地图学第1章-地图的基本知识VIP

第1章地图的基本知识,晋蓓,讨论题,举例说说在生活、生产及学习中见到的地图你对地图有什么样的认识？有哪些相关课程的学习？学习了这门课你希望有什么样的收获？,认识地图-世界地图,-中国地图,-美国地图,-北京地图,-巴厘岛地图,-游戏地图,-有趣的地图,三维地图,西北农林科技大学校园,以图形作为人类传输地理信息的工具，已经存在几千年，经历了几千年来社会的发展。从远古时代，在文字产生之前，我们的祖先就学会用图来描述和分析地球表面空间事物，用于交通运输、农田水利、市政建设管理、疆土区域的划分以及行军打仗等。,地图发展简史,古代人类在生存斗争中，伴随着渔猎、耕作的实践活动，积累了相当丰富的地理知识，为了记载生活资料的产地，将其用图形模仿的方法记载下来，作为以后活动的指导。古代的图画、地图和文字实际上并没有什么显著的差别。,公元前一千五百年椰子签和贝壳制成的航海图,人类最初的制图活动限于经常活动的地区内目力所及的范围。扩大了地图的描绘对象，发展到当时人类已知世界的范围，出现了巴比伦人的“世界”地图和中国古代的“世界”地图。包含有大量神秘和想象的内容。,由于地图是在人们的实践活动中产生的，原始地图大都服务于某一项专门的生产操作，所以最早的地图是“专门”地图，后来在很多的“专门”地图中找到了一些共同的地形因素，才出现了以表示地势河川、居民地和道路为主的“普通”地图。,1418年的中国古代地图,马王堆汉墓出土的地形图（约公元前两百年）,马王堆出土的驻军图（约公元前两百年）,禹迹图（约公元一千一百三十七年）,宋代绘刻的禹迹图，是我国现存最早的石刻地图之一，原石现在保存在陕西西安的碑林中。,清末地理学家魏源编制的海国图志世界地图集,地图是在人们不断认识的基础上发展起来的，它是人们认识周围客观环境和事物的结果。然而，在认识世界的每一次深化过程中，又常常以地图作为依据，所以地图又是人们认识周围环境和事物的工具。,中国卫星影像图,可进入地图,由以上地图展示可知，人类以地图作为认识客观世界、传递时空信息的方式之一，不但没有被其他形式所代替，却随着科学技术的进步，使地图的制作精度不断提高，表现形式更加多样、应用功能不断扩大、制图理论日趋成熟。地图成为生产建设、科学试验、日常生活不可或缺的工具，地图学也发展为一门具有完善学科体系及多层次地图理论的综合性学科。,第一节地图的基本知识,一、地图的基本特征和定义二、地图的构成要素三、地图的基本功能四、地图的分类五、地图学的学科体系六、地图学同其他学科的联系七、地图学的发展趋势,一、地图的基本特征和定义,（一）地图的基本特性,1、地图是按照一定的数学法则建立的图形由特殊的数学法则产生的可量测性数学法则：地图投影、地图比例尺、地图定向等,地图投影地球椭球体是一个不可展曲面，将其展开成平面必然会产生误差。地图投影的任务是掌握误差的性质、分布和大小。地球表面展开成平面,地图比例尺确定地图缩小的倍数地图定向地图上的三北方向,2、地图是通过地图语言系统符号表示的图形地图表现的客体主要是地球。地球上具有数量极其庞大的，包括自然与社会经济现象的地理信息。只有透过完整的符号系统，才能准确的表达这种现象。地图语言：地图符号和地图注记,地图的基本特性,3、地图是经过科学概括的图形缩小了的地图不可能容纳地面所有的现象,地图的基本特性,地图学的定义,不同时期随着科技发展，促进了地图科学的结构和体系的变化，丰富和加深了地图学的内涵加速了对地图学定义的不断修改与更新。,K.A.萨里谢夫模型论:J.L.莫里逊信息论:多种语言制图技术术语辞典:ICA的定义:,地图的定义,应强调两个方面：地图模拟客观世界的功能地图的传播信息的功能应包含地图的三个特性。,定义,根据一定的数学法则，将地球（或其他星球）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。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环境信息的载体，是传递空间地理环境信息的工具，能反映各种自然和社会现象的多维信息、空间分布、组合、联系和制约及其在时空中的变化和发展。-更能反映地图现代特征的地图定义,二、地图的构成要素,1.图形要素（地图最主要的内容）运用各类地图符号展现出需要表示的自然、社会经济现象的数量、质量、空间、时间特征，而形成图形要素。地图上的各种注记也属符号系统，他们都是图形要素的组成部分。2.数学要素它是保证地图具有可量性、可比性的基础。地图的数学要素主要包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点等。,D,3.辅助要素（补充说明）说明地图编制状况及为方便应用所必须提供的内容。包括：图名、图例、图号，编制和出版的单位、时间，接图表，坡度尺，图廓，主要编图过程及参数。辅助要素是保证地图完整性及地图使用中不可缺少的部分。,三、地图的基本功能,地图为什么能经历几千年的发展而长盛不衰，并且在可以预见的未来仍然不可能被替代，是个值得深思的问题。