地图学期末考试完美重排版

地图学期末考试复习题地图学期末考试复习题 第一章第一章 1 1 地图的定义 地图的定义 地图是遵循相应的数学法则 将地球 或星体 上的地理信息 经过科学的概 括 并运用符号系统表示在一定载体上的图形 以传递它们的数量和质量在空 间和时间上的分布规律和发展变化 2 2 地图的基本特征 地图的基本特征 1 地图是地理信息的载体 2 数学法则的集合 3 有目的的图形概括 4 符号系统的运用 3 3 地图的分类及相关概念 地图的分类及相关概念 一 按比例尺分类 大比例尺地图 大于等于 1 10 万比例尺的地图 中比例尺地图 小于 1 10 万而大于 1 100 万比例尺的地 图 小比例尺地图 小于等于 1 100 万比例尺地图 二 按区域范围分类 1 星球图 地球图 2 世界图 半球图 大洲图 大洋图 3 国家图 下属行政区 省 自治区 直辖市 图 4 局部区域 如海洋图 海湾图 流域图 三 按地图内容 图形 分类 普通地图 普通地图 是表示自然地理和社会经济一般特征的地图 它并不偏重某个要素 主要表示水文 地形 土质 植被 交通网 居民点和境界线七大要素 普通 地图按内容的概括程度 区域及图幅的划分状况等分为地形图和地理图 专题地图专题地图 着重表示一种或几种主体要素及它们之间互相关系的地图 四 按地图维数分类 可有二维地图 平面地图 及三维地图 立体地图 五 按其它指标分类 1 按地图视觉化状况分类 实地图 虚地图 2 按用途 教学地图 文化地图 军用地图等 3 按语言种类 汉语地图 外文地图 少数民族语言地图等 4 按出版使用方式 桌面地图 挂图 屏幕地图 地图集 5 按历史年代 分为古地图 历史地图 近代地图 现代地图 4 4 地图的功能 地图的功能 1 信息的载负功能 直接信息 间接信息 2 信息传递功能 3 模拟功能 4 认知功能 5 5 裴秀及制图六体 裴秀及制图六体 分率 比例尺 准望 方位 道里 距离 高下 相对高程 方邪 地面 坡度起伏 迂直 实地的高低起伏距离与平面图上距离的换算 6 6 编绘成图法编绘成图法 传统的编绘成图法是把实测所得的大比例尺地图 根据需要逐级缩小 编制成 各种较小比例尺的地图 其主要过程可分为 1 地图设计 2 地图原图编绘 3 地图出版准备 4 地图制印 第二章第二章 1 1 地理经纬度与地心经纬度的区别 地理经纬度与地心经纬度的区别 1 大地经纬度 大地经度 L 指过参考椭球面上某一点的大地子午面与本 初子午面之间的二面角 大地纬度 B 是指过参考椭球面上某一点的法 线与赤道面的夹角 大地经纬度是以地球椭球面和法线为依据 在大地 测量中得到广泛采用 地图学中常采用大地经纬度 2 地心经纬度 地心经度等同于大地经度 地心纬度是指参考椭球面上的 任意一点和椭球体中心连线与赤道面之间的夹角 地理学研究和小比例 尺地图制图等对经度要求不高时常采用此经纬度 2 2 地图投影的概念和方法 地图投影的概念和方法 概念 概念 为了在地球曲面和地图平面之间建立点与点之间一一对应的函数关系 必须采用一定的数学方法 我们称这种数学方法为地图投影 方法 方法 假想地球是一个透明体 光源位于球心 然后把球面上的经纬网投影到 平面上 就得到一张球面经纬网投影 1 几何投影 透视投影 几何投影 透视投影 利用光源把地球面上的经纬网投影到平面上的方 法 这是人们 最早用来解决地球球面和地 图平面矛盾的方法 2 数学解析法 数学解析法 解析法是不借助于几何投影光源 按照某些条件用数学分析 法确定球面与平面点与点之间对应的函数关系 X f1 Y f2 函数 f1 f2 的具体形式 是由给定的投影条件确定的 3 3 变形椭圆的概念 证明和用途 变形椭圆的概念 证明和用途 在地球球面上取一微小圆 它在平面上的投影除在接触点位置外 一般情况下 为椭圆 下面我们用数学方法验证一下 设 O 为球面上一点 以 O 为圆点 以经纬线为 X Y 轴建立一直角坐标系 XOY 以 O 为圆心以 1 位半径作一微小圆 则圆曲线方程为 x2 y2 1 A x y 是微小圆圆周上一点 若 X Y 轴为 X Y 轴的投影 A