地图制图与地理信息专业基础与实务中级考试内容

第一部分专业基础知识一、地图制图（一）地图的基本知识1、掌握地图的定义和基本特征地图是按照一定的数学法则、运用制图综合理论、应用地图符号系统，将地球表面缩绘于平面上，以达到反映各种自然和社会现象的空间分布、组合、联系、变化和发展的图件。四个基本特征数学法则、地图概括、符号系统、地理信息载体。2、掌握地图的基本功能地图功能定义地图效能与作用的抽象概括。包括信息传输功能、信息载负功能、模拟功能与认知功能等。地图信息传输功能地图是空间信息的图形传递形式，是信息传输工具之一。编图者须充分掌握原始信息，研究制图对象，结合用图要求，合理使用地图语言，将信息准确地传递给用图者。用图者须熟悉地图语言，深入阅读分析地图信息，形成对制图对象正确而深刻的认识。地图信息载负功能地图是信息的载体，可容纳大量信息。地图模拟功能地图作为再现客观世界的形象符号模型，不仅能反映制图对象空间结构特征，还可反映时间系列的变化，并可根据需要，通过建立数学模式、图形数字化与数字模型，经计算机处理完成各种评价、预测、规划与决策。地图认识功能包括通过图解分析可获取制图对象空间结构与时间过程变化的认识；通过地图量算分析可获得制图对象的各种数量指标；通过数理统计分析可获得制图对象的各种变量及其变化规律；通过地图上相应要素的对比分析可认识各现象之间的相互联系；通过不同时期地图的对比分析，可认识制图对象的演变和发展。发挥地图认识功能，就要充分发挥地图在分析规律、综合评价、预测预报、决策对策、规划设计、指挥管理中的作用。1/853、掌握地图的分类地图分类是根据地图某些特点与指标对其进行归并与区分。可按多种标准与方法分类，如地图比例尺、制图范围、地图内容、地图用途、地图形式等。地图比例尺决定地图内容表示的详细程度和地图量测精度。如按比例尺可分为大比例尺地图（大于110万）、中比例尺地图（110万1100万）、小比例尺地图（小于1100万）。按制图区域范围（自然区与行政区）分为全球地图、半球地图（东半球、西半球地图）、大洲地图（如亚洲地图、欧洲地图等）、大洋地图（如太平洋地图、大西洋地图等）、自然区域地图（以高原、平原、盆地、流域等为范围，如青藏高原地图、四川盆地地图、黄河流域地图等）和世界地图、国家地图、省（区）地图、县地图等。按地图内容可分为普通地图和专题地图两大类，前者又分为地形图和普通地理图。后者分为自然地图和社会经济地图（人文地图），必要时还可分出介于上述二者之间的环境地图。自然地图包括地质、地球物理、地貌、气候、陆地水文、海洋、土壤、植被、动物等部门专题地图，每一部门还可细分若干图种；社会经济地图包括人口、政区、工业、农业、交通运输、财经贸易、文化、历史等部门专题地图，每一部分也可细分为若干图种；环境地图包括环境污染与环境保护、自然灾害、疾病与医疗地理等部门专题地图。按用途可分为通用地图与专用地图，专用地图包括航空图、宇航图。航海图、交通图、旅游图、教学图等。按地图形式分为单幅地图、系列地图、地图集。按使用方式分为挂图与桌面图等。此外还有其他形式的触觉地图（盲人地图）、立体地图、发光地图、数字地图、屏幕地图、塑料地图、地球仪等。（二）熟悉地图的地理要素的内容地图地理要素是地图上最基本的地理内容。是具有位置、分布特点和相互关系的地理实体，是普通地图上的基本要素。包括水体、地貌、土质和植被等自然要素和居民地、交通网、政治行政界线、工农业设施和文化遗迹等社会经济要素。水体有江、河、湖、海等；地貌有各类平原、山地、丘陵及各种特殊地貌；土质植被有沙漠、森林、2/85灌丛、草地、沼泽等。居民地包括城市、集镇、乡村等；交通网包括铁路、公路、航运等及机场、车站、港口等附属建筑。它们在地图上的详细程度、精度、完备性主要取决于地图比例尺，比例尺愈大，表示地理要素愈详细，随着比例尺的缩小，内容概括程度也相应增加。此外，地图性质和用途不同，地理要素内容也有很大差别。如政区图一般强调行政区划界线和各级政治中心旅游地图强调风景点、游览区及旅游服务设施。地图三要素构成地图的基本内容，叫做地图要素。它包括数学要素、地理要素和整饰要素（亦称辅助要素），所以又通称地图“三要素”。（1）数学要素指构成地图的数学基础。例如地图投影、比例尺、控制点、坐标网、高程系、地图分幅等。这些内容是决定地图图幅范围、位置，以及控制其它内容的基础。它保证地图的精确性，作为在图上量取点位、高程、长度、面积的可靠依据，在大范围内保证多幅图的拼接使用。数学要素，对军事和经济建设都是不可缺少的内容。（2）地理要素是指地图上表示的具有地理位置、分布特点的自然现象和社会现象。因此，又可分为自然要素（如水文、地貌、土质、植被）和社会经济要素（如居民地、交通线、行政境界等）。（3）整饰要素主要指便于读图和用图的某些内容。例如图名、图号、图例和地图资料说明，以及图内各种文字、数字注记等。（三）地图符号定义表示地图要素的空间位置、质量和数量特征的特定图形记号或文字。1、了解基本图形变量定义人的视觉可以区分的形状、尺寸、方向、色彩、亮度、密度等基本图形元素。地图上能引起视觉变化的基本图形、色彩因素称为视觉变量，也叫图形变量。视觉变量是构成地图符号的基本元素。3/851967年法国贝尔廷领导的图形实验室经过多年的探讨，提出图形外观的差别是改变了形状、尺寸、方向、两度、色彩和密度的结果，称为视觉变量。近30年来，许多学者在肯定了他的视觉变量理论的同时，提出了多种构成图形要素的方案。