地图学复习资料整理

一 地图的基本特征一 地图的基本特征 一 地理信息的载体 一 地理信息的载体 二 数学法则的结构 二 数学法则的结构 三 有目的的图形概括 三 有目的的图形概括 四 符号系统的运用 四 符号系统的运用 一 地理信息的载体 一 地理信息的载体 地图容纳和储存了数量巨大的信息 而作为信息的载体 可以是传统概念上的纸质地图容纳和储存了数量巨大的信息 而作为信息的载体 可以是传统概念上的纸质 地图 实体模型 可以是各种可视化屏幕影像 声像地图 也可以是触觉地图 地图 实体模型 可以是各种可视化屏幕影像 声像地图 也可以是触觉地图 地图能够存储数量巨大的地理信息地图能够存储数量巨大的地理信息 以表达它的空间结构和时间序列变化以表达它的空间结构和时间序列变化 以及各现象以及各现象 间的相互联系间的相互联系 二二 数学法则的结构数学法则的结构 比例尺 地图投影 各种坐标系统就构成了地图的数学法则 比例尺 地图投影 各种坐标系统就构成了地图的数学法则 三三 有目的的图形概括有目的的图形概括 地图上所表示的是在大量的地理信息中 根据应用需要选取最主要的信息加以处理 并经地图上所表示的是在大量的地理信息中 根据应用需要选取最主要的信息加以处理 并经 过人类的思维与加工即制图综合形成地图 这种经过分类 简化 夸张和符号化 从地理过人类的思维与加工即制图综合形成地图 这种经过分类 简化 夸张和符号化 从地理 信息形成地图信息的过程就是地图概括 它反映了人们对所选取地理信息内在的 本质的信息形成地图信息的过程就是地图概括 它反映了人们对所选取地理信息内在的 本质的 特征及联系的认识 特征及联系的认识 缩小了的地图不可能容纳地面所有的现象 缩小了的地图不可能容纳地面所有的现象 一览性一览性 制图综合 概括 制图综合 概括 两次抽象 符号化过程和两次抽象 符号化过程和 选取和概括 比例尺缩小 选取和概括 比例尺缩小 四四 符号系统的运用符号系统的运用 把制图对象的地理位置及范围 质量和数量特征 时把制图对象的地理位置及范围 质量和数量特征 时 空分布规律与相互关系 用十分空分布规律与相互关系 用十分 概括与抽象的符号加以表示 作为对客观事物的抽象表示概括与抽象的符号加以表示 作为对客观事物的抽象表示 符号 不仅可以是图形 还符号 不仅可以是图形 还 可以广义的理解为文字注记和数字形式 可以广义的理解为文字注记和数字形式 直观性直观性 地图语言地图语言 符号符号 注记注记 颜色颜色 优点 优点 1 1 图形简化 清晰 易 图形简化 清晰 易 2 2 表达灵活 表达灵活 依比例表示 双线河 依比例表示 双线河 不依比例表示 单线河 不依比例表示 单线河 可表示实地形体小但意义重大物体可表示实地形体小但意义重大物体 3 3 表示物体的质量和数量特征 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 河流深度 湖水性质等 符号形状 大小 颜色颜色 4 4 表示地面上受遮盖的物体 表示地面上受遮盖的物体 5 5 无形的自然和社会现象 境界 太阳辐射 无形的自然和社会现象 境界 太阳辐射 二 地图的定义二 地图的定义 地图是依据特定的数学法则 通过科学的概括 并运用符号系统将地理信息表示在一地图是依据特定的数学法则 通过科学的概括 并运用符号系统将地理信息表示在一 定载体上的图形 以传递客观现象的数量 质量特征在空间和时间上的分布规律和发展变定载体上的图形 以传递客观现象的数量 质量特征在空间和时间上的分布规律和发展变 化 化 第第 2 2 节节 地图的功能和分类地图的功能和分类 一 地图信息的载负功能 一 地图信息的载负功能 二 地图的传递功能 二 地图的传递功能 三 地图的模拟功能 三 地图的模拟功能 四 地图的认知功能 四 地图的认知功能 一 地图的功能一 地图的功能 一 地图信息的载负功能 一 地图信息的载负功能 地图信息 指地图上的符号及其组合所代表的内容 意义和观念地图信息 指地图上的符号及其组合所代表的内容 意义和观念 直接信息 图形符号直接表示的显性地理信息 直接信息 图形符号直接表示的显性地理信息 地图上表示的地理信息 如道路 河流网 地图上表示的地理信息 如道路 河流网 居民点等用图形符号直接表示 居民点等用图形符号直接表示 间接信息 经解译 分析才能获得的内在联系或隐含规律信息 间接信息 经解译 分析才能获得的内在联系或隐含规律信息 经过分析解译而获得有关经过分析解译而获得有关 现象或物体规律的信息现象或物体规律的信息 二 地图的传递功能 二 地图的传递功能 三 地图的模拟功能 三 地图的模拟功能 模型与它表示的对象具有相似性 模型可以有物质模型与概念模型之分 模型与它表示的对象具有相似性 模型可以有物质模型与概念模型之分 物质模型物质模型 因为地图特别是表示各种基本地理要素的普通地图 可以直观地感受到是制图区因为地图特别是表示各种基本地理要素的普通地图 可以直观地感受到是制图区 域的一种实体模型 域的一种实体模型 概念模型是对实体的一种概括与抽象 它又可分为形象模型与符号模型 地图兼具这两方概念模型是对实体的一种概括与抽象 它又可分为形象模型与符号模型 地图兼具这两方 面的特点 被视为是一种形象面的特点 被视为是一种形象 符号模型 符号模型 形象模型是运用思维能力对客观存在进行的简化与概括 形象模型是运用思维能力对客观存在进行的简化与概括 符号模型是运用符号和图形对客观存在进行简化和抽象的过程 