地形图及其辅助要素

1、第三章,地形图及其辅助要素,本章结构,第一节,我国国家基本比例尺地形图概述,第二节,地形图的数学基础,第三节,地形图的辅助资料,第一节,我国国家基本比例尺,地形图概述,一、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,地形图的内容包括：水文、地貌、土质、植被、居民,地、交通线和境界线,地形图的特点：,1,内容详细，几何精度高；,2,采用统一的大地坐标系统和高程系统；,3,统一的制,图规范和图式,二、分类及用途,根据比例尺分为大、中、

2、小比例尺地形图三类，随着比,例尺的不同，其内容与精度也有区别，从而它的用途也有所,不同。地形图的主要用途,用于研究区域概况,提供各种资料和数据,作为填绘地理考察内容的工作底图,野外工作的工具,编制专题地图的底图,第二节,地形图的数学基础,一、投影和分带,1,投影,大、中比例尺地形图采用等角横轴切椭圆柱投,影（高斯,克吕格投影,小比例尺地形图,1,100,万）采用等角圆锥投,影,高斯克吕格投影：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

3、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,这个投影是德国数学家、天文学家高斯于,1825,年拟定，后经德国大地测,量学家克吕格于,1912,年对投影公式加以补充，故称高斯克吕格投影,投影后的经纬网形状,中央经线和赤道为垂直相交的直线,经线为凹向对称于中央经线的曲线,纬线为凸向对称于赤道的曲线，且与经,线曲线正交，没有角度变形,投影后变形特点,中央经线上没有长度变形，其余经纬线,的长度略大于球面实际长度，离中央经,线愈远，其变形愈大,2,分带,为了控制变形，采用分带投影的办法,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,

4、6,分带法：从格林威治,0,经线（本初子午线），自西向东按经,差每,6,为一投影带，全球共分,60,个投影带，依次编号为,1,60,我国位于东经,72,136,之间，共包括,11,个投影带，即,13,23,带,3,分带法：从东经,1,30,算起，自西向东按经差,3,为一个投影,带，全球共分,120,个带，我国位于,24,45,带,每带带号与其中央经线的经度有如下关系,6,带：东半球,中,6,n-3,西半球,中,6,n-3,360,3,带：东半球,中,3,n,西半球,3,UTM,投影,UTM,投影与高斯,克吕格投影都是横轴墨卡托投影的,变种，目前一些国外的软件或国外进口仪器的配套,软件往往不支持

5、高斯,克吕格投影，但支持,UTM,投影,UTM,Universal Transverse Mercator,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,UTM,投影与高斯,克吕格投影相似，角度没有变形,中央经线投影为直线，且为投影的对称轴,高斯,克吕格投影与,UTM,投影的比较,高斯,克吕格投影是“等角横轴切椭圆柱投影”，投影后中央经,线保持长度不变，即长度比为,1,UTM,投影是“等角横轴割椭圆,柱投影”，圆柱割地球于南纬,80,度、北纬,84,度两条纬线圈，投,影后两条割线上没有变形，中央经线上长度比,0.9996,离中央,经线左右约,330km,处有两条不失真的标

6、准经线,两者的分带起点不同，高斯,克吕格投影自,0,度子午线起每隔经,差,6,度自西向东分带，第,1,带的中央经度为,3,UTM,投影自西经,180,起每隔经差,6,度自西向东分带，第,1,带的中央经度为,177,因此高斯,克吕格投影的第,1,带是,UTM,的第,31,带,两投影的纵轴西偏移都是,500,千米，高斯,克吕格投影横轴北偏,移为零,UTM,北半球投影横轴北偏移为零，南半球则为,10000,千,米,高斯,克吕格投影与,UTM,投影可近似采用,XUTM=0.9996 * X,高,斯,YUTM=0.9996 * Y,高斯,进行坐标转换（注意：如坐标纵,轴西移了,500,千米，转换时必须将

7、,Y,值减去,500,千米乘上比例因子后再,加,500,千米,二、地形图上的坐标网,为了在地图上迅速而准确的指示目标位置和确定方向、距离,面积等，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,1,地理坐标网,1,1,万,1,10,万比例尺地形图上，内图廓为经纬线，图内不,加绘经纬线，经纬度数值注记在内图廓四角，内外图廓间，还绘,有黑白相间或仅用针线表示经差、纬差1的分度带。将对应点相,连接，就可构成很密的经纬网,1,25,万,1,100,万地形图上，直接绘出经纬网，有时还绘有,加密经纬网的加密分割线。纬度注记在东西内外图廓间，经度注,记在南北内外图廓间,横坐