我们认为，视觉变量是构成图形的基本要素，它包括形状、尺寸、方向、颜色、网纹五个方面。在细分时，颜色的三个特性可以理解为独立的视觉变量，而网纹中的三种组合，也分别具备视觉变量的特征。1形状变量是视觉上能够区别开来的几何单体。对于点状符号来说，符号本身就体现了形状的变量。形状变量在线状符号中是一个个形状变量的连续，在面状符号中是一排排形状的连续，而不是整线段或整个面积同属一个形状变量。2尺寸变形是组成不同形状的符号在量度上的变量。衡量尺寸变量要从几何面的直径、长、宽、高和多边形的面积作比较。3方向变量适用于长形或线状的符号。所谓方向变化是对图幅的坐标系而言，在整幅图中必须和地理坐标的经线或直角坐标线成同一的交角才不致混乱。4颜色变量是最活跃的一种视觉变量。颜色包括颜色和非颜色，颜色具有色相、亮度、彩度三种特性，而非颜色却只有亮度特性。颜色的三种特性对制图来说各有作用，因而也可以各自成为一种视觉变量。5网纹变量指在一个符号或面积内部对线条或图形记号的重复交替使用。网纹有许多种，可归纳为线划网纹、点状网纹和混合网纹。就网纹的组合来说，主要表现在方向、纹理和排列上，并且以整体特征被感受。网纹的纹理变量由间距相等的点或平行线段组成，线段可以是虚线、实线或波纹线。点状纹理也称晕点，线状纹理也称晕线。网纹的排列变量由规则或不规则、抽象或象形的形状所组成。2、掌握地图符号分类1按符号的空间分布情况有四种类型点位分布、线状分布、面积分布、体积分布。点位分布可以表现为存在于一个独立位置的事物、离散的空间现象、一个测量控制点、一座城市等，代表一个地区的国民经济统计图形，也算做点位分布。因此，点状符号在地图上算作是一个定位点。线状分布指存在于空间的有序现象，如河流、河堤、道路、运输线，他们可能扩散成一个宽带，以具有相对长度和路线为主要特征。因此线状符号在地图上是一个线段。4/85面积分布指事物的占有范围、连续的空间现象。因此面状符号在地图上是一块图斑。体积分布可以推想为从某一基准面向上下延伸的空间体，例如人口或一座城市，可以表示具有体积量度特征的有形实物或概念产物，这些空间现象可以构成一个光滑曲面。因此体积符号在地图上可以表现为点状、线状、面状三维模型。2按符号图形的构图特征（1）几何符号基本几何图形构成的较为简单的符号形状特征规则和不规则符号尺寸分级和比率结构变化特征组合结构和扩张结构（2）象形符号（3）文字符号3按对地图比例尺的依存关系上分地图符号可分为比例符号、半比例符号、非比例符号。4按符号表示的地理尺度分定性符号等级符号定量符号3、熟悉地图符号设计的方法地图主要是通过图形符号来传递信息的。地图符号的设计质量将直接影响到地图信息的传递效果。设计地图符号，除优先考虑地图内容各要素分类、分级的要求外，还应着重顾及构成地图符号的六个图形变量，即形状、尺寸、方向、亮度、密度和色彩。其中，尤以图形的形状、尺寸和色彩最为重要，被传统的地图符号理论称为地图符号的三个基本要素。符号的形状从图形角度出发，应使设计的符号图案化和系统化，并充分考虑到绘图和制图工艺的技术要求。符号的尺寸设计符号尺寸大小时，必须注意它的地图用途、比例尺、制图区域特点和读图条件等方面的联系，此外，要注意应与目视分辨能力、绘（刻）图和印刷技术能力相适应。5/85符号的色彩在地图符号设计上使用色彩可以简化地图符号的图形差别，减少符号的数量，加强地图各要素分类分级的概念，有利于提高地图的表现力。在色彩设计中，要注意以下主要原则正确利用色彩的象征意义，符合地图的主题及内容，顾及印刷和经济效果。（四）地图分幅和编号；1、掌握地图分幅和编号的方法与原则；分幅地图有两种基本的分幅形式，即矩形分幅和按经纬线分幅。矩形分幅按矩形分幅时，相邻图幅以直线划分，每个图幅均为矩形。矩形分幅可分为拼接的和不拼接的。拼接使用的矩形分幅是指相邻图幅有共同的内图廓线，使用时可按其共用边拼接起来。墙上的大型挂图和工程用的大比例尺地形图等大多采用这种分幅形式；不拼接的矩形分幅是指图幅之间没有共用边的，每个图幅都有各自的制图主区，各分幅图之间有一定重叠，有时还可以根据主区的大小变更地图的比例尺。地图集中的分区地图通常是这样分幅的。按经纬线分幅按经纬线分幅时，相邻图幅按经纬线进行划分，每个图幅一般为梯形。故又称梯形分幅。它是当前世界各国地形图和大区域的中、小比例尺分幅地图所采用的主要分幅形式。我国的基本比例尺地形图就是以国际的1100万地图为基础，按经纬线分幅的。地图编号的基本方法多幅地图中的每一幅图必须用一个特定的号码来标志，称为地图编号。常用的地图编号方法有行列式编号法、自然序数编号法、行列自然序数编号法等。我国的150万、125万、110万各比例尺地形图的原编号就是采用这种形式。2、熟悉国家基本比例尺地图的分幅与编号。我国基本比例尺地形图的分幅与编号系统多次改变，情况复杂，其演变过程大致分为四个阶段，1969年以前（第一阶段）我国基本比例尺地形图的分幅与编号完全是套用苏联的分幅与编号系统和方法留在19691973年期间（二阶段），其分幅与编号系统和方法不变，只是对图幅代号作了大量改动；在19741989年期间（三阶段），对原分幅与编号系统作了个别调整，对于图幅代号重新作了改动，但编号方法不变；1992年以后（四阶段），开始实施直接在1100万图幅基础上进行分幅，按行列式编号的6/85全新方案。在新的分幅与编号系统中。1100万图幅仍采用国际分幅与编号方法。