地图学 教学大纲

教学大纲一、课程教学目的本课程是测绘类本科各专业的一门专业基础必修课，具有不可替代的重要作用和意义。通过课程学习，能够使学员充分认识地图在空间信息处理、分析中的作用，掌握地理信息在地图上的表示方法，理解常规地图和数字地图的生产方式，了解地图学发展的新理论、新技术以及地图在各行各业的应用，基本具备熟练读图识图用图能力，并为进一步学习其他专业课程打下坚实基础。二、课程教学任务通过本课程的学习，要求学员理解并掌握地图的基本特征、地图内容表示、地图生产与应用方面的基本理论和方法，了解地图设计和生产的基本环节，了解地图印制的原理和方法。熟练阅读分析各类地图并写出读图报告；深刻认识空间信息在地图上符号化表示的全过程；掌握制图综合的基本方法在地图编制中的作用；掌握地图常用的分析方法；了解数字地图制图原理与过程。重视将地图学理论与实践相结合，养成良好的读图习惯和专业作风，鼓励学员的创新意识，培养学员的综合素质和分析问题及解决问题的能力。三、教学内容的结构第一章地图与地图学第1节：地图的基本特征和定义、地图的功能和作用第2节：地图阅读第3节：地图的内容和分类、地图的一般制作过程、地图学及其发展趋势教学目标：通过本模块的学习，深刻理解地图的基本特征，准确掌握地图的概念，在对地图所包含的基本内容及地图分类等知识点进行学习的基础上，认识地图的功能与作用，了解地图测制的基本过程与方法，达到从总体上对地图与地图学有一个比较全面认识的目的。通过明确地图是测绘过程的最终成果，认清测绘各专业在地图测制过程中的作用及相互联系，从而理清专业关系，更好地把握专业学习，并为具体内容的学习奠定认识基础和框架。教学方法：本模块共安排6学时，其中理论教学4学时，实践2学时。采用课堂讲授、实例示范和参观实践的方法实施教学。课堂讲授：通过准确解释各个基本概念，清晰阐明基本概念的内涵和相互联系。在教学过程中，充分利用大量地图实物和多媒体电子课件，力求将抽象概念形象化、具体化，以加深学员对基本概念的理解。引导学员建立地图学的整体概念和思维方式，激发学员对测绘专业和本课程的学习兴趣，培养学员对所学理论和方法灵活运用的能力。实践教学：针对本单元理论性强、新概念多的特点，在教学过程中，通过对大量地图的阅读与评价，从整体上建立学习和应用地图的指导思想及方法，增强感性认识，培养学员的学习兴趣，引导学员掌握学习地图知识的基本方法——阅读并感受地图作品。通过阅读、浏览大量中外优秀地图作品（参观地图馆或其他方式），从感性认识出发，了解地图的基本特征，不同类型地图上所表示的内容，体会如何将空间信息通过地图符号表达在地图上，从而获得空间认知，并撰写地图阅读体会或认识。第二章地图的数学基础第1节：地图投影概述第2节：常用地图投影及其应用第3节：墨卡托投影计算教学目标：通过本模块的学习，了解地图投影产生的原因，认识地图数学基础的重要作用，掌握地图投影的研究对象和任务；理解地图投影的方程、地图投影的变形、地图投影的条件以及地图投影的分类；概要掌握地图投影建立的原理和方法，理解并掌握区域地图常用的方位投影、圆柱投影、圆锥投影和地形图应用的高斯-克吕格投影的概念、变形特点和应用情况。从体系上把握地图制作中通过地图投影解决从不可展的地球椭球面到地图平面的矛盾，准确理解地图基本特征之一的数学法则，为后续内容的学习奠定坚实基础。教学方法：本模块共安排6学时，其中理论教学4学时，实践2学时。采用课堂讲授、实例示范、实习实验等方法实施教学。课堂讲授：充分利用电子课件多媒体教学手段，结合图表、动画等，图文并茂、形式活泼，力求形象化、具体化。从地图制作中解决不可展的地球椭球面和地图平面的矛盾入手，引入地图投影的概念，并浏览各种具有不同数学基础的地图，建立起对地图投影的感性认识。在此基础上，准确阐述地图投影的变形、条件、分类等基本概念；清晰阐明常用的几类地图投影的概念、特点、变形规律及应用情况，遵循由浅入深、由整体到局部再由局部到整体的思路，注重理论知识的掌握、实际能力的训练和综合素质的培养。实践教学：实践教学是对理论教学内容的深化、完善和课堂讲授的补充，是培养学员分析问题和解决问题能力的重要环节。针对本单元理论性强、内容抽象、理解难度大等特点，实践环节以海图数学基础、地形图数学基础为例证，设计了“墨卡托投影计算”、“地形图数学基础分析”两个科目。