符号模型是运用符号和图形对客观存在进行简化和抽象的过程 作为一种时空模型 地图在科学预测中发挥重要作用 如气象预报 灾害性要素的变迁及作为一种时空模型 地图在科学预测中发挥重要作用 如气象预报 灾害性要素的变迁及 过程预测 过程预测 四 地图的认知功能 四 地图的认知功能 空间认知空间认知 空间的位置 范围 格局 相互关系及其变化 空间的位置 范围 格局 相互关系及其变化 图形认知图形认知 地图信息的质量特征和数量特征 在分布规律与区域差异上的认知 地图信息的质量特征和数量特征 在分布规律与区域差异上的认知 作为表达空间现象一种主要的图形形式 它的认知功能表现在许多方面 作为表达空间现象一种主要的图形形式 它的认知功能表现在许多方面 1 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 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 例如我国的各民族的区域分布十分分散 依靠语言或文字描述 无法构成整体分布状况的例如我国的各民族的区域分布十分分散 依靠语言或文字描述 无法构成整体分布状况的 概念 而通过绘制概念 而通过绘制 中国民族区域分布图中国民族区域分布图 则能圆满地解决问题 则能圆满地解决问题 2 2 获得物体所具有的定性及定量特征 获得物体所具有的定性及定量特征 提供空间分布物体和现象的尺寸 维数 范围等概念 形成正确的对比概念 图形感受及提供空间分布物体和现象的尺寸 维数 范围等概念 形成正确的对比概念 图形感受及 制图对象空间立体分布和时间过程变化 制图对象空间立体分布和时间过程变化 3 3 建立地物与地物或现象与现象间的空间关系 建立地物与地物或现象与现象间的空间关系 4 4 易于建立正确的空间图像 易于建立正确的空间图像 二 地图的类型二 地图的类型 一 按尺度分 大比例尺 中比例尺和小比例尺地图 一 按尺度分 大比例尺 中比例尺和小比例尺地图 三 按地图的图型分 三 按地图的图型分 分为普通地图与专题地图 分为普通地图与专题地图 五 按其他指标的分类 五 按其他指标的分类 一 按尺度分 一 按尺度分 大大 比例尺大于等于 比例尺大于等于 1 101 10 万 万 中中 比例尺在 比例尺在 1 1 1010 万 万 1 1 100100 万 万 小小 比例尺小于等于 比例尺小于等于 1 1 100100 万 万 三 按地图的图型分 三 按地图的图型分 普通地图普通地图 地形图地形图 地理图地理图 专题地图专题地图 自然自然 社会经济社会经济 五 按其他指标的分类 五 按其他指标的分类 心象地图 心象地图 mentalmental mapmap 虚地图虚地图 实地图实地图 第第 3 3 节节 地图的历史与现代发展地图的历史与现代发展 地图发展的四个阶段地图发展的四个阶段 古代地图古代地图 中世纪西方黑暗时代和我国的地图传统中世纪西方黑暗时代和我国的地图传统 地理大发现带来的测绘进步地理大发现带来的测绘进步 信息时代的信息时代的 地图进展地图进展 一 古代地图制作的成就一 古代地图制作的成就 东西方地图产生原因差异 东西方地图产生原因差异 古希腊古希腊 地中海贸易和战争地中海贸易和战争 古代汉民族古代汉民族 农田水利 国家治理 攻城袭邑农田水利 国家治理 攻城袭邑 东西方地图成就 东西方地图成就 古希腊古希腊 托勒密托勒密 地理学指南地理学指南 中中 2727 幅地图幅地图 古代汉民族古代汉民族 裴秀裴秀 禹贡地域图禹贡地域图 18 18 篇篇 古希腊古希腊 托勒密托勒密 地理学指南地理学指南 事实上就是一部关于数学制图方法和测绘资料的汇编 其中的 事实上就是一部关于数学制图方法和测绘资料的汇编 其中的 世界地图原绘于公元世界地图原绘于公元 2 2 世纪 左图是一个复制本 他创造了世界地图的两种地图投影 球世纪 左图是一个复制本 他创造了世界地图的两种地图投影 球 面投影和普通圆锥投影 并用普通圆锥投影绘制了世界地图 托勒密的地图是西方古代地面投影和普通圆锥投影 并用普通圆锥投影绘制了世界地图 托勒密的地图是西方古代地 图史上划时代的作品 甚至在图史上划时代的作品 甚至在 15381538 年墨卡托的第一幅世界地图上 也还有着相当的影响 年墨卡托的第一幅世界地图上 也还有着相当的影响 古代汉民族古代汉民族 长沙国深平防区地形图长沙国深平防区地形图 放马滩秦木板地图放马滩秦木板地图 西晋地图学家裴秀的西晋地图学家裴秀的 制图六体制图六体 分率 准望 道里 高下 方邪 迂直 分率 准望 道里 高下 方邪 迂直 分率 地图的比例尺 分率 地图的比例尺 一寸为百里一寸为百里 准望 用垂直线画方格 准望 用垂直线画方格 记里画方记里画方 来确定方位和彼此相对位置 来确定方位和彼此相对位置 道里 两点间的路程距离 道里 两点间的路程距离 高下 高山峻岭 湖海洼地 遇高 深 取下 水平 高下 高山峻岭 湖海洼地 遇高 深 取下 水平 方邪 遇方取斜 方邪 遇方取斜 迂直 当高低起伏 迂回婉转时 取两点间直线距离 迂直 当高低起伏 迂回婉转时 取两点间直线距离 中国地图学思想和理论成就中国地图学思想和理论成就 从马王堆汉墓出土的地图来看 早在汉代 我国的地图制作在理论和绘制技术上 都达到从马王堆汉墓出土的地图来看 早在汉代 我国的地图制作在理论和绘制技术上 都达到 相当高的水平 相当高的水平 晋朝的裴秀晋朝的裴秀 在著作在著作 