150万15千图幅的编号均以1100万图号为基础图号，在其后接加某比例尺的代码和该图幅在1100万图幅中所处的行号和列号。150万、125万、110万、15万、125万、11万、15千个比例尺的代码依次为BCDEFGH。某比例尺图幅的行号和列号是将1100万图幅按规定的纬差和经差划分成若干行和若干列，依照横行从上到下，纵列自左而右，按数字顺序从001开始，三位数字进行编号。新颁布的地形图编号格式，它是由图幅所在的1100万图幅的行号（1位）和列号（2位），比例尺代码（1位）、本图幅位于1100万图幅中的行号（三位）和列号（三位）共十位数码组成。20世纪7080年代的分幅编号图幅大小比例尺经差纬差分幅编号示例1100万64列号A,B,V,行号1,2,60J50150万321幅1100万图分成4幅1100万图编号后加A,B,C,DJ50A120万1401幅1100万图分成36幅1100万图编号后加1,2,36J503110万30201幅1100万图分成144幅1100万图编号后加1,2,144J50515万15101幅110万图分成4幅110万图编号后加A,B,C,DJ505B125万73051幅15万图分成4幅15万图编号后加1,2,3,4J505B411万3452301幅110万图分成64幅110万图编号后加1,2,64J50515150万、120万、110万分幅编号示意图7/8515万、125万、11万、15千分幅编号示意图20世纪90年代后的分幅编号比例尺150万125万110万15万125万11万15千代码BCDEFGH比例尺图幅大小分幅示例8/85经差纬差1100万64J50150万321幅1100万图分成4幅22J50B001002125万13011幅1100万图分成16幅44J50C003003110万30201幅1100万图分成144幅1212J50D01001015万15101幅1100万图分成576幅2424J50E017016125万73051幅1100万图分成2304幅4848J50F04200211万3452301幅1100万图分成9216幅9696J50G09300415千15251151幅1100万图分成36864幅192192J50H150140这里的大比例尺地图是指比例尺大于15000的地图。1分幅大比例尺地图多采用矩形分幅，图幅大小一般为5050CM或5040CM。2编号图廓西南角的坐标法（最常用）、流水编号法、行列编号法等多种方法。如，某11000地图的西南角坐标为X83500M，Y15500M，则其编号为835155（公里值）。（五）地图编绘；1、掌握地形图编绘；地图编绘事地图编绘人员根据地图设计书编绘新图的过程，其结果是完成地图的编绘原图的制作。编绘原图是指根据编图资料，在室内采用一定的技术方法，将资料上的内容转绘到展会有数学基础的图纸上，并按地图设计书和编绘规范的要求经过制图综合和描绘而制作的地图。主要工作包括计算和展绘地图数学基础，转绘地图内容和编绘地图内容。地形图的生成与编绘PPT2、了解专题图编绘；（一）资料的收集、分析和处理1资料的收集（1）地图资料（2）遥感影像资料（3）数据资料（4）文字资料2编图资料的分析评价9/85（1）总要求1）政治性2）科学性3）完备性4）现势性（2）对统计资料的要求定位性同时性统一指标3编图资料的加工处理改变原有的分类、分级将一种数量、质量指标换算为另一种整理为统一的可比的形式表示方法的改变（二）制订编图大纲1编图的总则、任务和制图区域确定制图区域的范围和地理特点编图的规范、类型、图名、用途和要求等地图的主要参数开本比例尺投影2制图资料及说明图例、图型、比例尺、图号、出版机关和日期、测图编图和制图日期编制地图所用的原始资料投影坐标系和测量控制全部资料中局部精度差别和现势性差别资料内容要素的分类和表示方法资料的完备性、地理合理性、地名的正确性资料的优缺点使用资料的结论3制订编图方法编图方法的规定。一般的编图方法各要素的综合方法10/85地理特征从补充资料转绘的，要说明资料来源要素的分类和表示方法规定的容量和选取标准描绘的次序概括的方法和程序和其他要素的协调配置注记4制印准备工作确定印刷原图的数量、分版清绘方案、清绘比例尺普染参考图、分染参考图的数量和制作方法、清绘和图廓外整饰的特点、符号尺寸的限差5地图印刷印刷的色数印刷地图时线划整饰和彩色整饰特点彩色适印样图的制作方法及要求应遵守的标准6附件（三）专题地图内容选择和图例设计1、专题地图内容的选择（1）专题地图内容要素的选取一方面，选取与主题内容有关的各种要素，使内容丰富另一方面，由于地图用途、比例尺、载负量、制图表示方法、符号的特点和颜色的数量等的限制，使地图内容针对性强，清晰易读在设计时，内容选取的合理解决，为的是在地图上表示全部最主要的，而同时补充次要的内容。（2）表示方法的选择影响因素被表示物体和现象所要求的精度和定位程度、制图资料的情况、11/85专题数据的特点、地图的用途、比例尺和区域特点。2、图例设计图例是地图上所使用全部地图符号的说明。1图例设计要求完备与一致性，以及图例系统的科学性，要体现出艺术性、系统性，易读性，并且容易制作。图例系统的科学性主要在于能设计出专题内容的科学体系，如各要素的层次及相互关系，指标的分类分级，转换成图例系统的顺序位置，明确标出质量概念及其所代表的数值、单位等。在以色阶表现数量差异时，按惯例应从左到右或从上到下，分级数据顺序从小到大排列。