x y 是 A x y 的投影 令 X 方向投影后前长度比为 m 令 Y 向投影后前长度比为 n 则 x x m y y n x x m y y n 将其代入圆的方程 得 x 2 m 2 y 2 n 2 1 这是一个椭圆方程 这就证明了椭球体面上的微小圆 投影后为椭圆 故叫做 变形椭圆 用途 用途 1 研究投影时 可借助变形椭圆与微小圆比较 说明变形性质和数量 2 椭圆半径与小圆半径之比 可以说明长度变形 很明显的看出长度变形 是随方向的变化而变化 在长短半径方向上有极大和极小值 3 椭圆面积与小圆面积之比 可以说明面积变形 4 椭圆上任意两条方向线的夹角与小圆上相应的两方向线夹角之差为角度 变形 4 4 主方向 长度比和长度变形 主方向 长度比和长度变形 m m 经线长度比 经线长度比 n n 纬线长度比 纬线长度比 a a 最大长度比 最大长度比 b b 最小长度比 最小长度比 面积比 面积比 P abP ab 和面积变形 角度 和面积变形 角度 变形的概念 变形的概念 在变化的过程中 必然有一特殊位置 直角投影后仍保持直交 此二直交直线方向 称之 为主方向 长度比和长度变形 设地球球面上有一微小线段 ds 投影到平面上为 ds 平面上微小线段 与球面上相应微小线段之比 叫做长度比 用公式表示为 ds ds 长度比是一个变量 它不仅随着点的位置不同而变化 还随着方向的变化而变化 长度比 是指某点某方向上微小线段之比 通常研究长度比时 不一一研究各个方向的长度比 而只研究一些特定方向的长度 比 即研究最大长度比 a 和最小长度比 b 经线长度比 m 和纬线长度比 n 在主方向上 具有极大和极小长度比 投影后经纬线成直交者 经纬线长度比就是最大和最小长度比 投影后经纬线不直 交 其夹角为 则经纬线长度比 m n 和最大 最小长度比 a b 之间具有如下关 系 m2 n2 a2 b2m n sin a b 长度变形即长度比 与 1 之差 用 V 表示长度变形则 V 1 长度变形有正负之分 长度变形为正 表示投影后长度增加 长度变形为负表示投 影后长度缩短 长度变形为零 则长度无变形 面积比与面积变形投影平面上的微小面积 dF 与球面上相应微小面积 dF 之比 称为面积 比 球面上半径为 1 的微分圆 投影到平面上后变成长轴为 a 短轴为 b 的微分椭圆 以 P 表示面积比 则 P dF dF ab 12 ab 面积比等于主方向长度比的乘积 或 P mnsin 为投影后经纬线夹角 面积比是个变量 它随点位置不同而变化 面积变形就是面积比与 1 之差 以 Vp 表示 Vp P 1 面积变形有正有负 面积变形为正 投影后面积增加 面积变形为负 投影后面积 缩小 面积变形为零 表示投影后面积无变形 角度变形投影面上任意两方向线所夹角与球面上相应两方向线夹角之差 称为角度 变形 过一点可以做许多方向线 每两条方向线均可以组成一个角度 这些角度投 影到平面上之后 往往与原来的大小不一样 而且不同的方向线组成的角度产生的 变形一般也不一样 因此通常不一一研究每个角度的变形数量 而只研究其中具有 代表性的 如最大角度变形 最大角度形变的计算公式 5 5 按变形性质投影分类及每类投影的特点和用途 按变形性质投影分类及每类投影的特点和用途 1 1 按变形性质分类按变形性质分类 a 等角投影 正形投影 等角投影 正形投影 角度变形为 0 地球面上的微小圆经过投 影后仍为相似的微小圆 其形状保持不变 只有长度和面积变形 等角投影在同一点任何方向的长度比都相等 但在不同地点长度比 不一定相同 多用于编制航海图 洋流图 风向图等地形图 b 等积投影 等积投影 投影后图形保持面积大小相等 没有面积误差 也就是 球面上的不同地点微小圆投影后为面积相等的各个椭圆 但椭圆的 形状不一样 因此有角度和长度变形 由于这类投影可以保持面积 没有变形 故有利于在图上进行面积对比 一般用于绘制对面积精 度要求较高的自然地图和经济地图 c 任意投影任意投影 任意投影是既不等角也不等积的投影 这种投影的特点 是面积变形小于等角投影 角度变形小于等积投影 注注 等角投影不能保持等积特性 