禹贡地域图十八篇禹贡地域图十八篇 序序 中 创立我国最早的制图理论中 创立我国最早的制图理论 制图六制图六 体体 即分率 比例尺 即分率 比例尺 准望 方位 准望 方位 道里 距离 道里 距离 高下 相对高程 高下 相对高程 方邪 地面坡度 方邪 地面坡度 起伏 起伏 迂直 实地的高低起伏距离与平面图上距离的换算 迂直 实地的高低起伏距离与平面图上距离的换算 裴秀反复强调了六体之间的 裴秀反复强调了六体之间的 制约关系及其在制图中的重要性 制约关系及其在制图中的重要性 裴秀在地图学上的主要贡献 在于他第一次明确建立了中国古代地图的绘制理论 他裴秀在地图学上的主要贡献 在于他第一次明确建立了中国古代地图的绘制理论 他 总结我国古代地图绘制的经验 在总结我国古代地图绘制的经验 在 禹贡地域图禹贡地域图 序中提出了著名的具有划时代意义的制序中提出了著名的具有划时代意义的制 图理论图理论 制图六体制图六体 二 中世纪西方的黑暗时代和中国的地图传统二 中世纪西方的黑暗时代和中国的地图传统 一一 中世纪欧洲 公元中世纪欧洲 公元 5 5 1515 世纪 世纪 理论认识的退化 理论认识的退化 T T O O 图 寰宇图 图 寰宇图 世界被绘成圆盘 耶路撒冷居于中心 圆的南部画一横 两半分别为尼罗河和顿河 世界被绘成圆盘 耶路撒冷居于中心 圆的南部画一横 两半分别为尼罗河和顿河 中间一竖为地中海 构成丁字形水体 分隔成欧 亚 非三个大陆 这种地图成为比喻 中间一竖为地中海 构成丁字形水体 分隔成欧 亚 非三个大陆 这种地图成为比喻 象征的工具 完全失去了科学和实用的价值 象征的工具 完全失去了科学和实用的价值 中世纪的地理实践 十字军远征 马可波罗旅行 中世纪的地理实践 十字军远征 马可波罗旅行 二二 中国从东晋到明初中国从东晋到明初 公元 公元 5 5 1515 世纪 世纪 南朝南朝 谢庄谢庄 木方丈图木方丈图 唐代唐代 张遂张遂 计算地球经线的弧长 子午线定向计算地球经线的弧长 子午线定向 唐代唐代 贾耽贾耽 海内华夷图海内华夷图 北宋末北宋末 九域守令图九域守令图 宋代的地图学家沈括宋代的地图学家沈括 博学善文 晚年写成博学善文 晚年写成 梦溪笔谈梦溪笔谈 在地图测绘方面有很 在地图测绘方面有很 多贡献 在水准测量中 发现磁偏角的存在 改进了指南针的装置方法 使用多贡献 在水准测量中 发现磁偏角的存在 改进了指南针的装置方法 使用 2424 位划分等 位划分等 并编制了并编制了 守令图守令图 即即 天下州县图天下州县图 南宋南宋 华夷图华夷图 和和 禹迹图禹迹图 元代元代 郭守敬郭守敬 确立确立 海拔海拔 的含义的含义 元朝地图学家朱思本元朝地图学家朱思本 考察历史沿革 核实地理情况 经过十年的努力著成考察历史沿革 核实地理情况 经过十年的努力著成 舆舆 地图地图 二卷 采用传统的计里画方之法 侧重河流山川要素的绘制 并注重其精度 二卷 采用传统的计里画方之法 侧重河流山川要素的绘制 并注重其精度 元代元代 朱思本朱思本 舆地图舆地图 明初明初 郑和郑和 郑和航海图郑和航海图 中国最早的古地图 汉代古地图中国最早的古地图 汉代古地图 长沙国深平防区地形图长沙国深平防区地形图 清代的实测地图清代的实测地图 皇舆全览图皇舆全览图 三 地理大发现带来的测绘进步三 地理大发现带来的测绘进步 荷兰著名的地图学家墨卡托于荷兰著名的地图学家墨卡托于 15381538 年绘制了第一张世界地图 年绘制了第一张世界地图 1616 世纪 荷兰人墨卡托创立了等角正轴圆柱投影 墨卡托投影 世纪 荷兰人墨卡托创立了等角正轴圆柱投影 墨卡托投影 用于航海 这一时期由 用于航海 这一时期由 于测量方法和仪器的发明 测绘精度提高 表示方法改进 平板印刷出现 于测量方法和仪器的发明 测绘精度提高 表示方法改进 平板印刷出现 1919 世纪 由于自然科学的进步 编制了各种专题地图 较有影响的有德国博尔和斯编制出世纪 由于自然科学的进步 编制了各种专题地图 较有影响的有德国博尔和斯编制出 版的自然地图集 俄国道库恰耶夫编制的北半球土壤图和俄国欧洲部分土壤图等 版的自然地图集 俄国道库恰耶夫编制的北半球土壤图和俄国欧洲部分土壤图等 2020 世纪 发明航空摄影机和立体测图仪 从此地图的测绘采用航空摄影测量方法 到现代 世纪 发明航空摄影机和立体测图仪 从此地图的测绘采用航空摄影测量方法 到现代 地图学领域内 由于现代科学理论 计算机技术的应用 地图学进入了一个新的发展阶段 地图学领域内 由于现代科学理论 计算机技术的应用 地图学进入了一个新的发展阶段 哥伦布发现了美洲 达加马 麦哲伦等先后完成了环球航行 哥伦布发现了美洲 达加马 麦哲伦等先后完成了环球航行 地图制作的新变化 大比例尺地形图测绘地图制作的新变化 大比例尺地形图测绘 推进大型地图集编制推进大型地图集编制 地图色彩和印刷质量提高地图色彩和印刷质量提高 工具工具 16 16 世纪以后 随着资本主义的发展 航海 贸易 军事 殖民掠夺以及工程建设 世纪以后 随着资本主义的发展 航海 贸易 军事 殖民掠夺以及工程建设 越来越需要精确 详细的更大比例尺的地图 而大比例尺的地图必须借助于仪器 在实地越来越需要精确 详细的更大比例尺的地图 而大比例尺的地图必须借助于仪器 在实地 进行角度 距离 高差的测量后绘制成图 当时罗盘 望远镜 象限仪 水银气压计 平进行角度 距离 高差的测量后绘制成图 当时罗盘 望远镜 象限仪 水银气压计 平 板仪等仪器的发明 