（2）图例设计的方法显示数量特征的解析图的图例简单类型图的图例应反映分类的关系，注意排列的结构对多个类型分类的地图图例，不同分类系统的符号应该有明显区别对于组合地图，在图例中应对组合类型的标志予以阐明综合性图种（若干种现象的不同特征的集合），图例的结构原则根据地图内容各要素进行符号分组；各组符号又按其要素的相对意义和相互关系，按顺序配置；每组内部的符号予以合理安排。（四）地理底图的编制1地理底图的作用建立专题地图的骨架转绘专题内容的控制系统更深入的提取专题地图的信息2地理底图的内容和类型（1）内容选取总的要求既能反映专题内容的分布特征，又使图面清晰易读，不致干扰专题内容影响因素地图的主题和用途12/85比例尺大小制图区域的地理特征专题内容表示方法（2）类型工作底图供编绘专题内容用的地理基础。内容详细。出版底图成图上的地理基础。内容简略，主要作用定位和体现专题内容与有关地理要素的相互关系。（五）作者原图的编制专题地图的作者将专题内容编绘在工作底图上而得到的编稿图，称为作者原图作者应提供编图的原始数据及必要的文字说明（六）编绘原图的编制1、概念将作者原图转绘于出版底图上就形成了编绘原图2、编绘要求对作者原图的内容进行综合、概括按设计要求进行正确的描绘进行图面配置和整饰3、图面配置图面内容安排也可称图面配置，指地图的主图及辅助要素在图面上的位置和大小的一种安排。配置原则既要充分地利用地图幅面；又要使图面配置在科学性、艺术性和清晰性方面相互协调。1良好的图面配置总体效果A符号及图形的清晰与易读；B整体图面的视觉对比度强；C图形突出于背景；D图形的视觉平衡效果好；E图面设计的层次结构合理2图面内容的安排A主图专题地图图幅的主题，应占有突出位置及较大的图面空间。第一，在区域空间上，要突出主区与邻区是图形与背景的关系，增强主图区域的13/85视觉对比度。第二，反映出该区域与四邻之间的联系第三，主图的方向一般应按惯例定位上北下南。特殊情况下可适当偏离，但要明确指向线。第四，移图，制图区域的形状，地图比例尺与制图区域的大小难以协调时，可将主图的一部分移到图廓内较为适宜的区域，这就成为移图。移图与主图区域关系的表示应当明白无误。第五，重要地区扩大图，对主图中专题要素密度过高，难以正常显示专题信息的重要区域，可适当采取扩大图的形式处理。扩大图的表示方法应与主图一致B副图，指补充说明主图内容不足的地图C图名，图名要尽可能简练确切。组成图名的三要素区域、主题和时间。图名是展示地图主题的最直观形式，应当突出、醒目。D图例，位置应安排在读者读图的方便处挂图图的下方，桌面用图视纸面安排的可能，图的两侧或下方。如图例量大，分成几部分安排在地图的空白处，应保持从左至右，从上而下的自然连续性。E比例尺，专题地图的比例尺一般被安置在图名或图例的下方。F统计图表与文字说明，是对主题的概括与补充比较有效的形式。G图廓，单幅图地图一般都以图框作为制图的区域范围。（七）出版准备将编绘原图照相在清绘图版上晒成蓝图然后在蓝图上按照规定的要求进行清绘并剪贴注记，制成印刷原图。3、熟悉数字地图编绘编辑准备这一阶段的工作与传统的制图过程基本相同，包括收集、分析评价和确定编图资料，根据编图要求选定地图投影、比例尺、地图内容、表示方法等,并按自动制图的要求做些编辑准备工作。数据输入（数字化）将具有模拟性质的图形和具有实际意义的属性转化为计算机可接受的数字，称为数字化。数字化的方法有手扶跟踪和扫描数字化两种。栅格化；矢量化分层；属性数据录入。14/85数据编辑和符号化这是数字制图的核心工作，数字化信息输入计算机后要进行两方面处理一是对数字化信息本身做规范化处理，主要有数据检查、纠正，重新生成数字化文件，转换特征码，统一坐标原点，进行比例尺的变换，不同资料的数据合并归类等；另一方面是为实施地图编制而进行的数据处理，包括地图数学基础的建立，不同地图的投影变换，对数据进行选取和概括，各种专门符号、图形和注记的绘制处理。图形单元的修改与增删；图幅拼接；坐标变换；符号化。图形输出阶段图形输出是将经计算机处理后的数据转换为图形，可以在显示器的屏幕上显示，可以存贮在磁盘上，也可以通过绘图仪或打印机以纸质输出。图面配置；输出输出设备类型、纸张、幅面、比例尺、颜色等。（六）掌握地图设计和编制（基本内容、技术要求、作业流程）地图设计和编制PDF（七）熟悉地理底图的设计与编制（基本方法、技术要求）地理基础底图的设计与编制PDF（八）了解普通地理和专题地图内容、表达方法普通地理图普通地理图简称地理图，指比例尺小于1100万的以概括的手法反映自然地理要素和社会经济特点的地图。它反映制图区域内的水系，土壤地貌、居民点、交通网、国家等内容。反映这些地理要素的总特征及分布规律。地理图主要是根据地形图和其他资料在投影网上绘制的。它可以作为了解一个大区域环境的参考用图，并可用来编汇地图集及教学用图。专题地图专题地图是指突出而尽可能完善、详尽地表示制图区内的一种或几种自然或社会经济（人文）要素的地图。专题地图的制图领域宽广，凡具有空间属性的信息数据都可用其来表示。其内容、形式多种多样，能够广泛应用于国民经济建设、教学和科学研15/85究、国防建设等行业部门。专题地图和普通地图相比，具有独特的特征。1基本类型按内容性质分类专题地图按内容性质分类可分为自然地图、社会经济（人文地图）和其他专题地图。自然地图反映制图区中的自然要素的空间分布规律及其相互关系的地图称为自然地图。