地图学自主学习

1、地图学自主学习班级：姓名： 学号：作业一：地图投影一、 地图投影的概念：地图投影是把地球表面的任意点，利用一定数学法则，转换到地图平面上的理论和方法。其书面概念化定义：地图投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的点与投影平面（即地图平面）上点之间的一一对应关系的方法。即建立之间的数学转换公式。它将作为一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。这个投影过程将产生投影变形，而且不同的投影方法具有不同性质和大小的投影变形。由于球面上任何一点的位置是用地理坐标（，）表示的，投影在平面上的点位以直角坐标表示（x、y），按投影的定义，地图投影的一

2、般方程式为：=f1(，)y=f2(，) 根据地图投影的一般公式，只要知道地面点的经纬度（，），便可以在投影平面上找到相对应的平面位置（，），这样就可按一定的制图需要，将一定间隔的经纬网交点的平面直角坐标计算出来，并展绘成经纬网，构成地图的“骨架”。经纬网是制作地图的“基础”，是地图的主要数学要素。二、地图投影的变形：1、投影变形的性质:地图投影的变形具体表现为以下三个方面：长度（距离）、角度（形状）变形和面积变形。为了能够正确使用地图，必须了解因投影所产生的变形。2、变形的椭圆：其意思是，地球上一个无穷小的圆微分圆（也称单位圆），在投影后一般地成为一个微分椭圆，然后再利用变形椭圆去解释各种变形

3、的特征。3、长度比：投影中长度比在一般情况下是个变量，它不仅随该点的坐标位置变化，而且随着在一点上的方向亦变化。4、角度变形：当一只某点的主方向长度比a、b时，我们可通过sin/2=a-b/a+b 来计算出该点的最大角度变形值。5、面积比：可以通过变形椭圆来研究面积比：P=ab式中a、b为主方向长度比。三、地图投影的分类：地图投影的种类很多，通常采用按地图投影的构成分类和按地图投影的变形性质分类两种分类方法：1、按地图投影的构成方法分类：1）几何投影2）非几何投影2、按投影变形性质的分类：1）等角投影2）等积投影3）任意投影四、投影计算举例：1、等角割圆锥投影：1）圆锥投影的一般公式。2）等角

4、圆锥投影的一般公式。3）等角割圆锥投影公式。2、等角圆柱投影：1）圆柱投影的一般公式。2）墨卡托投影。3）高斯-克吕格投影 ：高斯投影是建立高斯平面直角坐标系的理论基础。假象一椭圆柱套在地球椭球外面，并与某一子午线（称中央子午线）相切，椭圆柱中心轴通过地球椭圆中心。按保角条件一一投影后角度不变，将中央子午线东西两侧个一定经度范围内相应地区的地球表面图形投影到横圆柱面上。沿过极点P的母线将椭圆柱面剪开并展成平面，此平面称高斯投影面。（如图所示）高斯投影有以下三条规律：（1）旋转椭球体面上两极间经差相等的投影带的子午线，除中央子午线投影后长度不变且为直线外，其余子午线投影后为凹向中央子午线的曲线，

5、并以中央子午线为对称轴，其长度大于投影前长度，且离中央子午线愈远变形愈大，因此投影带上的线段除位于中央子午线上者外，其投影后长度均较实地长度增长。（2）投影后的纬圈除赤道为直线外，其余均为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴。 （3）经线与纬圈投影以后仍然保持正交。中央子午线与赤道投影后，变成互相垂直的直线。高斯投影直角坐标系：以各投影带中央子午线与赤道交点为原点，中央子午线北方向为X轴正方向，赤道东方向为Y轴正方向所建立的平面坐标系称为高斯平面直角坐标系。高斯投影的分带：为了将投影变形控制在允许范围内，可将地球椭球按一定经差划分若干投影区，然后逐区进行高斯投影，并展开成的高斯投影面，称高斯投影分

6、带。如图所示： 4、通用横轴墨卡托投影。五、地图投影的选择：1、投影选择的依据：1）制图区域的地理位置、形状和范围。2）比例尺。3）地图的内容。4）出版方式。2、世界地图投影的选择：1）多圆锥投影。2）圆柱投影。3）伪圆柱投影：（1）桑森投影（2）摩尔威特投影（3）库德投影3、区域地图投影的选择：1）方位投影：（1）正轴方向投影（2）横轴与斜轴方位投影。2）圆锥投影：（1）等角割圆锥投影(2)等积割圆锥投影。3)伪圆锥投影 六、地图投影的变换：在地图编制的过程中，经常遇到资料地图与新编地图之间投影不一致，因而必须将资料地图所用的投影，通过某种变换，成为新编地图的投影网格。1、投影变换的一般公式

