的大小采用比率符号 是一种统计制图方法 对任意一种空间分布现象均适用 九 运动线法 概念 运动线法又称动线法 它是用矢状符号和不同宽度 颜色的条带表示现象移动的方向 路径和数量 质量特征 表示 颜色 形状 质量特征 宽度 数量特征 箭形矢部 运动的方向 线的位置 移动的路径 精确和概略 运动线法可反映各种分布特征现象的运动 a 反映点状物体的运动路线 b 反映线状物体的运动路线 c 反映分散成群分布现象的移动 d 反映整体分布现象的运动 十 等值区域法 分级统计图法 在制图区域内按行政区划或自然区划区分出若干制图单元 根据各单元的统计数据并对他们 分级 用不同的色阶或晕线网纹反映各分区现象的集中程度或发展水平的方法 分级的指标 绝对指标 相对指标 表示方法 范围 区划单元 行政 自然 内部 颜色 饱和度 色相 晕线 用颜色表示各不同级别时 通常是用颜色的饱和度 当超过 5 级时必须辅以色相的变化 是一种统计制图方法 对具有任何空间分布特征的现象都适用 专题要素的其他表示方法 金字塔法 三角形图表法 图表 金字塔法 由许多水平条形图叠置而成 主要用于表示人口年龄的构成 是对人口进行统计分析的一种 基本图形 纵坐标表示各年龄组 横坐标表示各年龄组人数占总人口数的百分比 男左女右 三角形图表法 结构原理 在一等边三角形内 任意点至三边的垂距总长相等 把总长作为 1 100 则 每条垂线的长即可表示三个亚类各自所占的比例 形式 三角形图表 图例形式出现 成图 类似质底法 各种表示方法的比较和配合使用 为了使现象多方面特征表现得更完善 常常需要采用几种表示方法相配合 以相互弥补 根据不同的条件和需要 同类现象的表示方法可以互相转换并可进行相互对比 一 表示方法的分类 1 按制图现象数量和质量指标显示的可能性 可分为 以显示质量指标为主的 质底法 范围法 线状符号法 以显示数量指标为主的 等值线法 点数法 分级统计图法 定位图表法 显示全能指标的 运动线法 定点符号法 分区统计图表法 2 按对现象显示的精确程度 可分为 精确的 定点符号法 精确线状符号法 精确质底法 等值线法 精确范围法 定位布点 法 点数法 精确运动线法 定位图表法 典型定位点 概略的 概略线状符号法 概略质底法 网格法 概略范围法 定位图表法 均匀定位点 均匀布点法 点数法 分区统计图表法 分级统计图法 概略运动线法 3 按对现象时间变化的显示 可分为 某一特定时刻 除运动线法外都可使用 现象的移动 运动线法及其与定点符号法 线状符号法等的配合 周期变化 定位图表法 某一段时间内的变化 定点符号法 线状符号法的组合 等值线法 点数法 范围法的组 合 分区统计图表法 分级统计图法 表示方法的相互比较 1 符号法和定位图表法 联系 表示手段相近 都是用有定位意义的 符号或图表表达现象的特征 区别 1 符号法反映呈点状分布的现象 尽可能反映全部点的分布状况 定位图表法法 利用典型点上的现象来说明整个面上或线上现象的特征 2 符号法说明特定时刻的或某一段时期内的现象 定位图表法主要用于说明周期性发生的现象 2 符号法每个点有较强的独立性 定位图表法表示一个点不能全面反映制图区域的现 象 2 符号法和分区统计图表法 联系 两种表示方法表示的手段可以完全一样 都可以表示现象的数 质量指标 区别 符号法中的每个符号在地图上的位置代表具体物体的实地位置 它的大小表示该现象 在该点的数量指标 符号之间可以压盖 其表示的是在空间呈点状分布现象的特征 分区统 计图表中的每个图形并不代表某一具体物体 而是代表某个区划单位内某全部现象的总和 它可配置在区域内的任一适当位置 通常情况下图表之间不可以相互压盖 其表示的是在 空间呈点 线 面状分布现象的特征 2 线状符号法与运动线法 联系 线状符号法与运动线法均可用线状的符号表示定位于线 或两点间 的专题现象 有些图上两种方法形式上也颇相似 区别 1 线状符号法是表示实地呈线状分布现象的分布 是反映静态的现象 运动线法则 反映各种分布特征现象的运动 