等积投影不能保持等角特性 任意投影不能保持等积 等角特性 等角投影的面积变形比较大 等积投影的形状变化比较大 2 2 按构成方法分类按构成方法分类 a 几何投影 几何投影 把地球球面上的经纬线网投影到几何面上 然后将几何 面展为平面而得到的 b 非几何投影 非几何投影 在几何投影的基础上 根据一定的条件按数学法则加 以改造形成的 这类投影按经纬网形状又可分为伪方位投影 伪圆 柱投影 伪圆锥投影和多圆锥投影 6 6 常用地图投影分析 常用地图投影分析 7 7 等角航线 大圆航线的定义及如何结合二者进行航海 等角航线 大圆航线的定义及如何结合二者进行航海 远航时 沿着等角航线 走的是一条较远路线 不太经济 但船只不必 时常改变方向 大圆航线是一条最近的路线 但船只航行时要不断改变方向 实际远洋航行时 一般把大圆航线展绘到墨卡托投影的海图上 然后把 大圆航线分成几段 每一段连成直线 就是等角航线 船只航行时 总的情 况来说 大致是沿大圆航线航行 因而走的是一条较近路线 就每一段来说 走的又是等角航线 不用随时改变航向 从而领航十分方便 8 8 地图投影的判断方法及选择的依据 地图投影的判断方法及选择的依据 1 辨认方法辨认方法 a 根据经纬线形状确定投影类型 b 根据量测的经纬线长度值确定变形性质 2 选择依据选择依据 a 制图区域的地理位置 形状和范围 b 制图比例尺 c 地图内容 d 地图的出版方式 9 9 地图投影计算的步骤 地图投影计算的步骤 1 将球面上点的地理坐标转换成球面极坐标 2 建立球面极坐标和平面坐标 平面极坐标或平面直角坐标 的一般关系 3 求解经纬线长度比 面积比和最大角度变形 4 根据条件 等角 等积或等距 求解微分方程 最终确立投影关系 1010 比例尺的精确定义 形式及使用 比例尺的精确定义 形式及使用 定义 定义 地图上沿某方向的微分线段和地面上相应微分线段水平长度之比 表现形式 表现形式 1 数字式比例尺 如 1 10000 2 文字式比例尺 如 图上 1 厘米等于实地 1 千米 3 图解比例尺 图解比例尺又可以分为直线比例尺 斜分比例尺和复式比例 尺 a 直线比例尺 是以直线线段形式标明图上线段长度所对应的地面距离 b 斜分比例尺 是一种根据相似三角形原理制成的图解比例尺 利用这种 斜分比例尺 可以量取比例尺基本长度单位的百分之一 c 复式比例尺 又称投影比例尺 是一种根据地图主比例尺和局部比例尺 组合成的一种图解比例尺 第三章第三章 1 1 国家八种基本比例尺地形图国家八种基本比例尺地形图 我国把 1 5000 1 1 万 1 2 5 万 1 5 万 1 10 万 1 25 万 原 1 20 万 1 50 万 1 100 万八种比例尺的地形图定为国家基本比例尺的地形图 2 2 根据比例尺分为大 中 小比例尺地形图三类根据比例尺分为大 中 小比例尺地形图三类 3 高斯高斯 克吕格投影克吕格投影 假设用一空心椭圆柱横套在地球椭球体上 使椭圆柱轴通过地心 椭圆柱 面与椭球体面某一经线相切 然后 用解析法将相切经线两侧一定经差范围 内地球椭球体面上的经纬网以保持角度相等的关系投影到椭圆柱面上 最后 将椭圆柱面沿过南北极的母线切开展平 就得到投影后的图形 4 4 分带投影分带投影 1 2 5 万 1 50 万地形图采用经差 6 分带 1 1 万及更大的比例尺地形图采用 3 分带 5 5 UTMUTM 投影投影 全称为 通用横轴墨卡托投影 是一种 等角横轴割椭圆柱投影 椭 圆柱割地球于南纬 80 度 北纬 84 度两条等高圈 投影后两条割线上没 有变形 6 6 地图上的坐标网地图上的坐标网 高斯 克吕格投影的地图上绘有两种坐标网 地理坐标网 经纬网 和 直角坐标网 方里网 7 7 地图的分幅与标号地图的分幅与标号 旧和新旧和新 新 新 8 8 地形图的辅助资料地形图的辅助资料 1 图廓图廓 又叫图框 是地图图形的范围线 一般由内图廓 外图廓和 分度带组成 a 内图廓是图幅范围的边线 其上有经度和纬度注记 b 分度带位于内外图廓之间 有两条平行细线和中间加绘相当于 经纬线上的分和度的细短线组成 用以量测图上任何点的地理 