8、标本来应以中央经线为,0,起算，以东为正，以西为负,但因坐标数有正有负，不便,于使用，所以，又规定凡横,坐标值均加,500,千米即等于将,纵坐标轴向西移,500,千米，横,坐标从此起算则均为正值,2,直角坐标网,坐标系的建立和起算：直角坐标网是以每一投影带的中央经线,为纵轴,X,轴），赤道作为横轴,Y,轴），纵坐标以赤道为,0,起算,赤道以北为正，以南为负,我国位于北半球，纵坐标都是正值,直角坐标网的构成：以千米为单,位，按相等间距，作平行于纵,横轴的若干直线，便构成了图面,上的平面直角坐标网，又叫方里,网,坐标的注记：纵坐标注记在东西,内外图廓间，由南向北增加（四,位数,除四角外通常只注两位

9、,横坐标注记在南北内外图廓间,由西向东增加。近地图四角注有,全部坐标数。横坐标前两位为带,号，其余只注最后两位千米数,规定,1,10,万和更大的比例尺地形图绘制方里,网，其间隔规定如下表,比例尺,图上方里网间隔,相应实地长度,1,1,万,10 cm 1 km,1,2.5,万,4 cm 1 km,1,5,万,2 cm 1 km,1,10,万,2 cm 2 km,3,邻带坐标网,由于高斯,克吕格投影的经线,是向投影带的中央经线收敛的,而且又分带各自单独投影，自成,一个坐标系统,致使邻带间相邻的,同比例尺图幅方里网互不联系,使,想要量测邻带相邻图上,A,B,两点,间的距离和方向成为不可能,规定在一定

10、的范围内把邻,带的坐标延伸到本带的图幅上,这就使某些图幅上有两个方里,网系统，一个是本带的，一个,是邻带的，为了区别，图廓内,绘有本带方里网，图廓外绘邻,带方里网的小段，需要使用时,才连绘出来，这样相邻图幅就,具有统一的直角坐标系统,三、地形图的分幅与编号（旧,定义：将某种比例尺地图所包含范围内的图幅按一定幅面,大小划分成许多幅地图，并编注其序号的做法被称为地形,图的分幅和编号,地图分幅编号的作用：测制地图的需要、印刷地图的需要,管理和发行的需要、用图的需要,地形图分幅方法：一是按坐标网格分幅（矩形分幅），一,是按经纬线分幅（梯形分幅）。我国基本比例尺地形图采,用经纬线分幅,1,1,100,万

11、地形图分幅编号,分幅（经差,6,纬差,4,：由经度,180,始按经差,6,自西向东,将全球分成,60,纵列，用,1,260,表示；由赤道始，按纬差,4,将南北半球各分,22,横行，用字母,A,BV,表示,编号：每幅,1,100,万地形图编号由行号和列号组成，行号,在前，列号在后，中间连一短线，如北京所在图幅,J-50,北京,116,0515E,39,5010N,北京所在图幅,J-50 (116,0515E,39,5010N,1:50,万,1:25,万和,1:10,万地形图分幅编号,1,50,万：按经差,3,纬差,2,分幅；每幅,1,100,万图含,4,幅,1,50,万图；代号,A,B,C,D,

12、例,J-50-A,1,25,万：经差,1,30纬差,1,分幅；每幅,1,100,万图含,16,幅,代号,1,2,16,例,J-50-1,编号,1,100,万幅后加上代号,1,10,万：按经差30纬差20分幅；每幅,1,100,万图含,144,幅；代,号,1,2,144,例,J-50-5,编号在,1,100,万幅编号后加上自然序,数代号,3,1:5,万,1:2.5,万,1:1,万分幅编号,1,5,万,经差,15,纬差,10,每幅,1:10,万图含,4,幅；编号是在,1,10,万幅后加上自己的序号,A,B,C,D,例,J-50-5-B,1:2.5,万,经差,730,纬差,5,每幅,1:5,万图含,

13、4,幅；代号,为,1,2,3,4,例,J-50-5-B-4,1:1,万,经差,345,纬差,230,，每幅,1:10,万图含,64,幅；代号,为,1,2,3,64,；编号,1:10,万图号后，分别加上,各自的代号，例,J-50-5-(24,旧地图分幅编号总结,河北,100,万图幅编号,K-49,J-49,J-50,K-50,114,00,40,00,114,00,40,00,J-50-1,64,57,1:1,万,J-50-1-8,河北,10,万,1,万图幅编号,J-50-144,J-50-12,三,地,形,图,的,分,幅,与,编,号,新,三、地形图的分幅与编号（新,2,2,幅,50,万,B,4