7、2、解析变换法3、数值变换法。七、图号：旧图号划分：在1：100万中纬度4度、经度6度一带划分，经度是自西向东划分。纬度用字母表示如A：0-4度，B：4-8度.，C：8-12度。经度用数字表示如1：180-174w，2：174-168w。 在1：50万中把1：100万 四等分从左到右，从上到下。以此编为ABCD。在1：100万后加上A或者B、C、D，来表示区域。 在1：25万 图中把1：100万中的十六等分计为12316。 1：10万图中把1：100万的图分为12*12等分计为1，2，3，144在1：5万的图中以1：10万为基础，把每个格子四等分计为ABCD。在1：2.5万图中在1：5万为基础

8、进行每个单元四等分，计为1、2、3、4。以下就这几种 图号举例。1：100万 H-50。1：50万H-50-A。1：25万H-50-15。1：10万H-50-89。1：5万H-50-89-A。1：2.5万H-50-89-A-1。接着介绍新图号的划分：1、比例尺代号:A: 1：100万，B: 1：50万，C: 1：25万，D:1：10万， E: 1：5万，F: 1：2.5万，G: 1：10000，H：1：5000。2、方法：100万图幅行号100万图幅列号比例尺编号行号数（3位）列号数（3位）。3、举例：如旧的J-50-C 转换 为新的 J-50-B-002-001（002 表示 在第二行，00

9、1 表示在第一列）如旧的 J-50-11 转换 位新的 J-50-C-003-003。说明，比例尺代号就已经确定了图幅的划分，后面的行号数表示此图副在整个划分中的所在行数，同理列号数表示此图副在整个划分中的列数。图号的计算，如何根据图号推算经纬度数：如H-50-89-A，推算四个角点。1.H表示纬度，H是第八个字母，它代表的纬度的上线 8*4=32；可知H的纬度范围是28-32度之间。50表示经度，它所代表的是东面的经度，|180-50*6|=120度是东面的经度。而且超过30表示E。所以50所表示的是E114-E120度。2.计算89，因为89是1：10万中的分幅，89/12=75。可知89

10、是在第7+1行，第5列，所以89的纬度范围是从32-7*4/12到32-8*4/12。经度范围是从114+4*6/12到114+5*6/12。3.A是表示是1：5万的图幅是在89号的图幅中进行四等分。例：“H”代表纬度在28-32，具体是从北纬0-4用A开始依次分划。“89”代表：在1：10万的图中，划分成12行*12列，计算第89格所在的位置。八、三北方向：真北 磁北 坐标北九、国家基本比例尺：1：1000000 1：500000 1：250000 1：100000 1：500001：25000 1：10000 1：50000作业二：统计图的编制浙江省各市、县总户数的统计图的编制步骤一、专题

11、地图数据类型及处理1.专题地图数据类型：地图数据：把浙江省69个行政区划图作为地图数据。统计数据：2010年浙江省统计年鉴，在统计图中，所有涉及的各种统计数据，均来源于各级政府的有关统计部门和各专业单位统计机构所收集、整理、发布的各种统计数据。因为这样收集到的资料具有政治性、科学性、完备性以及现实性。2.专题数据的处理加工：归并、分类，在统计年鉴中选出总户数的数据如下：浙江省各市、县总户数地区总户数（万户）地区总户数（万户）地区总户数（万户）杭州市区126.92海宁市18.27岱山县8.14富阳市21.88桐乡市18.29嵊泗县3.02临安市18.86嘉善县12.43衢州市区29.17建德市1

12、7.49海盐县12.05江山市19.52桐庐县15.07湖州市区34.49常山县10.3淳安县15.06德清县13.57开化县10.94宁波市区88.81长兴县21.38龙游县15.25余姚市31.14安吉县15.57台州市区50.17慈溪市42.75绍兴市区23.88温岭市42.9奉化市18.27诸暨市40.15临海市38.45象山县19.08上虞市29.29玉环县14.07宁海县22.41嵊州市26.9三门县13.2温州市区43.29绍兴县25.66天台县19.57瑞安市32.02新昌县16.51仙居县14.98乐清市38.15金华市区37.22丽水市区15.88洞头县3.86兰溪市23.