这充分说明了地图的存在与发展，是依托于地图本身所具有的许多强大功能，这些功能是人类认识客观存在与客观规律，并进而能动地应用这些规律的必然结果。这不仅仅是依靠对地图制作技术、表示方法、艺术感染力的改进与提高所能解决的。地图的功能从总体上可以归纳为如下几个方面：地图的空间认知功能地图的模拟功能地图的信息传递功能地图的信息载负功能,（一）获取认知信息功能地图作为表达空间现象一种主要的图形形式，它的认识功能可以体现在许多方面：（1）可以组成整体、全局的概念，确立地理信息明确的空间位置。,（2）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、图形感受及制图对象空间立体分布和时间过程变化。,（3）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系。,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。因为分布形态具有相似或相关规律的多种现象间，大多数会存在疏密不等的内在联系，如土壤与植被在垂直与水平分布上的相似规律是与当地的高程及气候分布特点相关的。,（4）易于建立正确的空间图像,只有地图才能帮助人们迅速建立正确的空间图形。地图是人类认识自己赖以生存环境的最主要的，并且永远不可代替的工具。,北京与大连的纬度是什么样的区别？,（二）模拟客观世界的功能,地图是客观世界的缩小和概括。它具有严密的数学基础、直观的符号系统和科学的地图概况，可以说地图是客观世界的公式化、符号化和抽象化，是对客观世界的模拟。,（三）传输信息功能地图是传输信息的通道和工具。信息传输的过程：编码解码,（四）载负信息功能地图是容纳和储存地表环境信息的载体，或者说是储存信息的工具或手段。地图存储着大量的信息，它们是依据线划符号来储存、表达和传递的。,直接信息是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；间接信息是经过分析解译而获得有关现象或物体规律的信息。,-感受信息功能从某种意义上讲，地图也是一个信息源。任何人都会对地图产生一个感受过程，不管是深刻的、肤浅的、直接的、间接的、专业的、一般的。从制图者的角度考虑，要从用图者对地图的感受过程和特点出发，分析其心理特征、视觉效果，研究使用怎样的图形符号、整饰效果，能最大限度地发挥地图的各种作用，表达最多的地图信息。,地图的应用,由于地图具有多方面的功能，因此在经济建设、科学研究、国防建设、政治活动、文化教育及日常生活中有着十分广泛的用途。1经济建设自然资源调查和开发，如在土地资源、森林资源、矿产资源、水利资源、海洋资源、草场资源等的调查工作中，在制订计划、野外勘查、总结规划等各个工作阶段，都需要精度高、现势性强的地图作为必要的工具。工矿、交通、水利等基本建设城市规划，居民地布局，地籍管理等需要以比例尺较大的平面图作为基础图件。,2科学研究地学的各门学科在进行科研工作时，一方面需要选用各种适宜的比例尺的地图作为地理底图，通过野外工作及室内地图分析，研究各种要素的分布规律、动态变化及相互联系，得到重要的研究结论、综合评价或作出预测预报，另一方面又把地图作为一种重要及独立的成果表达形式。另环境科学、空间科学、医学、教育科学、管理科学等都需要地图。,3国防建设地图对军事活动的作用是不言而喻的。从各军种、兵种的首脑机关决策战略方针，中级指挥员制订战役计划，基层指挥员指挥具体的战斗行动，都无法离开地图。而且，从古到今，军事活动的需要往往推动与加速了科技成果的发展及应用，地图也不例外。长沙马王堆出土的古地图中就有驻军图，航摄成图就是通过两次世界大战而完成从试验到实用过程的，数字地图也首先是在近年来的现代化战争中得到应用的。军用地图上详细标示出地面的物体，如居民区、道路、桥梁、植被等，还要标示地面的起伏和高低状况。地图上绘有地理坐标，也就是经纬度。军用地图具有内容详细、位置精确的特点，指挥员可以在图上量取角度、距离、坡度、坐标、高程和面积，用来研究地形、指挥作战及确定炮兵射击所需要的资料等。,第一张地图显示了在几省内预计遭炮轰的重要军用和民用机场，其中最重要的是卡绥尔、代尔祖尔、拉塔基亚机场。同时预计还有一些专门的化学武器工厂和仓库，主要分布在大马士革及其乡村、拉塔基亚、霍姆斯、哈马和阿勒颇。,叙利亚可能被炮击地点地图,4政治活动、文化教育、日常生活地图具有鲜明的政治性及法律效力。地图上的某些内容，如境界线、沿海岛屿等的标示，直接体现了国家的方针政策，代表了民族的切身利益。地图是进行思想政治教育的有力工具。学习和应用地图，都能更直观地了解祖国河山的壮丽、自然资源的丰富多样、建设成就的伟大以及国际政治风云的变幻莫测。在教学活动中，特别是地理教学中，地图更是绝不可忽视的重要教学手段。在日常生活中，如进行旅游活动、阅读报刊、关心国家和区域的经济发展、了解世界时事等，也都离不开地图，需要运用一定的地图知识。,四、地图的分类,（一）按所表示的内容分类：普通地图：以相对平衡的程度表示地表最基本的自然和人文现象的地图。