主要包括地质图、地貌图、地势图、地球物理图、水文图、气象气候图、植被图、土壤图、动物图、综合自然地理图（景观图）、天体图、月球图、火星图等。社会经济（人文）地图反映制图区中的社会、经济等人文要素的地理分布、区域特征和相互关系的地图称为社会经济地图。主要包括人口图、城镇图、行政区划图、交通图、文化建设图、历史图、科技教育图、工业图、农业图、经济图等。其他专题地图不宜直接划归自然或社会经济地图的，而用于专门用途的专题地图。主要包括航海图、宇宙图、规划图、工程设计图、军用图、环境图、教学图、旅游图等。按内容结构形式分类分布图、区划图、类型图、趋势图、统计图。分布图是指反映制图对象空间分布特征的地图。如人口分布图、城市分布图、动物分布图、植被分布图、土壤分布图等。区划图是指反映制图对象区域结构规律的地图。如农业区划图、经济区划图、气候区划图、自然区划图、土壤区划图等。类型图是指反映制图对象类型结构特征的地图。如地貌类型图、土壤类型图、地质类型图、土地利用类型图等。趋势图是指反映制图对象动态规律和发展变化趋势的地图。如人口发展趋势图、人口迁移趋势图、气候变化趋势图等。统计图是指反映不同统计区制图对象的数量、质量特征，内部组成及其发展变化的地图。2主题地图的构成要素任何一幅专题地图基本上是由主题要素和底图要素两个层面构成，较复杂的专题地图则由两个以上的层面构成，即最主要的主题要素在第一层平面，次要主题要素在第二层面，更次要主题要素在第三层面，依次类推，底图要素则处底层平面。16/85主题要素是专题地图重点和突出表达的内容，是图面主体部分。主题要素表示的优劣决定了专题地图的科学性。底图要素是制作专题地图的地理基础，即主题要素是编制在底图上的。底图要素不仅是作为描绘主题要素的骨架，用来定向和确定相对位置；而且反映主题要素和周围环境相互联系、制约的密切关系，起衬托主题作用。底图质量的优劣决定了专题地图的数学精确性和地理相关性。普通地图是编制专题地图的基础，即普通地图常作为专题地图的底图。3专题要素的特征专题要素的空间分布特征一是呈点状分布或在实地占面积不大，如采矿点、城镇等；二是呈带状分布，如旅游路线、交通线、江河、客流路线等；三是呈面状分布，可分为连续而布满制图区的，如地貌、气候等；间断呈片状分布的，如城区、湖泊、公园、森林等；大范围内呈分散分布的，如动物、人口等。其中点状分布和面状分布是相对而言的，如城市，在全国城镇分布图上，诸城市可能成为点；而在某城市地图上，该城市又变为面。专题要素的时间态特征一是限定在某特殊时刻的，如今天或某日期的经济收入值、客流总数、基础设施数等，可包括过去的、目前的和将来的。二是表示某一段月份内、年份内的，如210月的游客数，20002003年各年度的经济总收入等。三是某年度内的周期性变化，如某年内各月的气温变化、降水变化等。专题要素的可示特征在大千世界中，凡具有空间特征的信息资料及事物现象，都可用专题地图的形式来表达。专题地图种类繁多、复杂多样，其专题要素可被表示的特征主要有专题要素的空间分布特征，如铁路线分布、城市分布等；专题要素的质量特征（类别、性质），如小麦地、稻地等；专题要素的数量指标，如亩产、总产量等；专题要素的内部组成，如农作物中优良、一般和低产品种的构成比重；专题要素的动态变化，如制图区内小麦总产的年度变化；专题要素的发展趋势，如小麦产量预测等。专题地图的符号图形回答这是什么在哪里有多少构成怎样过去和现在怎样将来怎样等问题。4专题要素的表示方法点状要素的表示方法定点符号法点状要素常用定点符号法表示，简称符号法。它是用各种不同形状、大小、颜色和17/85结构的符号，表示专题要素的空间分布及其数量和质量特征。通常符号的位置表示专题要素的空间分布，形状和颜色表示质量的差别，大小表示数量的差别，结构符号表示内部组成，定位扩展符号表示发展动态。线状要素的表示方法线状符号法线状或带状分布要素，通常用颜色和图形表示线状要素的质量特征，如用颜色区分不同的旅游路线、不同时期内的客流路线、不同的江河类型等；用符号粗细表示等级差异；符号的位置通常描绘于被表示事物的中心线上（如交通线），有的描绘于线状事物的某一侧，形成一定宽度的彩色带或晕线带（如海岸类型、境界线晕带等）；用符号的长短表示专题要素的数量，如用公路符号的长短表示公路的长度。线状符号法常用来编制水系图、交通图、地质构造图、导游图以及路线图等。面状要素的表示方法面状要素按空间分布特征可归纳为三种形式一为布满制图区的要素，可用质底法、等值线法和定位图表法表示；二为间断呈片状分布要素，可用范围法表示；三为离散分布要素，常用点值法、分级比值法、分区统计图表法和三角形图表法表示。质底法又叫底色法，是在区域界线或类型范围内普染颜色或填绘晕线、花纹，以显示布满制图区域专题要素的质量差别，常用于各种类型图和区划图的编制，如地貌类型图、农业区划图、气候类型图等等值线是连接某种专题要素的各相同数值点所成的平滑曲线，如等高线、等温线、等降水量线、等海深线等。常用于表示地面上连续分布而逐渐变化的专题要素，并说明这种要素在地图上任一点的数值和强度，它适用于表示地貌、气候、海滨等自然现象。定位图表法是把某些地点的统计资料，用图表形式绘在地图的相应位置上，以表示该地某种专题要素的变化。常用柱状图表中的符号高度（长短）或曲线图表表示专题要素的数量变化。如各月或各年度风向、风力的变化，降水量、气温变化等，均可采用此方法。范围法区域法）是用轮廓界线来表示制图区内间断而成片状分布专题要素的区域范围，用颜色、晕线、注记、符号等整饰方式来表示事物类别；用数字注记表示数量。