使测绘精度大为提高 特别是三角测量成为大地测量的基本方法 板仪等仪器的发明 使测绘精度大为提高 特别是三角测量成为大地测量的基本方法 2020 世纪以来 世界各国编制了大量各种地图集 地图集成为反映国家科学水平的标志 世纪以来 世界各国编制了大量各种地图集 地图集成为反映国家科学水平的标志 中国中国 清康熙 乾隆两代 我国的地图测绘进入了一个新的阶段 清初康熙年间从测绘清康熙 乾隆两代 我国的地图测绘进入了一个新的阶段 清初康熙年间从测绘 皇皇 舆全览图舆全览图 开始 西方科学制图法在我国引起重视 康熙聘请了一批西方传教士 进行了开始 西方科学制图法在我国引起重视 康熙聘请了一批西方传教士 进行了 全国性的大规模的地理经纬度和全国舆图的测绘 采用天文测量和三角测量相结合的方式全国性的大规模的地理经纬度和全国舆图的测绘 采用天文测量和三角测量相结合的方式 进行 历时进行 历时 3535 年 测算经纬度年 测算经纬度 630630 个点 奠定了中国近代地图测绘的基础 个点 奠定了中国近代地图测绘的基础 17181718 年完成年完成 皇舆全览图皇舆全览图 图幅巨大 范围广阔 包括东北各省 蒙古 关内各省 台湾以及哈密以 图幅巨大 范围广阔 包括东北各省 蒙古 关内各省 台湾以及哈密以 东地区 更重要的是该图以实测的经纬点为依据 采用梯形投影法 在图上绘出经纬网 东地区 更重要的是该图以实测的经纬点为依据 采用梯形投影法 在图上绘出经纬网 这在地图学史上具有重要意义 这在地图学史上具有重要意义 康熙 乾隆年间实测地图的完成 把我国地图的发展推到了一个新的更高水平 并影康熙 乾隆年间实测地图的完成 把我国地图的发展推到了一个新的更高水平 并影 响了各区地图集的编制 使得清初出现了各种版本的地图集 是地图发展的繁荣时期 清响了各区地图集的编制 使得清初出现了各种版本的地图集 是地图发展的繁荣时期 清 光绪十二年 光绪十二年 18861886 年 开始了全国规模年 开始了全国规模 大清会典舆图大清会典舆图 的编绘工作 清末这次省图集编的编绘工作 清末这次省图集编 绘在中国地图发展史上具有极为重要意义 它是中国传统古老的制图方法向现代制图方法绘在中国地图发展史上具有极为重要意义 它是中国传统古老的制图方法向现代制图方法 转变的标志 其突出表现是计里画方制图法与经纬网制图法混用 传统的地图符号与现代转变的标志 其突出表现是计里画方制图法与经纬网制图法混用 传统的地图符号与现代 的地图符号的混用 到清末 地图已摆脱了旧的制图方法 开始编制专题地图 并采用多的地图符号的混用 到清末 地图已摆脱了旧的制图方法 开始编制专题地图 并采用多 色印刷 色印刷 2020 世纪世纪 8080 年代以来 中国也编制出版了大量地图集 有些已达到较高的水平年代以来 中国也编制出版了大量地图集 有些已达到较高的水平 四 信息时代的地图进展四 信息时代的地图进展 第第 4 4 节节 地图的成图方法地图的成图方法 一 实测成图法一 实测成图法 实测成图 通过实地测量而制成地图的方法 我国在大比例尺成图时都采用实测成图 实测成图 通过实地测量而制成地图的方法 我国在大比例尺成图时都采用实测成图 野外实测成图野外实测成图 摄影测量成图摄影测量成图 二 摄影测量成图 二 摄影测量成图 二 编绘成图法二 编绘成图法 编绘成图法 根据各种制图资料 以室内作业为主制作地图的过程 编绘成图法 根据各种制图资料 以室内作业为主制作地图的过程 常规编图 根据地图 航空像片判读成果 统计数据 文字资料及必要的外业调绘 常规编图 根据地图 航空像片判读成果 统计数据 文字资料及必要的外业调绘 应用传统的制图技术编制地图的方法应用传统的制图技术编制地图的方法 遥感制图 利用航空和卫星数据进行各种地图编制的过程 遥感制图 利用航空和卫星数据进行各种地图编制的过程 数字制图 应用计算机和图像输入 显示和输出设备 在制图软件的支持下 模拟数字制图 应用计算机和图像输入 显示和输出设备 在制图软件的支持下 模拟 手工作业各阶段进行地图设计和原图编绘的成图方法 手工作业各阶段进行地图设计和原图编绘的成图方法 第第 5 5 节节 地图学的定义与相关学科地图学的定义与相关学科 一 地图学定义的讨论一 地图学定义的讨论 地图学是以地理信息可视化为核心 探讨地图的理论实质 制作技术和使用方法的综合性地图学是以地理信息可视化为核心 探讨地图的理论实质 制作技术和使用方法的综合性 科学 科学 二 地图学的学科体系和理论发展二 地图学的学科体系和理论发展 一 地图学的学科体系 一 地图学的学科体系 2020 世纪中期世纪中期 沿用苏联的学科体系沿用苏联的学科体系 2020 世纪世纪 8080 年代年代 提出明确的地图学结构体系 廖克 提出明确的地图学结构体系 廖克 2121 世纪世纪 提出新的地图学学科框架 王家耀 提出新的地图学学科框架 王家耀 苏联体系苏联体系 中国体系中国体系 地图概论地图概论 地图理论的研究地图理论的研究 地图投影地图投影 地图学地图学 地图制作方法与技术地图制作方法与技术 地图学地图学 地图编制地图编制 地图应用地图应用 地图整饰地图整饰 地图印制地图印制 二 现代地图学的理论探讨 二 现代地图学的理论探讨 1 1 地图信息论地图信息论 研究地理环境信息的变换 表达和利用的理论 研究地理环境信息的变换 表达和利用的理论 2 2 地图信息传递论地图信息传递论 研究地图信息传递过程和方法的理论 