它们以7大要素为制图对象，随着地图比例尺的变化，其内容的详细程度有很大的差别。按比例尺划分为（相对的习惯用法）：大比例尺地图-1：10万及大于1：10万中比例尺地图-介于1：10万到1：100万之间小比例尺地图-1：100万及小于1：100万专题地图：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。按内容分为三大类：自然地图、人文地图、其他专题地图,（二）按包含的区域范围分类自然区域图：世界地图、全球地图、半球地图、大洲地图、大洋地图、自然区域地图政治行政区域图：国家地图、省地图、地市地图、县级地图、乡镇地图、城市地图,（三）按用途分类通用地图：为广大读者提供科学或一般参考的地图专用地图：为各种专门用途制作的地图（四）按使用方式分类桌面用图：放在桌面上在明视距离使用的地图挂图：挂在墙上使用的地图野外用图：在野外行进过程中，示例不稳定的状态下使用的地图（五）按存储介质分类纸质地图、胶片地图、丝绸地图、磁介质地图（光盘地图、电子地图）等,（六）按其他标志分类颜色-单色地图、彩色地图外形特征-平面地图、三维立体地图、地球仪感受方式-视觉地图、触觉地图结构-单幅地图、系列地图、地图集按地图的视觉化状况分类-实地图与虚地图按地图的瞬时状态分类-静态地图和动态地图,系列地图的分类系列地图：按统一的设计要求，以相同的比例尺，反映同一制图区域各种要素（或现象）的一组地图的集合。1、按区域划分的系列地图全国：反映全国基本自然环境或社会发展的一组地图地区性：反映某地区的自然条件或社会发展状态的系列地图。2、按部门划分的系列地图：专业部门3、按时空划分的系列地图：某一地区不同时期状态,地图集：按统一的设计要求编制而成的多幅地图的汇集。根据一定的主题和要求，将一定数量的、有机联系的、完整的地图系统，经统一设计，汇编成册的地图作品。地图集的分类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,国家地图集系列,地图的成图过程,从成图的工作流程来划分，主要分为实测成图和编绘成图。从制图所使用仪器设备与制作过程的先进性分为传统制图法和现代制图法。大比例尺普通地图（主要为地形图）制作常采用实测成图法，中小比例尺普通地图制作常采用编绘成图法，专题地图制作一般采用编绘成图法。,实测成图：通过实地测量而制成地图的方法。实测成图法一直是测制大比例尺地图最基本的方法。（1）野外实测地图利用经维仪、全站仪等测量仪器，获取野外点位的各种数据从而形成的地图地面实测成图,（2）航测法成图,卫星遥感资料成图过程,高空实测成图航天遥感,IKONOS影像,TheimagewereacquiredbytheShuttleRadarTopographyMissionaboardtheSpaceShuttleEndeavor,Feb.,2000,根据已有的地图或其他编图资料，在室内编制新图的方法。（1）传统的编绘成图法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。其主要过程可分为编辑准备、编绘、清绘、制印四个步骤。（2）遥感资料编绘成图法主要用于地形图的更新，影像地图制作和专题地图编制。（3）计算机制图法,2.编绘成图,常规编图遥感成图计算机制图,五、地图学的学科体系,（1）早期的地图学是由数学地图学、地图编制学、地图制印三个分支学科组成。（2）中期地图学发展为地图概论、数学制图学、地图编制学、地图整饰学、地图制印学等五个分支学科。（3）地图学是由地图理论研究、地图制作方法与技术、地图应用这三方面的分支学科所组成。,理论地图学地图制图学应用地图学,普通地图制图学专题地图制图学遥感制图学地图制印学,地图的基本功能地图的评价地图分析理论与方法地图信息自动分析与处理地图应用,地图学,数学地图学地图学概论地图符号学地图信息理论地图感受理论地图模型理论制图综合理论地图传输理论综合制图理论,地图学,测量学,地理学,色彩学与美学,地名学,计算机技术,遥感技术,心理学,符号学,地理信息系统,数学,六、地图学同其他学科的联系,测量学一直是地图的信息来源。地理学及其各分支学科都把地图作为自己的第二语言，并视之为成果表达的重要方式。色彩学与美学是决定地图作品艺术性的基础。其对符号系统、图面配置的影响无所不在能直接影响地图作品的品种、数量、质量、以及地图的易读性。心理学直接促成了色彩学、符号学、感受理论等在地图学中产生深层次的影响。,数学-对地图学的发展，特别是在各种信息源数据的处理、数学模型的建立、地图应用分析的定量化等方面发挥了更大的作用。遥感技术-极大的提高了地图信息源的数量与质量，形成了新的成图方法。计算机技术-扩大了制图的领域，增加了地图内容的深度，提高了制图生产的效率，计算机技术对地图的介入程度，成了地图学现代化的一个重要标志。地理信息系统与地图学有着密不可分的关系。他们都是空间信息处理的科学，只是地图学更强调图形信息的传输，而GIS则更强调空间数据处理与分析。可以认为，GIS