间断成片状分布专题要素（如森林、资源、煤田、石油、某农作物、自然保护区等）的表示常采用范围法。点值法（点数法）是在图上用一定大小、相同形状的点子表示专题要素的数量、区18/85域分布和疏密程度的方法。该法用于表示分布不均匀的专题要素，如人口分布、资源分布、农作物分布、森林分布等。分级比值法分级统计图法，是把整个制图区域按行政区划或自然分区）分成若干小的统计区；然后按各统计区专题要素集中程度（密度或强度）或发展水平划分级别，再按级别的高低分别填上深浅不同的颜色或粗细、疏密不同的晕线，以显示专题要素的数量差别。同时，还可用颜色由浅到深（或由深到浅），或晕线由疏到密（或由密到疏）的变化显示出要素的集中或分散的趋势。分区统计图表法是把整个制图区域分成几个统计区（按行政区划单位或自然分区），在每个统计区内，按其相应的统计数据，设计出不同形式的统计图形，以表示各统计区内专题要素的总和及其动态。可用来编制资源图、统计图、经济收入图、经济结构图等。其他表示方法移动要素表示方法动线法移动要素（如货物流、客流、气团移动路线、交通车流等）的表示方法，常采用动线法。动线法是用各种不同形状、颜色、长度、宽度的箭形符号，表示专题要素移动的方向、路线、数量、质量、内部组成以及发展动态的方法内部结构表示法三角形图表法三角形图表法的成图是一种类似于质底法的地图，但其主要揭示事物现象的内部结构特征，这种图的分区范围是各行政单元或统计区，三角形图表是作为图例形式出现的。其他方法此外，在专题地图上还常使用柱状图表、剖面图表、玫瑰图表、塔形图表、三角形图表等多种统计图表，作为地图的补充。上述各种方法，经常是配合应用的。专题地图应用广泛，在经济和国防建设、科学研究及文化教育中均起重要作用。专题地图内容是各学科长期研究积累的知识的高度概括，又为深入研究和指导生产提供科学依据。（九）熟悉基于地图数据库的地图生产技术和流程19/85设计和建立数据库步骤用户需求调查和评价。确立建库范围和使用目标、查询方式、数据库大致规模和完成期限。资料搜集和评价。根据用户要求进行广泛的资料源调查、登记造册、并进行质量评价，编制目标资料评价表，确定基本地图，划定研究范围，估算数据量。环境准备。地图数据库必须依靠机助地图制图系统的支持,在确定的系统规模和数据量估算基础上,准备必须的系统硬件和配套软件。地图数据库概念设计。主要是确定地图数据库的要素层、图形特征层、分区和命名、文件索引结构，建立控制点文件，形成数据库的基本框架。编写数据字典。数据字典是描述数据的信息，每一种图形特征层都须有一个对应的数据字典，规定出该图形特征层的属性表中每一数据项的名称、数据类型、宽度（包括小数点后面位数）、别名等。资料编辑加工。无论是图形资料还是数据资料，在入库前都必须进行必要的编辑加工，尤其是图形资料。数字化和编辑。实现图形数字的转换，并采用联机编辑和脱机编辑两种方式反复检查、改正，最后产生净化的数字文件，做好插入数据库前的准备工作。属性数据，可采用人机交互和批处理两种方式分别入库，最后完成属性代码表和图形属性表的联结。插入数据库。净化的数字文件，需按照确定的数据库框架插入规定的位置，全部文件插入后，数据库才算建成。试运行。这是对数据库进行实际测量和评价。如果发现问题，还必须返回核对原始资料，再组织重新入库，以确保数据库的数据质量。数据库的运行和更新。地图数据库系统提供各种查询方式和显示方式，包括定位查询、定性查询、逻辑查询等。查询结果可以屏幕显示,拷贝,也可以制表、打印，或采用绘图仪输出各种地图。要及时地更新数据库，以确保数据库中数据的现势性和可靠性。（十）了解“4D”产品与应用4D产品通过一系列地理信息系统分析处理得到的数字线划地图DLG、数字正射20/85影像图DOM、数字高程模型DEM和数字地形模型DTM等信息产品。DEM的应用，在于通过计算机采用一定的算法，能够很方便地将DEM数据转换为等高线、透视图、断面图、坡度图以及专题图等各种衅解产品，或者按照用户的需求计算出体积、空间距离、表面覆盖面积等工程数据和统计数据以及进行通视分析、域特征地貌与地形自动分割等。DRG可作为背景用于数据参照或修测其他地理相关信息，用于数字线划地图（DLG）的数据采集、评价和更新，还可与数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）等数据信息集成使用，派生出新的可视信息，从而提取、更新地图数据，绘制纸质地图。DOM具有精度高、信息丰富、直观真实等优点，可用作为背景控制信息，评价其他数据的精度、现实性和完整性；可从中撮自然资源和社会发展信息，为防止灾害和公共设施建设规划等提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。在城市测绘领域，DOM被广泛应用于城市规划设计、交通规划设计、城市绿化覆盖率调查、城市建成区发展调查、风景名胜区规划、城市发展与生态环境调查与可持续发展研究等诸多方面，取得了显著的社会与经济效益。DLG满足地理信息系统进行各种空间分析要求，视为带有智能的数据。可随机地进行数据选取和显示，与其他几种产品叠加，便于分析、决策。4D产品构成了地理信息系统的基础数据框架，是其他信息空间载体，用户可依据自身的要求，选择适合自己的基础数据产品，研制各种专题地理信息系统。