13、08龙泉县8.99永嘉县28.06东阳市32.14青田县15.56平阳县24.44义乌市31.35云和县3.54苍南县34.37永康市21.93庆元县7.34文成县12.52武义县13.32缙云县17.74泰顺县11.41浦江县14.92遂昌县8.1嘉兴市区27.12磐安县8松阳县8.45平湖市14.65舟山市区25.54景宁自治县5.35由于对图的准确性要求不高，于是可以根据数据分成6个等级每个级差为10万户大致可以区分各个地区的总户数等级。因为是统计总户数有关于人数的问题，故选择采用暖色调来表示总户书的多少，颜色越鲜艳则总户数越多，颜色越浅则作业三：规划图的编制宁波化工区总体用地规划图的编

14、制步骤（网纹图）1、收集资料：在编制宁波化工区用地整体规划图的过程中，收集了宁波化工区土地利用规划图，此图来自宁波市政府的有关统计部门和各专业单位的统计机构所搜集、整理、发布。所选材料具有权威性和代表性。2、数据处理：根据详细城区图中各块土地的使用状况进行分类，分成：1、居住用地 2、水域及其他用地 3、仓储用地4、绿地 5、公共用地 6、特殊用地7、山地 8、市政用地 9、工业用地 10、对外交通用地3、地图底图的编制打开Photoshop图像处理软件，导入宁波化工区用地整体规划图。（1）用放大镜放大该图，截取宁波化工区的区域后对所截取图片进行矢量化处理。使用地图概括基本方法中的简化、夸张，

15、对城市的内部结构进行简化，合并同类底物的碎片。（2）然后，创建图层，用白色掩盖掉城区以外地区所表示的颜色。并用魔法棒锁定区域，然后用橡皮檫檫除原有地图中原有颜色。（3）根据宁波化工区整体规划图中各块土地的使用状况进行分类，并选用不同的能表示各种用地特征的网纹来表示不同用地。用魔法棒锁定要填充网纹的区域，并在该区域上填充上特定的网纹。以此类推来填充完整张图，用不同的特殊的网纹来填充完整张图，以不同的网纹来区分不同用地，以此来形成网纹的和谐性，以增加易读性。以绿地和工业用地为例，绿地用象征草的线条来表示；工业用地用细密的网格的网纹来表示。(4)图例设计：图例是地图上所使用全部地图符号的说明。图例对

16、地图信息传递的全部过程都具有重要意义，此处绘制网纹图，选用面状符号中大小适中的长方形，并填充了表示相应用地的网纹。在设计时应遵循了图例符号的完备性于一致性，图例系统的科学性的基本要求并考虑了艺术性、易读性以及便于制作的特点。（5）进行图面配置。为使该规划图拥有良好的图面配置总体效果，设计了清晰易读的符号及图形，通过网纹上的变化增强了整体图面上的视觉区分度，对编制后的图放缩到最佳的尺度，配以图名，图名为宁波化工区总体用地规划图，图名的主要功能是为读图者提供地区的区域和主题的信息，故将图名放置在图的北上方，适当的调节好图名的大小，突出图名。并将图例放置于图面中并不显著的某一角，以减少图中空白部分，

17、并适当叫调节图例的大小和图例符号的排列方式、密度、注记字体等的调节。以之表现了图形的平衡视觉效果和良好的图面内容安排。（6）最后，成果输出，使用喷墨打印机打印该规划图。3、研究结果：研究宁波化工区用地整体规划的情况，可见宁波化工区各个区安排合理，仓储用地跟交通用地和工业用地临近，这样可以减少运输成本和符合工业发展的经济布局。并且在工业区内有大面积的绿地和大面积的河流，这样可以改善工业区的环境。由图可看出化工区的交通便利，并且通过图可以看出工业区位于郊区，远离市区。宁波化工区总体用地规划图作业四：规划图的编制宁波化工区总体用地规划图的编制步骤（文字注记图）1、收集资料：在编制宁波化工区用地整体规

18、划图的过程中，收集了宁波化工区土地利用规划图，此图来自宁波市政府的有关统计部门和各专业单位的统计机构所搜集、整理、发布。所选材料具有权威性和代表性。2、数据处理：根据详细城区图中各块土地的使用状况进行分类，分成：1、居住用地 2、水域及其他用地 3、仓储用地4、绿地 5、公共用地 6、特殊用地7、市政用地 8、工业用地 9、对外交通用地3、地图底图的编制打开Photoshop图像处理软件，导入宁波化工区用地整体规划图。（1）用放大镜放大该图，截取宁波化工区的区域后对所截取图片进行矢量化处理。使用地图概括基本方法中的简化、夸张，对城市的内部结构进行简化，合并同类底物的碎片。（2）然后，创建图层，

