地图学基础第一章地图和地图学

1、地图学基础第一章地图和地图学地图认知地图识别 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，我们的祖先就一直寻找描述和分析地球表面空间事物的工具，从交通运输、农田水利、市政建设管理、疆土区域的划分以及行军打仗，都离不开空间信息。长期以来最普通的工具就是地图。古代上海地图 七世纪中叶的亚洲（唐朝）解放前的河北省地图中国卫星影象图 石家庄网络地图的最优路径查询（保龙仓省委） 河北师大东校区电子沙盘一景 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

2、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。卫星遥感图像一、地图的定义与基本特性1. 可量测性 特殊的数学法则地球自然表面上的点 垂直投影 地球椭球面 地图投影 可展面（圆柱、圆锥、平面）地图投影比例尺地图定向2. 直观性 地图语言 符号注记颜色优点：（1）图形简化、清晰、易读；（2）表达灵活： 依比例表示：双线河、 不依比例表示：单线河。 可表示实地形体小但意义重大物体（3）表示物体的质量和数量特征： 河流深度、湖水性质等：符号形状、大小、 颜色（4）表示地面上受遮盖的物体；

3、（5）无形的自然和社会现象： 境界、太阳辐射3. 一览性 制图综合（概括） 两次抽象：符号化过程和 选取和概括（比例尺缩小）4.地图是地理信息的载体 地图容纳和储存了数量巨大的信息，而作为信息的载体，可以是传统概念上的纸质地图、实体模型、可以是各种可视化屏幕影像、声像地图，也可以是触觉地图。 地图：地图是遵循一定的数学法则，将客体上的地理信息，通过科学的概括，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时间与空间上的分布规律和发展变化。 第二节 地图的分类 1.按地图的内容普通地图专题地图 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

4、、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。 专题地图是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。 2.按比例尺分类 按比例尺的大小可将地图分为大、中、小三类：大于1：10万（包括1：10万）比例尺的地图，称大比例尺地图；小于1：10万而大于1：100万比例尺的地图，称中比例尺地图。小于1：100万（包括1：100万）比例尺地图，称小比例尺地图。 0 国家基本比例尺地图 由指定的国家机构和其他公共事业部门按照统一规格测制或编制。 1：5千 1：1万 1：万 1：5万 1：10万 1：25万 1：50万 1：100万

5、3.按区域分类 按区域及范围从总体到局部，从大到小进行分类可以包括多个层次： 星球图、地球图； 世界图、大洲图、大洋图、半球图； 国家图以及下属的一级行政区（省、自治区、直辖市）、二级行政区（市、县）以及更小的行政区域地图； 局部区域图：海洋图、海湾图、流域图。4.按地图的视觉化状况分类 可有实地图与虚地图。实地图是空间数据可视化的地图，包括纸介质和屏幕地图。它是将地图信息经过抽象和符号化以后在指定的载体上形成的。虚地图指存贮于人脑或电脑中的地图，前者即为“心象地图”后者即为“数字地图”。实地图和虚地图可以相互转换，如屏幕地图与存贮在磁带上的数字地图。5.按地图的瞬时状态分类 可有静态地图和动

6、态地图。静态地图它所表示的内容都是被固化的。以静态地图来反映动态事物，可以借助于地图符号的变化或同一现象、不同时相静态地图的对比来实现。动态地图是连续快速呈现的一组反映随时间变化的地图，只能在屏幕上以播放的形式实现。 6.按地图维数分类 可有平面图形及立体图形。在三维地图基础上利用虚拟现实技术，通过头盔，数据手套等工具，形成了一种称为“可进入”地图的新品种，使用者能产生亲临其境的感觉。7.按其他指标分类 按用途：教学地图、文化地图、军用地图等。 按语言种类：汉语地图、外文地图、少数民族语言地图等。 按出版使用方式：桌图、挂图、屏幕地图、地图集。 按感受方式 ：线划地图、数字地图、影像地图、触觉

7、地图、多媒体地图等。 按历史年代：分为古地图、历史地图、近代地图、现代地图。 宋长安城1991年沙漠军刀行动新石器时代第三节 地图的用途一、地图的功能1.认识功能 作为表达空间现象一种主要的图形形式，它的认知功能表现在许多方面： （1）可以组成整体、全局的概念，也就是确立地理信息明确的空间位置。 例如我国的各民族的区域分布十分分散，依靠语言或文字描述，无法构成整体分布状况的概念，而通过绘制“中国民族区域分布图”则能圆满地解决问题。（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