如在电力管理信息系统中引入适当的GIS系统，可以为电力管理提供行之有效的辅助决策方法；地理信息系统应用于地名数据库管理，提高人们对城市的监控能力；地理信息系统应用于房地产管理，将空间数据与大量的非空间数据（属性数据）结合起来，为维护主地产市场正常、高效运行发挥重要作用；地理信息系统应用于规划管理，提高办事效率，而且利用矢量数据（DLG）与栅格数据（DOM）相结合，使GIS的信息表达更加丰富，形象生动，而且为系统交通、管线、通信、银行、土地等部门。随着国家将基础测绘列入国民经济和社会发展计划，全国许多省市政府把基础地理数据产品建设作为省级基础测绘的重点，目前，全国15万基础地理数据的更新和建库已经完成，11万基础地理数据的更新和建库正在建设中。做为城市测绘部门，在不断完善大比例尺基础地理数据产品的更新和建库，建立一个良性数据更新，维护体系的同时，应建立基于中小比例尺数字产品的基础地理产品21/85库，并在此基础上做深层次的开发应用，最终纳入到基础地理信息系统的管理中。目前数字城市作为城市建设的一个热点，已得到各级政府的广泛重视，有些地区已进入前期的实施阶段，基础地理信息数据库作为数字城市的基础框架，在数字城市的建设中发挥着重要作用。（十一）熟悉国家基本地图的类型与应用特点一按区域范围分类分为世界图、国家图、分区图、省图、市县图、乡镇图等；二按地图内容分类分为两大类，普通地图和专题地图。普通地图是以相对平衡的详细程度表示地球表面上的自然地理和社会经济要素基本要素包括居民地、交通网、水系、地貌、境界、土质植被等的地图。其中详细表示地面的各基本要素的叫地形图；内容比较概略，但主要目标很突出，以反映各要素基本分布规律为主的地图称为地理图；介于两者之间的叫地形地理图。专题地图是以普通地图作为底图基础的，重点反映某一种或几种专门的要素，依内容要素可分为自然地理图、社会经济地图和工程技术图。三按比例尺分类大比例尺地形图15千125万比例尺地形图中比例尺地形图15万125万比例尺地形图小比例尺地形图150万1100万比例尺地形图我国称11万、125万、15万、110万、125万、150万、1100万七种比例尺普通地图为国家基本比例尺地形图按国家测绘局制定的统一技术标准制图规范、图式。（十二）熟悉国家基本比例尺的划分目前中国采用的基本比例尺系统为15百、11千、12千、15千、11万、125万、15万、110万、125万、150万、1100万等十一种。过去曾用120万，后改为125万。22/85二、地理信息工程（一）地理信息的基本概念1、掌握地理信息的定义及特点定义地理信息GEOGRAPHICINFORMATION是指与空间地理分布有关的信息，它表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征，联系和规律的数字、文字、图形、图象等的总称。地理信息属于空间信息。特性地理信息除具备信息的一般特性外，还具备一下独特特性区域性地理信息属于空间信息，其是通过数据进行标识的，这是地理信息系统区别其他类型信息最显著的标志，是地理信息的定位特征。区域性即是指按照特定的经纬网或公里网建立的地理坐标来实现空间位置的识别，并可以按照指定的区域进行信息的并或分。多维性具体是指在二维空间的基础上，实现多个专题的地三维结构。即是是指在一个坐标位置上具有多个专题和属性信息。例如，在一个地面点上，可取得高程，污染，交通等等多种信息。动态性主要是指地理信息的动态变化特征，即时序特征。可以按照时间尺度将地球信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、作物估产）、长期的（如城市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气候变化）等。从而使地理信息常以时间尺度划分成不同时间段信息，这就要求及时采集和更新地理信息，并根据多时相区域性指定特定的区域得到的数据和信息来寻找时间分布规律，进而对未来作出预测和预报。2、掌握地理信息源的种类地理信息系统的数据源是指建立地理信息系统数据库所需要的各种类型数据的来源。地理信息系统的数据源是多种多样的，并随系统功能的不同而不同，主要包括以下各23/85种地图各种类型的地图是GIS最主要的数据源，因为地图是地理数据的传统描述形式，是具有共同参考坐标系统的点、线、面的二维平面形式的表示，内容丰富，图上实体间的空间关系直观，而且实体的类别或属性可以用各种不同的符号加以识别和表示。我国大多数的GIS系统其图形数据大部分都来自地图。遥感影像数据遥感影象是GIS中一个极其重要的信息源。通过遥感影象可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息，航天遥感影象还可以取得周期性的资料，这些都为GIS提供了丰富的信息。但是因为每种遥感影象都有其自身的成像规律、变形规律，所以对其的应用要注意影象的纠正、影象的分辨率、影象的解译特征等方面的问题。统计数据国民经济的各种统计数据常常也是GIS的数据源。如人口数量、人口构成、国民生产总值等等。实测数据各种实测数据特别是一些GPS点位数据、地籍测量数据常常是GIS的一个很准确和很现势的资料。数字数据目前，随着各种专题图件的制作和各种GIS系统的建立，直接获取数字图形数据和属性数据的可能性越来越大。数字数据也成为GIS信息源不可缺少的一部分。但对数字数据的采用需注意数据格式的转换和数据精度、可信度的问题。