19、用白色掩盖掉城区以外地区所表示的颜色。并用魔法棒锁定区域，然后用橡皮檫檫除原有地图中原有颜色。（3）根据宁波化工区整体规划图中各块土地的使用状况进行分类，并选用不同的能表示各种用地特征的文字注记来表示不同用地。用输入文字的工具在特定区域输入表示该区域用地情况的文字注记，输入完后在新建的文字图层中，移动该文字注记使之处于合理的位置。以此类推来填充完整张图，用特定的文字注记来填充完整张图，以不同的文字注记来区分不同用地，以此来形成注记的和谐性，以增加易读性。以绿地、居住用地为例，绿地用G来表示；居住用地用R来表示。(4)图例设计：图例是地图上所使用全部地图符号的说明。图例对地图信息传递的全部过程都

20、具有重要意义，此处绘制文字注记图，则直接用文字注记来作为图例并在其后标注其所代表的用地名称，在设计时应遵循了图例符号的完备性于一致性，图例系统的科学性的基本要求并考虑了艺术性、易读性以及便于制作的特点。（5）进行图面配置。为使该规划图拥有良好的图面配置总体效果，设计了清晰易读的符号及图形，通过文字注记上的变化增强了整体图面上的视觉区分度，对编制后的图放缩到最佳的尺度，配以图名，图名为宁波化工区总体用地规划图，图名的主要功能是为读图者提供地区的区域和主题的信息，故将图名放置在图的北上方，适当的调节好图名的大小，突出图名。并将图例放置于图面中并不显著的某一角，以减少图中空白部分，并适当叫调节图例的

21、大小和图例符号的排列方式、密度、注记字体等的调节。以之表现了图形的平衡视觉效果和良好的图面内容安排。（6）最后，成果输出，使用喷墨打印机打印该规划图。3、研究结果：研究宁波化工区用地整体规划的情况，可见宁波化工区各个区安排合理，仓储用地跟交通用地和工业用地临近，这样可以减少运输成本和符合工业发展的经济布局。并且在工业区内有大面积的绿地和大面积的河流，这样可以改善工业区的环境。由图可看出化工区的交通便利，并且通过图可以看出工业区位于郊区，远离市区。宁波化工区总体用地规划图作业五：规划图的编制宁波化工区总体用地规划图的编制步骤（色彩图）1、收集资料：在编制宁波化工区用地整体规划图的过程中，收集了宁

22、波化工区土地利用规划图，此图来自宁波市政府的有关统计部门和各专业单位的统计机构所搜集、整理、发布。所选材料具有权威性和代表性。2、数据处理：根据详细城区图中各块土地的使用状况进行分类，分成：1、居住用地 2、水域及其他用地 3、仓储用地4、绿地 5、公共用地 6、特殊用地7、山地 8、市政用地 9、工业用地 10、对外交通用地3、地图底图的编制打开Photoshop图像处理软件，导入宁波化工区用地整体规划图。（1）用放大镜放大该图，截取宁波化工区的区域后对所截取图片进行矢量化处理。使用地图概括基本方法中的简化、夸张，对城市的内部结构进行简化，合并同类底物的碎片。（2）然后，创建图层，用白色掩盖

23、掉城区以外地区所表示的颜色。并用魔法棒锁定区域，然后用橡皮檫檫除原有地图中原有颜色。（3）根据宁波化工区整体规划图中各块土地的使用状况进行分类，并选用不同的能表示各种用地特征的网纹来表示不同用地。用魔法棒锁定要填充颜色的区域，并在该区域上填充上具有代表性的颜色。以此类推来填充完整张图，用不同的具有的代表性的颜色来填充完整张图，以不同的颜色来区分不同用地，以此来形成色彩上的和谐性，以增加易读性。以绿地、公共用地为例，绿地用绿色来表示；公共用地用红色来表示，因为公用用地人流量大，故用暖色调表示。(4)图例设计：图例是地图上所使用全部地图符号的说明。图例对地图信息传递的全部过程都具有重要意义，此处绘制色彩图，选用面状符号中大小适中的长方形，并填充了表示相应用地的色彩。在设计时应遵循了图例符号的完备性于一致性，图例系统的科学性的基本要求并考虑了艺术性、易读性以及便于制作的特点。（5）进行图面配