或发展 状况 是反映动态的现象 2 线状符号法一般是反映现象的质量特征 如海岸类型 道路种类等等 运动线法则常 用复杂的 带 表示现象的数量和质量特征 3 线状符号的结构一般比较简单 定位比较精确 运动线法的结构有时很复杂 定位亦 不够精确 有时仅表示两点间的联系或概略的移动路线 在表示面状现象时 符号只表示运 动的趋向 并无定位意义 4 范围法与质底法 联系 范围法与质底法都是反映面状分布现象的方法 并且都是以底色 晕线或花纹等形 式反映质量特征为主的 区别 1 范围法表示的是某一种或几种专题现象分布的具体范围 几种现象的分布范围可能会 重叠 在范围外无此类现象的地区成为空白 质底法表示的是全制图区域内按现象的质量指 标进行的分区 分区不可能重叠 全区也无空白 范围法能表示现象的渐进性和渗透性 而 质底法一般不能表示现象的渐进性 2 范围法往往是根据各具体现象的各自分布状况描绘它们的范围轮廓 而质底法中的各 区域则是在统一的原则和要求下 经过科学的概括而划分的 所以 范围法中各区域范围是 各自独立 互不依存的 不同现象的范围轮廓的概括程度也不一定是同等的 质底法中的分 区单位间却有密切的联系 它们彼此毗连 有着同等的概括程度 如果这一分区范围扩大 必然是另一区域缩小 不同的概括程度则会改变原来对分区指标的正确反映 3 用范围法表示的图上 同一种颜色或晕线 花纹 只代表一种具体的现象范围 如红 色表示棉花 蓝色表示水稻 质底法中同一颜色有时固定代表每一类现象 如地质图 土壤 图 植被图等等类型图 有的则不一定固定代表某种现象 而仅仅用以表示区域单元的差 别 如政区图中的各行政区 5 点数法与分级统计图法 联系 这两种方法都可以用来表示分散分布的现象的集中程度和发展水平 区别 1 表示的手段不同 2 分级统计图法能简单而鲜明地反映地区间的差别 尤其是反映各区域经济现象的不 同发展水平 能得到各地区简单的相对数量指标的概念 点数法能较好地现象分布的地理特 征 它能反映现象的绝对指标 3 点数法比分级统计图法统计得详细 但分级统计图法更实用 易于设计与制作 6 分区统计图表法与分级统计图表法 联系 分区统计图表法与分级统计图表法均是以统计资料为基础的表示方法 他们都能反映 各区划单元之间的数量差别 但不能反映每个区划单元内部的具体差异 区别 1 分区统计图表法的分区比较固定 如以某一级行政区域为划分依据 分级统计图法则 不然 它是以相对数量指标的分级为划分依据的 各级所包括的分区的数目不一定同等且不 固定 当分级改变后 各色级的范围也随之改变 2 当各个区划单元的数量指标值很接近时 从分区统计图表上很难看出它们的差别 而 在分级统计地图上 只要适当地选择分级 就可清楚地表现出其微小的差别 其次 在同一 幅分区统计图表上 可以明显地反映出现象的几种指标的结构 分级统计图上则很困难 但 表示单个指标时 色级要比统计图表明显得多 3 分级统计图法可以与其他精确制图方法配合使用 但分区统计图表法较难配合 特别 与符号法不宜一起出现 第 4 章 地图内容的制图综合 制图综合的概念 概括 就是采取简单扼要的手法 把空间信息中主要的 本质的数据提取后联系在一起 形 成新的概念 地图概括要实现两个对立统一 地图内容详细性与清晰性的对立统一 几何精确性与地理适应性的对立统一 根据地图的用途 比例尺和制图区域的特点 以概括 抽象的形式反映制图对象的带有规律 性的类型特征和典型特点 而将那些对于该图来说是次要的 非本质的物体舍掉 这个过程 叫作制图综合 Generalization 地图概括 制图综合的方法 选取 概括 定位优先级 选取 类别选取 整个一类信息全部舍弃选取 地图内容设计的任务 级别选取 舍弃某一级别信息 弃次要的 等级低的对象 选取的方法 资格法 1 概念 按照一定的数量标志和质量标志作为选取的标准 资格 而进行选取的方法 例 河流 道路等 2 选取标志 数量标志 长度 面积 产值等 资格 标准 质量标志 等级 品种