研究地图信息传递过程和方法的理论 3 3 地图模型论地图模型论 用模型法来认识地图的性质 解释地图的制作和应用的理论 用模型法来认识地图的性质 解释地图的制作和应用的理论 4 4 地图认知理论地图认知理论 研究人类如何通过地图对现实世界进行认知和信息加工 并弄清地图设计制作的思维过研究人类如何通过地图对现实世界进行认知和信息加工 并弄清地图设计制作的思维过 程描述的理论 程描述的理论 5 5 地理信息可视化理论地理信息可视化理论 研究地理信息的符号化 图形化 形象化及直观性的处理 表达 传递及解译的理论 研究地理信息的符号化 图形化 形象化及直观性的处理 表达 传递及解译的理论 6 6 地图语言学地图语言学 研究作为地图语言的地图符号系统和语言媒体的特性与使用的理论 研究作为地图语言的地图符号系统和语言媒体的特性与使用的理论 7 7 地图视觉感受论地图视觉感受论 研究地图视觉感受的基本过程和特点 分析用图者对图形感受的心理物理过程和地图研究地图视觉感受的基本过程和特点 分析用图者对图形感受的心理物理过程和地图 感受效果的理论 感受效果的理论 8 8 地学信息图谱理论地学信息图谱理论 由遥感 地图数据库 地理信息系统和数字地球的大量数字信息 经过图形思维与抽由遥感 地图数据库 地理信息系统和数字地球的大量数字信息 经过图形思维与抽 象概括 并以计算机多维动态可视化技术 显示地球系统及各要素和现象空间形态结构与象概括 并以计算机多维动态可视化技术 显示地球系统及各要素和现象空间形态结构与 时空变化规律的一种手段和方法 时空变化规律的一种手段和方法 现代地图学理论研究现代地图学理论研究 地图信息论地图信息论 地图信息传递论地图信息传递论 地图感受论地图感受论 地图符号学地图符号学 地图模型论地图模型论 地图认知理论地图认知理论 综合制图理论综合制图理论 三 与地图学相联系的学科 三 与地图学相联系的学科 理解相互关系理解相互关系 第第 2 2 章章 地球体与地图投影地球体与地图投影 第第 1 1 节节 地球体地球体 一 地球体的基本特征一 地球体的基本特征 一 地球体的量度 一 地球体的量度 公元前公元前 3 3 世纪世纪 希腊学者亚里士多德认为大地是个球体 希腊学者亚里士多德认为大地是个球体 埃拉托色尼对地球大小作了第一次估算 埃拉托色尼对地球大小作了第一次估算 公元公元 724724 725725 年年 张遂 一行 组织测量计算得子午线上的纬度张遂 一行 组织测量计算得子午线上的纬度 1 1 的地面距离约的地面距离约 132132 kmkm 比现代测 比现代测 量值约长量值约长 2121 kmkm 公元公元 827827 年年 阿拉伯回教主阿拉伯回教主 AlAl MamumMamum 阿尔曼孟 推算出 阿尔曼孟 推算出 1 1 子午线弧长 比现代测量值只差子午线弧长 比现代测量值只差 1 1 1717 世纪后世纪后 牛顿论证地球是一个椭球体 牛顿论证地球是一个椭球体 清康熙年间天文清康熙年间天文 大地测量 实证地球不是正圆球 大地测量 实证地球不是正圆球 法国法国 17351735 年测量论证地球是椭球年测量论证地球是椭球 现代天文测量现代天文测量 地球是一个极半径略短 赤道半径略长 北极略突出 南极略扁平 近于梨形的椭地球是一个极半径略短 赤道半径略长 北极略突出 南极略扁平 近于梨形的椭 球体 球体 一 地球体的量度一 地球体的量度 地球体的自然表面地球体的自然表面 地球的自然表面并不光滑平顺 珠穆朗玛峰 地球的自然表面并不光滑平顺 珠穆朗玛峰 8 8 844 43844 43 m m 与马里亚纳海沟 与马里亚纳海沟 1111 034034 m m 之间的高差约达 之间的高差约达 2020 kmkm 由于地球的自然表面凸凹不平 形态极为复杂 难以成为测量与制图的基准面 应寻由于地球的自然表面凸凹不平 形态极为复杂 难以成为测量与制图的基准面 应寻 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 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 地球体的物理表面 二 地球体的物理表面 地球不是一个正球体 而是一个极半径略短 赤道半径略长 北极略突出 南极略扁地球不是一个正球体 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 近似的不规则椭球体 它实际上是一个起伏不平的重力等位面 是逼近于地球本身形平 近似的不规则椭球体 它实际上是一个起伏不平的重力等位面 是逼近于地球本身形 状的一种形体 称大地体 状的一种形体 称大地体 寻找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地球面 寻找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地球面 与重力方向相垂直 可有无数个曲面 每个曲面上重力位相等 重力位相等的面被称与重力方向相垂直 可有无数个曲面 每个曲面上重力位相等 重力位相等的面被称 为重力等位面 即水准面 为重力等位面 即水准面 理想水准面 它是一个无波浪 无潮汐 无水流 无大气压变化 处于流体平衡状态的静理想水准面 它是一个无波浪 无潮汐 无水流 无大气压变化 处于流体平衡状态的静 止海平面 它没有棱角 没有褶皱 止海平面 它没有棱角 没有褶皱 大地水准面 