各种文字报告和立法文件各种文字报告和立法文件在一些管理类的GIS系统中，有很大的应用，如在城市规划管理信息系统中，各种城市管理法规及规划报告在规划管理工作中起着很大的作用。对于一个多用途的或综合型的系统，一般都要建立一个大而灵活的数据库，以支持其非常广泛的应用范围。而对于专题型和区域型统一的系统，则数据类型与系统功能之间具有非常密切的关系。24/85（二）熟悉地理信息与地理信息工程的关系GIS的开发建设和应用是一项系统工程，涉及到系统的最优设计、最优控制运行、最优管理，以及人、财、物资源的合理投入、配置和组织等诸多复杂问题。需要运用系统工程、软件工程等的原理和方法，结合空间信息系统的特点进行实施建设。地理信息系统的开发研究分为四个阶段系统分析、系统设计、系统实施、系统评价及维护。系统分析阶段的需求功能分析、数据结构分析和数据流分析是系统设计的依据。系统分析阶段的工作是要解决“做什么”的问题，它的核心是对地理信息系统进行逻辑分析，解决需求功能的逻辑关系及数据支持系统的结构，以及数据与需求功能之间的关系；系统设计阶段的核心工作是要解决“怎么做”的问题，研究系统由逻辑设计向物理设计的过渡，为系统实施奠定基础。（三）熟悉地理信息工程与地理信息系统或地理信息产业的关系定义地理信息系统（GIS，GEOGRAPHICINFORMATIONSYSTEM）是一门综合性学科，结合地理学与地图学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，也有称GIS为“地理信息科学”（GEOGRAPHICINFORMATIONSCIENCE）。可以分为以下五部分人员，是GIS中最重要的组成部分。开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务，开发处理程序。熟练的操作人员通常可以克服GIS软件功能的不足，但是相反的情况就不成立。最好的软件也无法弥补操作人员对GIS的一无所知所带来的负作用。数据，精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。硬件，硬件的性能影响到处理速度，使用是否方便及可能的输出方式。软件，不仅包含GIS软件，还包括各种数据库，绘图、统计、影像处理及其它程序。过程，GIS要求明确定义，一致的方法来生成正确的可验证的结果。地理信息系统的组成GIS属于信息系统的一类，不同在于它能运作和处理地理参照数据。地理参照数据描述地球表面包括大气层和较浅的地表下空间空间要素的位置和属性，在GIS中的25/85两种地理数据成分空间数据，与空间要素几何特性有关；属性数据，提供空间要素的信息。地理信息系统（GIS）与全球定位系统GPS、遥感系统RS合称3S系统。一个地理信息系统GIS是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统。在严格的意义上,这是一个具有集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统。例如，根据在数据库中的位置对数据进行识别。实习者通常也认为整个GIS系统包括操作人员以及输入系统的数据。地理信息系统（GIS）技术能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划。例如，一个地理信息系统GIS能使应急计划者在自然灾害的情况下较易地计算出应急反应时间，或利用GIS系统来发现那些需要保护不受污染的湿地。地理信息产业地理信息产业是以现代测绘技术和信息技术为基础发展起来的综合性产业。既包括GIS地理信息系统产业、卫星定位与导航产业、航空航天遥感产业，也包括测绘业和地理信息技术的专业应用，还包括LBS基于位置服务、地理信息服务和各类新兴技术及其应用。地理信息将我们居住的地球以数字形式展现在世人面前，你可以在“远在天边，近在咫尺”的“地球村”中畅游。从卫星遥感影像中看南极，各国建在南极的科考站尽收眼底，包括我国的长城站和中山站；关心足球运动的人，借助电子地图引你到历届世界杯决赛场馆中漫游。这是网络的神奇，这是信息技术带给我们的惊奇，这是地理信息系统产生的魔力。（四）掌握空间数据与属性数据空间数据定义空间数据是用来描述来自于现实的目标，将数据统一化，借以表明空间实体的形状大小以及位置和分布特征。定位的定义定位是指在已知的坐标系里空间目标都具有唯一的空间位置；定性是指有关空间目标的自然属性，它伴随着目标的地理位置；时间是指空间目标是随时间的变化而变化；空间关系通常一般用拓扑关系表示。空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空26/85间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。空间数据是数字地球的基础信息，数字地球功能的绝大部分将以空间数据为基础。现在空间数据已广泛应用于社会各行业、各部门，如城市规划、交通、银行、航空航天等。随着科学和社会的发展，人们已经越来越认识到空间数据对于社会经济的发展、人们生活水平提高的重要性，这也加快了人们获取和应用空间数据的步伐。空间数据是数据的一种特殊类型。它是指凡是带有空间坐标的数据，如建筑设计图、机械设计图和各种地图表示成计算机能够接受的数字形式。空间数据结构SPATIAID