14、4,16,幅,25,万,C,1212,144,幅,10,万,D,2424,576,幅,5,万,E,4848,2304,幅,2.5,万,F,9696,9216,幅,1,万,G,J,50,G,003,004,100,万,行,100,万,列,比例,代码,行,号,列,号,三、地形图的分幅与编号（新,河北新图幅编号,1,10000,114,00,40,00,1-96,列,1-96,行,J50G005003,J50,四、地图分幅编号的实际应用,根据经纬度，求图号，以便向资料库所取所需的地形图,根据某图号，求其地图的地理位置,图解法,某地地理坐标为北纬,30,1810,东经,120,09 15,求该地,1,

15、5,万和,1,1,万地形图图号（旧,求点所在地,1,100,万比例尺地形图图号，以行列形式表达，并注出,该图幅四角点的经纬度,行数,N,4,1,取整,列数,31,E,6,东经,北纬,行数,4,南纬（行数,4,东经,列数,30,6,西经,列数,31,6,以经差,30,纬差,20,将,1,100,万图幅,分成,12,行,12,列，计,144,幅,1,10,万图幅，确定,1,10,万,图幅序号,以经差,15,纬差,10,将,1,10,万图幅分,成,2,行,2,列，计,4,幅,1,5,万图幅，确定,1,5,万图幅序号,以经差,345,纬差,230,将,1,10,万图幅分成,8,行,8,列，计,64,幅

16、,1,1,万图幅，确定,1,1,万图幅序号,作,业,已知某地地理坐标为,116,0345E,39,41N,求其所在,1,100,万,1,50,万,1,25,万,1,10,万和,1,1,万地形图的编号,第三节,地形图的辅助资料,一、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,一、图廓,内图廓是图幅范围的边线，其上有经度和纬度注记,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,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

17、相协调。小比例尺挂图,图廓，常用图案花边，花边的宽度视图幅的大小而定，一般不,超过图廓边长的,1,1.5,内外图廓间的间隔常为图廓边长的,0.2,1.0,二、图名和图号,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,图号,是该图幅按比例尺和地理位置的编号,三、比例尺和坡度尺,比例尺,是地图缩小的比率,坡度尺,用来在图上量测地面沿某一方向的倾斜角,利用坡度尺量取地面坡度,四、三北方向线,1,三种基本方向线,真北,过地面上任意一点，指向,北极的方向，叫真北方向。地,图上东西内图廓方向就是真北,方向,磁北,过地面上任意一点，磁针,所指的

18、北方，叫磁北方向。地,图上,P,P点或磁北、磁南点的,连线方向就是磁北方向,坐标北方向,地图上坐标纵线所,指的北方，叫坐标北方向,2,三种方位角,真方位角：从真子午线北端,顺时针方向量至某一直线的,水平角，叫真方位角,磁方位角：从磁子午线北端,顺时针方向量至某一直线的,水平角，叫磁方位角,坐标方位角：从坐标纵线北,端顺时针方向量至某一直线,的水平角，叫坐标方位角,3,三种偏角,磁偏角：以真子午线为准，磁子午,线与真子午线的夹角。磁子午线东,偏为正，西偏为负，磁偏角是实测,得来的，由于磁偏角因地而异，所,以图幅磁偏角是几个点的均值,坐标纵线偏角（子午线收敛角,以真子午线为准，坐标纵线与真子,午线

19、之间的夹角。东偏为正，西偏,为负，投影带中央经线以东图幅均,为东偏，以西图幅均为西偏,磁坐偏角：以坐标纵线为准，坐标,纵线与磁子午线之间的夹角。磁子,午线东偏为正，西偏为负,偏角与方位角的换算关系,坐标方位角,磁方位角,磁坐偏角,磁方位角,坐标方位角,磁坐偏角,真方位角,坐标方位角,坐标纵线偏角,注意偏角的正负号,4,密位,是炮兵量测角度采用的单位，将圆周等分,6000,段，每段弧,所对应的角度为,1,密位，即,360,6000,密位,为了读数方便，在图上密位数的个位和十位为一组，百位,和千位为一组，中间用一短线隔开,密度制和一般角度的换算关系,1,6000/ 360,16.6667,密位,1=6000/360*60=0.28,密位,1,密位,360*60/6000= 3.6,五、接图表和四邻图号,接图表：每幅地形图的上下左右都有,邻接的图幅，由于地形图经常需要拼,接使用，因此安排一个,字型接图,表，用来表明与周围相邻图幅的接合,关系。,字中央绘有晕线的部位是,本幅地形图，四周其他八个格注记的,是相应位置图幅的图名,四邻图号：在四边外图廓的中央，注,记有同比例尺相邻图幅的编号。也是,用来表明本图幅与四邻图幅的接合关,系，以便于查找和拼接地形图,六、领属注记和图廓间说明注记,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