以理想水准面作为基准面向大陆延伸 穿过陆地 岛屿 最终形成的封闭曲大地水准面 以理想水准面作为基准面向大陆延伸 穿过陆地 岛屿 最终形成的封闭曲 面 面 大地水准面的意义 大地水准面的意义 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 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 50 地球周长 亚历山大到赛伊尼的子午线长 可用重力学理论进行研究可用重力学理论进行研究 可使用仪器测得海拔可使用仪器测得海拔 实质是重力等位面可使用仪器测得海拔高程 某点到大地水实质是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 准面的高度 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 但在制图业务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 但在制图业务 中 均把地球当作正球体 中 均把地球当作正球体 在实际测量中以似大地水准面代替大地水准面 两者在海洋上完全重合 在陆地上只在山在实际测量中以似大地水准面代替大地水准面 两者在海洋上完全重合 在陆地上只在山 区有区有 2 2 4 4 m m 的差异 各国也往往选择一个平均海水面代替大地水准面 以其作为统一的高的差异 各国也往往选择一个平均海水面代替大地水准面 以其作为统一的高 程基准面 程基准面 当海洋静止时 自由水面与该面上各点的重力方向 铅垂线 成正交 这个面叫水准面 当海洋静止时 自由水面与该面上各点的重力方向 铅垂线 成正交 这个面叫水准面 大地水准面大地水准面 假定海水静止不动假定海水静止不动 将海水面无限延伸将海水面无限延伸 穿出大陆包围地球的球体 一级逼近 穿出大陆包围地球的球体 一级逼近 它实际是一个起伏不平的重力等位面它实际是一个起伏不平的重力等位面 地球物理表面 地球物理表面 大地体大地体 大地水准面包围的形体 大地水准面包围的形体 三 地球体的数学表面 三 地球体的数学表面 它是一个规则的数学表面 所以人们视其为地球体的数学表面 也是对地球形体的二级逼它是一个规则的数学表面 所以人们视其为地球体的数学表面 也是对地球形体的二级逼 近 用于测量计算的基准面 近 用于测量计算的基准面 地球椭球体 假想将大地体绕短轴地球椭球体 假想将大地体绕短轴 地轴地轴 飞速旋转 以形成一个表面光滑的球体表面 飞速旋转 以形成一个表面光滑的球体表面 总地球椭球 与大地体吻合最好的旋转椭球称为总地球椭球 也叫总椭球或平均椭球 总地球椭球 与大地体吻合最好的旋转椭球称为总地球椭球 也叫总椭球或平均椭球 大地测量在确定这个总地球椭球时 要其达到与大地体最密合的大地测量在确定这个总地球椭球时 要其达到与大地体最密合的 4 4 个条件 个条件 1 1 地球椭球体中心和地球的质心重合 地球椭球体中心和地球的质心重合 2 2 地球椭球体的短轴和地球的地轴重合 地球椭球体的短轴和地球的地轴重合 3 3 地球椭球体起始大地子午面和起始天文子午面重合 地球椭球体起始大地子午面和起始天文子午面重合 4 4 在确定参数在确定参数a a 时要满足在全球范围的大地水准面差距的平方和为最小 时要满足在全球范围的大地水准面差距的平方和为最小 椭球体三要素椭球体三要素 长轴长轴 a a 赤道半径 赤道半径 短轴 短轴 b b 极半径 和椭球的扁率 极半径 和椭球的扁率 f f 四四 地球形状的三级逼近地球形状的三级逼近 参考椭球体 参考椭球体 通过数学方法将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上 并求出两者各点间的通过数学方法将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上 并求出两者各点间的 偏差 从数学上给出对地球形状的三级逼近偏差 从数学上给出对地球形状的三级逼近 参考椭球体 参考椭球体 对地球形状对地球形状 a a b b f f 测定后 还必须确定大地水准面与椭球体面的相对关系 即确测定后 还必须确定大地水准面与椭球体面的相对关系 即确 定与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭球体定与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭球体 参考椭球体 这项工作就是参参考椭球体 这项工作就是参 考椭球体定位 考椭球体定位 二 地理坐标二 地理坐标 地理坐标 就是用经线 子午线 地理坐标 就是用经线 子午线 纬线 经度 纬度表示地面点位的球面坐标 纬线 经度 纬度表示地面点位的球面坐标 一 天文经纬度 一 天文经纬度 表示地面点在大地水准面上的位置表示地面点在大地水准面上的位置 天文纬度天文纬度 在地球上定义为铅垂线与赤道平面间的夹角 在地球上定义为铅垂线与赤道平面间的夹角 天文经度天文经度 是过观测点子午面与本初子午面间的两面角 通常应用天文测量和天文台授 是过观测点子午面与本初子午面间的两面角 通常应用天文测量和天文台授 时的方法解决 时的方法解决 二 大地经纬度 二 大地经纬度 表示地面点在参考椭球面上的位置 表示地面点在参考椭球面上的位置 大地经度大地经度 L L 