“墨卡托投影计算”通过编程计算坐标及变形值，加深对墨卡托投影的概念及变形分布规律的理解与认识。“地形图数学基础分析”以任意一幅1:10万地形图为例，分析地形图应用投影情况。两个科目任选一个，注重对知识的掌握和对原理的验证，使学员学会实践，学会思考，学会应用。第三章地图符号第1节：地图符号基本知识第2节：地图注记及其配置第3节：视觉变量及地图色彩第4节：地图符号设计实习教学目标：通过本模块的学习，了解地图要素的基本概念及其分布特征，深刻理解地图符号的概念本质，理解地图符号是空间信息的载体和传输工具。掌握地图注记的正确使用规则。本模块介绍的地图符号构图，只是基本的原则和方法，还需结合视觉变量理论和地理要素的表示方法，才能全面解决地图符号的构图问题。这是地图设计课程的范畴，本课程暂不涉及。教学方法：本模块共安排8学时，其中理论教学6学时，实践2学时。采用课堂讲授、实例示范、学员讨论和符号制作实习的方法实施教学。课堂讲授：采用从感性认识着手的启发式教学法，先让学生动手设计几个符号，教员从中分析存在的问题，提出问题，学生带着问题去学。然后充分利用多媒体电子课件中的动画，并结合彩色地图讲解地图符号的基本概念和视觉变量理论及其符号设计方法，逐步解决学生关于符号的问题（特别是那幅地形图上的符号问题）。并注重理论联系实际，采用对比方法讲解地图符号与实地物体的关系及其抽象过程。实践教学：通过符号设计作业的讨论、讲评，让学员加深理解地图符号的基本理论是地图学的核心理论，培养学生的创新能力和动手能力，为培养全面地图设计能力打下坚实的基础。根据对基本概念的理解程度、符号作业完成的情况和讨论发言情况进行考核和评价。第四章地图内容的表示第1节：普通地图概述、普通地图内容表示方法第2节：专题地图概述、专题地图内容表示方法第3节：普通地图符号表的制作教学目标：通过本模块的学习，掌握普通地图的基本概念、分类。在普通地图上表示了各种自然和社会人文要素，他们都有各自的表示内容、特点和方法。掌握专题地图的定义、特征，重点理解专题地图在表示内容的详细程度、表示方法和符号设计以及地图编制、地图用途等方面与普通地图的差别。通过专题地图的基本概念和九种常用表示法的学习，更好地掌握地图设计的基本理论，了解地图的设计与编制的基本过程。要求学生能熟练阅读各类地图。教学方法：本模块共安排6学时，其中理论教学4学时，上机实习2学时。采用教员课堂讲授、学员分组学习讨论、上机实习的方法实施教学。课堂讲授：充分利用多媒体电子课件中的彩色地图讲解抽象的地图表示原理和方法，并让学生去地图馆，通过阅读大量中外地图，进行分组学习与归纳，做出电子读图报告，并选代表发言，教员加以引导和总结。并通过使用已有GIS软件中的专题地图制图模块体会专题地图的自动制图过程。通过读图和上机实习开阔学生的眼界，培养学生活学活用能力。根据对基本概念的理解程度、电子读图报告和讨论情况及上机实习成绩进行考核和评价。实践教学：（1）地形图阅读是了解地图上信息特征和符号化方法的一种手段，是地图分析与解译的基础。通过对照地形图的图式图例，阅读地形图的内容，即自然、社会经济要素和辅助要素。运用符号与对象的联系，获取该区域的地理环境性质与分布特征，加深对地形图特点的认识，提高识图能力。（2）结合第三章相关知识，综合运用地图符号理论与地图表示方法理论，进行专题地图表示方法与符号设计的练习。通过图例、草图的设计，使学员初步掌握专题信息在地图上的常用表示方法，加深理解专题地图的表示方法理论；并通过计算机辅助符号设计，培养学员的动手能力和计算机辅助制图的能力。第五章制图综合第1节：制图综合的概念、影响制图综合的因素第2节：制图综合的基本方法第3节：要素综合实习教学目标：通过本模块的学习，使学员了解制图综合的基本概念、过程和方法。深刻领会什么是制图综合、制作地图为什么要进行制图综合以及影响制图综合的具体因素。明确制图综合是地图编制过程中必不可少的创造性劳动，制图综合贯穿在地图制作的整个过程中。通过对制图综合过程中所采用的基本方法的学习，了解选取、化简、概括和位移方法的基本概念以及在综合过程中的实际运用，并结合实践体会如何在地图制作的过程中实施选取、化简、概括和位移等制图综合方法。