8、物与地物或现象与现象间的空间关系。（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。2.模拟功能 物质模型是比较容易理解的，因为地图特别是表示各种基本地理要素的普通地图，可以直观地感受到是制图区域的一种实体模型。 模型与它表示的对象具有相似性，模型可以有物质模型与概念模型之分。 概念模型是对实体的一种概括与抽象，它又可分为形象模型与符号模型。形象模型是运用思维能力对客观存在进行的简化与概括；符号模型是运用符号和图形对客观存在进行简化和抽象的过程。地图兼具这两方面的特点，被视为是一种形象-符号模型。 作为一

9、种时空模型，地图在科学预测中发挥重要作用，如气象预报、灾害性要素的变迁及过程预测。3.信息的载负和传递功能 地图能容纳和贮存的信息量是十分巨大的，是空间信息的理想载体，地图信息由直接信息和间接信息两部分组成： 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。第四节 地图的基本内容 ：控制点、坐标网、比例尺和地图定向 普通地图：自然和人文 ：地图的主题 要素（图形要素） 专题要素：地理基础要 素和主题要素 ：外图廓、图名、图例、坡度尺、三北方向 图解、文字比例尺、编图单位、编图时间(图外要素） 和依据等。数学基础地

10、理要素整饰要素一、地图的分幅1.为什么要分幅？ 区域表达，编图、印刷、保管和使用的方便。2.地图分幅的方法 矩形分幅 拼接不拼接 经纬线分幅 第五节 地图的分幅和编号 拼接分幅：适用：挂图和大于1：2000的地形图 矩形分幅 不拼接分幅：适用：地图集、专题地图等图1-5拼接分幅图优点： 图幅间拼接方便； 各图幅面积相对平衡，充分利用 图纸和印刷版面； 图廓线可避开分割重要地物。缺点：制图区域只能一次投影，变形较大； 地理位置不易精确描绘。 ：地图的图廓由经纬线构成。 适用： 世界各国地形图、小比例尺地图 经纬线分幅优点： 图幅有明确的地理范围； 可分开多次投影，变形较小。缺点： 图廓为曲线时拼

11、接不便； 高纬度地区图幅面积缩小，不利 于纸张的使用和印刷。 破坏重要地物的完整性。二、地图的编号（一）地图编号的 方法1.自然序数编号法 将区域分为行和列，分别用字母或数字表示行号和列号，一个行号和一个列号标定一个唯一的图幅。2.行列式编号法3.行列-自然序数编号法要求：系统性、逻辑性、不重复性三、我国基本地形图的分幅和编号（一）20世纪70-80年代我国基本比例尺地形图的分幅和编号 1：100万地图是我国基本比例尺地形图的分幅和编号的基础。 1、1：100万地图的分幅和编号 1：100万采用国际统一的行列式编号 1891年第五届国际地理学会上提出，逐渐统一规定后制定。分幅：单幅： 经差6

12、，纬差4；纬度60以下双幅： 经差12，纬差4；纬度60至76四幅： 经差24，纬差4；纬度76至88纬度88以上合为一幅 我国处于纬度60度以下，没有合幅。横列：纬度每4为一列，至南北纬88各有22 列，用字母A,B,C,V表示。纵行：从180经线起算，自西向东每6为一 行，全球分为60行，用阿拉伯数字1，2， 3，,60表示。 如 北京 在1：100万图幅位于 东经114120 北纬3640， 编号：J-50任一点所在图幅的编号：横列号 = + 1纵行号 = +31 （东经）纵行号 =31- （西经） 代表取整2、1：50万、1：25万、1：10万地形图的分幅和编号 1：100万地图基础上

13、的延伸 图中错误！4幅16幅144幅1：50万： 经差 3 、纬差 2；1：25万： 经差 130、纬差 1；1：10万： 经差 30、纬差 20；3、1：5万、1：万、1：1万地形图的分 幅和编号 1：10万地图基础上的延伸 1：5 万： 经差 15 、纬差 101：万: 经差 7.5 、纬差 51：1万 ：经差 345、纬差 2.51：5千： 经差 152.5、纬差 115图中错误！4（24）计算所求比例尺图幅代号公式：（）表示分数取余 W 所求图幅代号 V划分为该比例尺图幅后，左下角一幅 图的代号数； n划分为该比例尺图的列数举例：已知某点位于北纬3254，东经11248求该点所在1：2