坐标和将地面事物按其地理坐标展绘到地图上 c 外图廓平行于分度带之外 可集中视觉 增强效果 起装饰作 用 其颜色 宽度和图形应与地图内容相协调 2 图名 图名 是地形图的名称 图名一般选用图幅内最大的居民地名称 在无居民地的图幅上 以一著名地理事物的名称定名 3 图号图号 是该图幅按比例尺和地理位置的编号 4 坡度尺坡度尺 用来在图上量测地面沿某一方向的倾斜角 5 领属注记领属注记 在图名图号下注记的省 市 县等名称 是说明该图幅内 包括的省 市 县领地 排在前面的为占有图幅面积大的 若有国 界 将我国国名和区域省份注记于前面 6 图廓间说明注记图廓间说明注记 在内外图廓之间的说明文字 是为方便用图而加的 注记 7 图式 图式 就是地物符号的设计 通俗讲就地物用什么符号表示 8 图例 图例 就是把地图上的符号有系统的排列 组成图例表 9 密级 密级 地形图是国家保密文件 分秘密 机密 绝密三级 在图的 右上角表明 应根据密级妥善保存 第四章第四章 1 1 地图概括的概念 地图概括的概念 就是采用分类选取 简化 夸张 符号化等科学手段 提取空间数据中主要的 本质 的数据 2 制约地图概括的因素 制约地图概括的因素 1 地图的用途和主题 2 比例尺 3 制图区域特征 4 制图数据质量 5 制图图解限制 3 3 地图概括的方法 地图概括的方法 分类选取 简化 夸张和符号化 4 4 常用的分类选取方法 常用的分类选取方法 资格法和定额法 5 确定选取指标的数量分析方法 确定选取指标的数量分析方法 图解计算法和开方根规律法 开方根规律法开方根规律法 德国特普费尔提出了一种地图概括的方案 用于解决原始地图与新 编地图由于比例尺的变换而产生的地物数量递减问题 他认为 原始地图与新编地图 两种比例尺分母之比的开放根与原始地图地物数量的乘积 便是新编地图所应选取的 地物数量 即 NB 新编地图地物数 NA 原始地图地物数 MB 新编地图比例尺分母 MA 原始地图比例尺分母 但是 选取的地物的多少 除了与比例尺有关外 还要受到多种因素的影 响 如地物的重要程度 各种用途地图符号尺寸不同等 因此 特普费尔 又在基本公式上增加了符号尺寸改正系数 C 和地物重要性改正系数 D 将公 式扩展为 1 符号尺寸符合开方根规律 即符号尺寸随比例尺缩小 则有 C1 1 2 符号尺寸不符合开方根规律 但新地图与原地图符号尺寸相同 线状地物 面状地物 6 6 简化的概念和分类 简化的概念和分类 概念 概念 可定义为显示空间数据的重要特征 删弃不重要的细部 分类 分类 质量特征的简化 数量特征的简化 图形特征的简化和地物内部 结构的简化 第五章第五章 1 1 地图符号的定义和分类 地图符号的定义和分类 定义 定义 地图符号是表达地图内容的基本手段 它由形状不同 大小不一 色彩 有别的图形和文字组成 地图符号是地图的语言 是一种图形语言 它与文字 相比 最大的特点是形象直观 一目了然 分类 分类 1 按符号的空间分布特征分 点状符号 线状符号 面积符号 体积符号 BAA MMNN BAA MMNNDC BAA MMNND BA2 MMC 2 BAA M MNND 2 BA3 M MC 3 BAA M MNND 2 从视觉上可分 形象符号 抽象符号 3 按比例关系分 依比例符号 不依比例尺符号 半依比例尺符号 2 2 量表的含义和应用 量表的含义和应用 当我们要描述一个地理现象的属性特征时 必然要涉及该属性数据的量度方法 根据被处理数据的属性 量表法可分为四种 定名量表 顺序量表 间距量表 比率量表 1 定名量表 定名量表 定名量表是最低水平的量表尺度 当我们只是定性地考虑地理 现象的差别时 便可采用定名量表对它们进行分类 而完全不考虑它们之 间的次序和数量差别 它以一个群体中出现频率最大的类别定名 定名量 表几乎不需要数学处理 只要找出它的代表属性就可以定名 2 顺序量表 顺序量表 是在分类的基础上 对具有同一定性特征的要素根据其定量特 征进行排序和分等 顺序量表显示地图符号的优 良 中 差或大 中 小 3 3 视觉变量的定义 分类和应用 视觉变量的定义 