参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角 东正西负 参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角 东正西负 大地纬度大地纬度 B B 参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角 北正南负 参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角 北正南负 大地高 大地高 指某点沿法线方向到参考椭球面的距离 指某点沿法线方向到参考椭球面的距离 三 地心经纬度 三 地心经纬度 地心坐标系统地心坐标系统 原点与地球中心重合原点与地球中心重合 参心坐标系统参心坐标系统 原点与参考椭球中心重合原点与参考椭球中心重合 地心经度 等同大地经度 地心经度 等同大地经度 地心纬度 指参考椭球面上观测点和椭球质心或中心连线与赤道面之间的夹角 地心纬度 指参考椭球面上观测点和椭球质心或中心连线与赤道面之间的夹角 第第 2 2 节节 大地测量系统大地测量系统 一 中国的大地坐标系统一 中国的大地坐标系统 19521952 年前采用海福特 年前采用海福特 HayfordHayford 椭球体 椭球体 19531953 19801980 年采用克拉索夫斯基椭球体 坐标原点是前苏联玻尔可夫天文台 年采用克拉索夫斯基椭球体 坐标原点是前苏联玻尔可夫天文台 自自 19801980 年开始采用年开始采用 GRSGRS 19751975 国际大地测量与地球物理学联合会 国际大地测量与地球物理学联合会 IUGGIUGG 19751975 推荐 新参推荐 新参 考椭球体系 并确定陕西泾阳县永乐镇北洪流村为考椭球体系 并确定陕西泾阳县永乐镇北洪流村为 1980 1980 西安坐标系西安坐标系 大地坐标的起算点 大地坐标的起算点 19801980 年至今 年至今 19801980 西安坐标系西安坐标系 参考椭球体 参考椭球体 GRS 1975 GRS 1975 大地原点 陕西省泾阳县永乐镇大地原点 陕西省泾阳县永乐镇 二 大地控制网二 大地控制网 一 平面控制网 一 平面控制网 1 1 三角测量三角测量 以大地原点为基础 在地面上选择一系列控制点 并建立起一系列三角形 组成三以大地原点为基础 在地面上选择一系列控制点 并建立起一系列三角形 组成三 角锁和三角网 角锁和三角网 国家控制网设置 一 二 三 四等三角网 国家控制网设置 一 二 三 四等三角网 一等三角测量一等三角测量 精度最高精度最高 布设 基本按经纬线方向 布设 基本按经纬线方向 构成 约等边三角形 边长构成 约等边三角形 边长 2020 2525 kmkm 锁段 长约锁段 长约 200200 kmkm 1616 2020 个三角形 个三角形 二等三角网二等三角网 三角形平均边长三角形平均边长 1313 kmkm 保证测绘保证测绘 1 101 10 万 万 1 51 5 万地形图时 每万地形图时 每 150150 km km 内有一内有一 个大地控制点 即每幅图内不少于个大地控制点 即每幅图内不少于 3 3 个大地控制点 个大地控制点 三等三角网三等三角网 三角形平均边长约三角形平均边长约 8 8 kmkm 保证保证 l 2 5l 2 5 万测图时 每万测图时 每 5050 km km 内有一个大地控制点 内有一个大地控制点 即每幅图内有即每幅图内有 2 2 3 3 个控制点 个控制点 四等三角网四等三角网 三角形平均边长约三角形平均边长约 4 4 kmkm 保证在保证在 1 11 1 万测图时 每点可以控制万测图时 每点可以控制 2020 km km 即每幅 即每幅 内有内有 1 1 2 2 个控制点 个控制点 2 2 导线测量导线测量 把各个控制点连接成连续的折线 然后测定这些折线的边长和转角 最后根据起算点把各个控制点连接成连续的折线 然后测定这些折线的边长和转角 最后根据起算点 的坐标和方位角推算其他各点坐标 的坐标和方位角推算其他各点坐标 国家控制网设置一 二 三 四等导线网 一 二等为精密导线测量 国家控制网设置一 二 三 四等导线网 一 二等为精密导线测量 国家平面控制网含三角点 导线点共国家平面控制网含三角点 导线点共 154154 348348 个 构成个 构成 19541954 北京坐标系 北京坐标系 19801980 西安坐标西安坐标 系两套系统 系两套系统 二 高程控制网 二 高程控制网 海拔 绝对高程 地面点对似大地水准面 海平面 的高度 海拔 绝对高程 地面点对似大地水准面 海平面 的高度 绝对高程 海拔 地面点到大地水准面的垂直距离 绝对高程 海拔 地面点到大地水准面的垂直距离 相对高程 地面点到任一水准面的垂直距离 相对高程 地面点到任一水准面的垂直距离 高差 某两点的高程之差 高差 某两点的高程之差 高程起算基准面 黄海平均海水面高程起算基准面 黄海平均海水面 国家水准原点 山东青岛国家水准原点 山东青岛 水准原点水准原点 19851985 国家高程基准 国家高程基准 72 260472 2604 米米 高程控制网高程控制网 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 成 依精度不同 分为四等 1 1 水准测量水准测量 高程控制网的主要建立方法高程控制网的主要建立方法 一等水准路线是国家高程控制骨干 