14、5万和1：5万图幅上的编号。（解析法、图解法） 解析法（1）先求该点所在1:100万图幅编号 （2）该点所在1：25万的图幅编号图解法11230333340325511252.5练习：已知某点为北纬纬度2756，东经 经度为11246，求该点所在的1：50 万、1：10万及1：5万图的编号。1：100万： G491：50万： G49-B1：10万: G49-101：5万: G4910-B（二）新的分幅与编号方法1. 1：100万比例尺地图编号 由列-行式 行列式 例 北京为：J502. 1:5千1：50万比例尺地图编号 （1）以1：100万为基础 （2）编号由10个代码组成 如图所示图 1-8

15、表1-3地形图比例尺代码表： 比例尺1：501：251：101：51：2.51:11:5千 代 码 B C D E F G H分幅：1：50万：221：25万：441：10万：12121：5万：24241： 48481：1万：96961：5千：192192P12 表1-2编号： 1：50万地形图编号1：25万地形图编号练习：找出下列图号在分幅图中的位置 D006011 C0020033. E018016 四、计算图幅编号已知某点的经纬度或图幅西南图廓点的经纬 度，计算图幅编号 （1）计算1：100万图幅编号 ：表示取整 a：1：100万图幅所在纬 度带的字符所对应的 数字码 b：1：100万图

16、幅所在经 度带的数字码 （ ）：表示商取余 ：表示分数值取整 c：所求比例尺地形图在1： 100万地形图编号后的行 号； d：所求比例尺地形图在1： 100万地形图编号后的列 号 （2）计算所求比例尺地形图（1：100万图号后）的图幅编号举例：已知某点位于北纬3254，东经11248求该点所在1：25万和1：5万图幅上的编号。（解析法、图解法）解析法：利用下列公式求解得： 1：25万：I49C004004 1:5万： I49E019020图解法 1. 1：100万中的图幅号I49 2. 1：25万的图幅编号I49C0040043. 1：5万的图幅编号I49E0190202.已知图号计算图幅四个

17、角点的经、纬度坐标西南图廓点的经纬度坐标： a：1：100万图幅所在纬度带的字符的数字码 b：1：100万图幅所在经度带的数字码 c：该比例尺地形图在1：100万地形图编号后的行号 d：该比例尺地形图在1：100万地形图编号后的列号东图廓经度=西图廓经度+经差北图廓纬度=南图廓纬度+纬差举例：1、已知图幅图号J49B001002，计算图幅四个角点经纬度2、已知图幅图号J49D003004，计算图幅四个角点经纬度 1、西图廓经度 111南图廓纬度 38东图廓经度 114 北图廓纬度 402、西图廓经度 11530 南图廓纬度 39 东图廓经度 116 北图廓纬度 3920 1、不同比例尺编号的行

18、列关系换算（1）较小比例尺地形图的行列代码转换成较大比例尺地形图的行列代码西北： 东南： 举例：1：10万地形图编号中的行列代码为004001，求其所包含的1：万地形图编号的行列代码。 C（小）=004 ， d（小）=001， 纬差（小）= 20 纬差（大）=5 带入上述公式：西北：C(大）=013 d(大）=001东南：C(大）=016 d(大）=0042） 较大比例尺地形图的行列代码转换成较 小比例尺地形图的行列代码举例：1：万地形图编号中的行列代码为016004 和 013003，求包含该图的1：10万地形图图号中的行列代码。 将数据带入上述公式中求得：练习：已知制图区域的经纬度范围如下

19、，编制该地区的地图时，需收集1：10万地形图作为编图资料，请算出所需1：10万图号及并将相邻图幅编号填入下表：（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）（新）（旧）1. 利用公式（1） 求出各图廓点 在1：100万图中的 图幅号； 利用公式（1） 2.利用公式（2）求出 在1：10万中各点的 图幅编号 利用公式（2）（旧）（旧）（旧）J49D001012（旧）J50D001001（旧）（旧）（旧）J49D002012（旧）J50D002001（旧）（旧）（旧）（旧）k49D012012k50D012001J49D001011J49D002011J49D003012J50D003001J50D002002J50D001002第二章 地图学一、地图学的定义 地图学发展的两个阶段：制作地图、地图应用 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。 地图学是以地图信息传递为中心的，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。地图学由地图理论、制图技术和地图应用三个分支学科组成。 理论地图学 地图制图学 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