分类和应用 视觉变量是构成图形符号的基本要素 也称图形要素 在地图符号设计中正是通过这些量的 变化来表达地理现象间的差异的 视觉变量可划分为基本变量和从属变量两个层次 其中基本视觉变量包括 形状 尺寸 方向 颜色 网纹五个方面 其中 颜色变量的分量为色相 彩度 饱和度 亮度 网纹 的分量为排列 尺寸 样式 而排列又具有不同的方式 顺序 方向和间隔 4 4 视觉变量的感受效果表现在哪些方面 视觉变量的感受效果表现在哪些方面 聚类感受 视觉对比 层次结构 图形与背景 视觉平衡 5 5 颜色的三属性 三原色和常用的计算机表色系统 颜色的三属性 三原色和常用的计算机表色系统 色彩的三属性色彩的三属性 色相 亮度和彩度 也称为色彩三要素 光的三原色 光的三原色 红 绿 蓝 颜料的三原色 颜料的三原色 黄 品红 青 常用的几种计算机表色系统 常用的几种计算机表色系统 a RGB 模型 它用色光三原色红 Red 绿 Green 和蓝 Blue 来描述物体颜色的特征 b HSB 模型 它以色相 Hue 彩度或饱和度 Saturation 和 亮 度 Brightness 来描述物体颜色的特征 c CMYK 模型 它用青 Cyan 品 Magenta 黄 Yellow 和黑 Black 来描述物体颜色的特征 6 6 注记的配置原则和排列方式 注记的配置原则和排列方式 1 配置的原则配置的原则 a 注记不能压盖重要地理事物 b 注记与被注记地理事物的关系明确 c 图面注记的密度与被注记地理事物的密度一致 2 排列形式排列形式 a 点事物注记排列 四周 水平排列 b 线状事物注记排列 雁行排列 屈曲排列 c 面状事物注记排列 水平排列 垂直排列 雁行排列 屈曲排列 第六章第六章 1 1 用点状符号表示定性数据用点状符号表示定性数据 定位符号法定位符号法 点状符号通过准确的图面定位表达地理数据的质量和数量特征 这种符号 配置方式即为定位符号法 2 2 用点状符号表示定量数据用点状符号表示定量数据 符号的尺寸 点值法 分区统计图法符号的尺寸 点值法 分区统计图法 和定位图表法 和定位图表法 3 3 符号的尺寸符号的尺寸 非比率符号和比率符号 比率符号又可以分为绝对非比率符号和比率符号 比率符号又可以分为绝对 比率符号 条件比率符号 连续比率符号和分级比率符号 比率符号 条件比率符号 连续比率符号和分级比率符号 4 4 点值法点值法 关键是点值和点径的确定及布点方式的选择 关键是点值和点径的确定及布点方式的选择 5 5 定位图表法定位图表法 金子塔图 玫瑰图和分割圆 金子塔图 玫瑰图和分割圆 6 6 用线状符号表示定性数据用线状符号表示定性数据 线状符号法 动线符号线状符号法 动线符号 7 7 用线状符号表示定量数据用线状符号表示定量数据 线状符号的宽度线状符号的宽度 8 8 用面状符号表示定性数据用面状符号表示定性数据 质底法 范围法质底法 范围法 9 9 用面状符号表示定量数据用面状符号表示定量数据 分级统计图法 等值区域法 分级统计图法 等值区域法 10 10 等值线产生的动力 定义 特征和分类定义 等值线产生的动力 定义 特征和分类定义 定义 定义 地表上等位点连线在水平面上的投影 等值线产生的动力 等值线产生的动力 追求形象直观且在图上可以精确的定位与量测 等值线图具有以下特点 等值线图具有以下特点 1 等值线图形是对制图现象空间形态较好的几何模拟 2 等值线是封闭连续的曲线 同一等值线上数值处处相同 3 通常 等值线彼此不相交 但特殊情况下 如垂直的悬崖 可能 会重叠 4 在数值间隔相同的情况下 等值线愈密 空间的垂直变化就愈大 其几何形态上的坡度就愈陡 分类 分类 a 真等值线 真等值线 依据制图区域内三维空间的连续曲面所抽取的离散点构建的等 值线 b 伪等值线 伪等值线 有些数据是来自统计分区上的定量数据 它们属于由各个分区 单元转变为点值的相对数据 由这些数据衍生的等值线 11 11 等高线等高线 等高距 基本等高距 基本等高线 首曲线 等高距 基本等高距 基本等高线 首曲线 半距 半距 等高线 间曲线 和等高线 间曲线 和 1 41 4 距等高