对制图综合中的辩证思维建立清晰的认识，理解制图综合与地图科学性之间的辩证关系，对地图科学性、制图综合的创造性思维建立准确认识，理解地图内容的详细性与准确性的辩证关系，从而获得制图综合乃至地图本质的关键性认识。教学方法：本模块共安排6学时，其中理论教学4学时，实践2学时。采用教员课堂讲授、学员讨论、实际操作的方法实施教学。课堂讲授：充分利用多媒体电子课件中的动画，并结合各要素综合的实例讲解抽象的地图综合原理和方法。注重把所学内容与实践密切结合，并通过课堂作业、个别辅导、作业讲评，提高学员的动手能力和分析问题及解决问题的能力。根据对基本概念的理解程度、作业完成的态度、准确度进行考核和评价。重点讲解制图综合的基本概念，阐述为什么编制地图必须进行制图综合，以及制图综合的条件和基本方法。在教学过程中，充分利用大量地图样图和多媒体电子课件，力求将抽象概念形象化、具体化，加深学员对基本概念的理解。实践教学：根据授课对象指定具体综合练习内容，例如通过居民地选取的实习，使学员能够运用选取的方法对圈形居民地进行综合，通过河流化简的实习，初步掌握制图综合过程中进行形状化简的基本方法，从而加深对制图综合原理的认识。第六章数字地图制图第1节：数字地图及种类、数字地图制图技术的发展过程第2节：地图制图出版流程与关键技术第3节：数字制图出版系统及设备参观教学目标通过本模块的学习，使学员了解地图编制的原理与基本过程，掌握数字地图、电子地图的定义、分类与应用等基本概念，了解地图生产中，地理信息的获取方法、地理信息的处理过程，了解地图数据库设计与建库的基本知识，认识数字地图生产与出版的过程。深刻理解数字地图制图给地图生产带来的革命性变化，与纸质地图相比具有交互性、无缝、可动态调整载负量、可多维显示、统计分析等优点。了解利用数字地图制图系统生产与出版地图的过程，包括地图坐标系选择、数字化、地图要素编辑、地图分层、图面配置、图形输出等具体内容。教学方法本模块共安排6学时，其中理论教学4学时，实践2学时。采用教员课堂讲授、学员讨论、参观实践的方法实施教学。课堂讲授：充分利用多媒体电子课件，并结合生产科研成果的介绍和演示，加深理解数字地图制图的基本原理、基本方法。注重把所学内容与实践密切结合，通过讲解和使用制图软件进行地图的图形编辑处理，让学员了解数字地图制图的基本方法。培养学员的动手能力、提出问题、解决问题的能力。根据对基本概念的理解程度、课堂讨论情况等进行考核和评价。实践教学：针对本模块实践性强、交互性强的特点，在教学过程中，参观数字印前系统(CTP)。通过参观，了解数字印前系统的工作流程、基本功能和特点，特别是了解从接收数字地图制图数据到制成印刷版材的一体化、自动化的过程，并对主要设备的性能特点有所了解，从而增强对数字地图制图全过程的认识。第七章电子地图制图第1节：电子地图概述第2节：电子地图设计与制作第3节：电子地图实习教学目标：通过本模块的学习，深刻理解电子地图、数字地图、GIS及纸质地图之间的区别与联系，准确掌握电子地图的基本概念，在学习电子地图的分类方法等知识点基础上，认识不同类型电子地图的功能与特点，了解电子地图系统构成与应用领域，达到从总体上对电子地图有一个比较全面认识的目的，为后续内容的学习奠定基础。教学方法：本模块共安排6学时，理论教学4学时，实践2学时。采用教员课堂讲授、学员讨论、实习作业的方法实施教学。课堂讲授：通过准确解释各个基本概念，清晰阐明基本概念的内涵和相互联系。充分运用多媒体课件，展示多模式多设备电子地图图片，力求将抽象概念形象化、具体化，增加学员对电子地图（集）的感性认识，从而加深对电子地图概念的理解。教学中，注重与学员的双向互动和交流，调动学员的学习积极性，激发学员对课程的学习兴趣，注意掌握学员对基本概念的理解程度。实践教学：通过浏览电子地图，深刻理解电子地图的概念、分类、特点及应用情况，了解电子地图的基本功能，分析电子地图与传统纸质地图之间的联系与区别，为今后相关专业的学习打下良好基础。第八章地图分析与应用第1节：地图分析第2节：地图应用第3节：地图分析方法实习教学目标：通过本模块的学习，使学生掌握地图分析的基本概念与方法，深刻认识地图分析是地图应用的基础和核心，了解地图在科学研究、国民经济建设