沿交通干线布设 并构成网状 一等水准路线是国家高程控制骨干 沿交通干线布设 并构成网状 二等水准路线是高程控制的全面基础 沿公路 铁路 河流布设 构成网状 二等水准路线是高程控制的全面基础 沿公路 铁路 河流布设 构成网状 三 四等水准路线 提供地形测量的高程控制点 三 四等水准路线 提供地形测量的高程控制点 三 全球定位系统三 全球定位系统 卫星定位优势 卫星定位优势 无需通视及觇标无需通视及觇标 提供三维坐标提供三维坐标 定位精度高定位精度高 观测时间短观测时间短 全天候作业全天候作业 操作简便操作简便 目前的卫星定位系统目前的卫星定位系统 美国 美国 GPSGPS 俄罗斯 俄罗斯 GLONASSGLONASS 格鲁纳斯 格鲁纳斯 欧盟 欧盟 GALILEOGALILEO 加利略 加利略 中国 北斗卫星导航系统中国 北斗卫星导航系统 组成 组成 GPSGPS 由 由 2424 颗卫星组成 分布在颗卫星组成 分布在 2020 200200 kmkm 高空高空 6 6 个等间隔的轨道上 个等间隔的轨道上 一般情况下可见到一般情况下可见到 6 6 8 8 颗 全天在地球上任何地点都能进行颗 全天在地球上任何地点都能进行 GPSGPS 定位 定位 GLONASSGLONASS 由 由 2424 颗工作卫星和颗工作卫星和 3 3 颗备份卫星组成 均匀地分布在颗备份卫星组成 均匀地分布在 3 3 个近圆形的轨道个近圆形的轨道 面上 每个轨道面面上 每个轨道面 8 8 颗卫星 轨道高度颗卫星 轨道高度 1919 100100 kmkm GALILEOGALILEO 星座由 星座由 3030 颗卫星组成 卫星采用中等地球轨道 均匀地分布在高度约为颗卫星组成 卫星采用中等地球轨道 均匀地分布在高度约为 2 32 3 万万 kmkm 的的 3 3 个轨道面上 星座包括个轨道面上 星座包括 2727 颗工作卫星 另加颗工作卫星 另加 3 3 颗备份卫星 颗备份卫星 北斗卫星导航系统 中国自主研发 独立运行 正在建设中的全球卫星导航系统 北斗卫星导航系统 中国自主研发 独立运行 正在建设中的全球卫星导航系统 20122012 年 系统将首先具备覆盖亚太地区的服务能力 年 系统将首先具备覆盖亚太地区的服务能力 20202020 年前后 整个系统将具备覆盖全年前后 整个系统将具备覆盖全 球的定位 导航和授时服务能力 球的定位 导航和授时服务能力 北斗一号 卫星导航试验系统 北斗一号 卫星导航试验系统 4 4 颗卫星组成 具备中国及其周边地区的导航定位颗卫星组成 具备中国及其周边地区的导航定位 及通讯能力 及通讯能力 北斗二号 卫星导航定位系统 正在建设中 将分两阶段完成 北斗二号 卫星导航定位系统 正在建设中 将分两阶段完成 20122012 年形成亚太年形成亚太 区域覆盖 区域覆盖 20202020 年实现全球覆盖 整个系统由年实现全球覆盖 整个系统由 5 5 颗静止轨道卫星和颗静止轨道卫星和 3030 颗非静止轨道卫星颗非静止轨道卫星 组成 目前 已成功发射组成 目前 已成功发射 9 9 课卫星 课卫星 GPSGPS 在大地测量领域主要完成了 在大地测量领域主要完成了 建立和维持了全球统一的地心坐标系统 建立和维持了全球统一的地心坐标系统 在局部大地网之间进行了联测和转换 在局部大地网之间进行了联测和转换 与水准测量 重力测量相结合 研究与精化大地水淮面 与水准测量 重力测量相结合 研究与精化大地水淮面 测量全球性的地球动力参数测量全球性的地球动力参数 四维大地测量 四维大地测量 建立新的城市 矿山等控制测量系统 建立新的城市 矿山等控制测量系统 我国在我国在 2020 世纪末已建立了国家高精度世纪末已建立了国家高精度 GPS AGPS A 级网 级网 B B 级网和高精度级网和高精度 GPSGPS 测量控制网 进行测量控制网 进行 海岛与陆地的海岛与陆地的 GPSGPS 联测 联测 第第 3 3 节节 地图比例尺地图比例尺 一 地图比例尺的含义一 地图比例尺的含义 解决大与小的矛盾解决大与小的矛盾 制图区域较小时 地图比例尺指图上长度与相应地面长度之间的长度比例制图区域较小时 地图比例尺指图上长度与相应地面长度之间的长度比例 制图区域很大时 应用地图主比例尺 指进行地图投影时对地球半径缩小的比率 制图区域很大时 应用地图主比例尺 指进行地图投影时对地球半径缩小的比率 地图经过投影后 只有在这些没有变形的点或线上 才可以用地图上注明的主比例尺进行地图经过投影后 只有在这些没有变形的点或线上 才可以用地图上注明的主比例尺进行 量算 量算 二 地图比例尺的表示二 地图比例尺的表示 一 数字比例尺 一 数字比例尺 1 101 10 000000 或或 1 101 10 000000 二 文字比例尺 二 文字比例尺 比例尺比例尺 一万分之一一万分之一 图上图上 1 1 cmcm 等于实地等于实地 1010 kmkm 三 图解比例尺 三 图解比例尺 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 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 1 1001 100 读数为 读数为 2 6402 640 复式比例尺 投影比例尺 复式比例尺 投影比例尺 根据地图主比例尺和地图投影长度变形分布规律设计每一条纬线根据地图主比例尺和地图投影长度变形分布