地图学原理复习

地图学原理复习（投影部分为重要考点）第一章：1、地图的定义和基本特征：（重点）定义：根据一定的数学法则，将地球(或其他星体)上的自然和人文现象，经概括综合，以可视化、数字或触摸的符号形式，缩小表达在一定载体上的图形模型，用以传输、模拟和认知客观世界的时空信息。基本特征：可测量性、可比性←特殊的数学法则；直观性、易读性←地图语言；一览性、清晰性←制图综合（概括）；是独特的传输信息的通道。2、地图的分类按地图内容分：（重点）普通地图——以相对平衡的详细程度表示地表最基本的自然和人文现象的地图；专题地图——突出反映一种或几种主题要素的地图。按地图比例尺分：（重点）大比例尺地图：1：10万及更大；中比例尺地图：介于10万和100万之间；小比例尺地图：1：100万及更小。按制图区分：按自然区划分：世界地图、大陆地图、自然区域地图；按行政区划分：国家地图、省（市、区）地图、市图、县图；按宇宙空间分：地球图、月球图、火星图；按经济区划分按用途分类：通用图（如：挂图）；专用图（如：航海图、教学图）。按使用方式分：桌面用图、挂图、野外用图地图按存储介质分：纸制地图、胶片地图、丝绸地图、磁介质地图按其他标志分：颜色：单色和多色外形特征：平面和三维立体、地球仪感受方式：视觉地图和触觉地图结构：单幅地图、系列地图、地图集3、地形图的构成要素：数学要素：控制点、坐标网、比例尺和地图定向；地理要素：自然地理要素（地貌、水系、土质、植被）；社会经济要素（居民地、交通线、境界线、独立地物）；图边要素：图名、图号、图例、比例尺、接图表、图廓、分度带、坡度尺、测图方法、测图时间与单位、等高距、必要的说明等。地图的基本功能：地图的传输功能、地图信息载负功能、地图模拟功能、地图认知功能5、地图的分幅：矩形分幅：拼接分幅——适用：挂图和大于1：2000的地形图不拼接分幅——适用：地图集、专题地图等优点：①图幅间拼接方便；②各图幅面积相对平衡，充分利用图纸和印刷版面；③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。经纬线分幅：适用：世界各国地形图、小比例尺地图优点：①图幅有明确的地理范围；②可分开多次投影，变形较小。缺点：①图廓为曲线时拼接不便；②高纬度地区图幅面积缩小，不利于纸张的使用和印刷。③破坏重要地物的完整性。地图的编号：自然序数编号法；行列式编号法；行列—自然序数编号法6、我国基本地形图的分幅和编号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分幅：单幅：经差6°，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°以下，没有合幅1：50万、1：25万、1：10万地形图的分幅和编号，1：100万地图基础上的延伸1：5万、1：2.5万、1：1万地形图的分幅和编号，1：10万地图基础上的延伸7、几组定义：地理图：反映地理事物的基本轮廓极其分布规律；地形图：按照国家制定的统一规格、用指定的方法测制或根据可靠的资料编制的详细表达普通地理要素的地图。地形地理图：介于地理图和地形图之间。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）的一组地图的集合地图集：按统一的设计要求编制而成的多幅地图的汇集。编绘成图：根据已有的地图或其他编图资料，在室内编制新图的方法。第二章1、椭球体的定位——对地球形体的三级逼近。在天文大地测量中首先选取一个对一个国家比较适中的大地测量原点，并从此点出发通过事先布设的三角网点进行几何测量和大地经纬度测量，逐一求出各网点的垂线偏差，再以上述的测量结果将事先设置的地球椭球面位置调整到最理想的位置上。这种定位，相对于全球而言，只能是局部定位。局部定位的地球椭球体，称为参考椭球体，国际上有多种大地测量原点和参考椭球。2、大地水准面（一级逼近）假想将静止的平均海水面延伸到大陆内部，形成一个连续不断的，与地球比较接近的形体，其表面称为大地水准面。3、地理坐标系概念：以地球的北极、南极、赤道和本初子午线等作为基本要素，即可构成地球椭球面的地理坐标系统。4、我国的大地坐标系统：1950年北京坐标系1980年国家大地坐标系水准高程：第三、四章(重点)1、地图投影的基本概念及其分类：概念：将地球椭球面上的点转换成平面上的点。投影方式：平行投影，透视投影，广义投影地图投影分类：（1）按变形性质分：等角投影:投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等，即角度变形为零（适用于交通图，洋流图，风向图等）；等积投影:投影面与椭球面上相应区域的面积相等，即面积变形为零（适用于面积精度较高的自然地图和社会经济地图）；任意投影:投影图上，长度、面积和角度都有变形，它既不等角又不等积。其中，等距投影是在特定方向上没有长度变形的任意投影（一般适用于对投影变形要求适中或区域较大的地图，如教学地图、科学参考图、世界地图等）。（2）按地图投影的构成方法分类：几何投影:方位投影:以平面作投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。根据球面与投影面的相对部位不同，分为正轴投影，横轴投影，斜轴投影:正轴方位投影，投影面与地轴相垂直；横轴方位投影，投影面与地轴相平行；斜轴方位投影，投影面与地轴斜交。圆柱投影:以圆柱面作投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。正轴：圆柱轴与地轴重合；横轴：圆柱轴与地轴垂直；斜轴：圆柱轴与地轴斜交；圆锥投影:以圆锥面作投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。正轴：圆锥轴与地轴重合；横轴：圆锥轴与地轴垂直；斜轴：圆锥轴与地轴斜交；、条件投影：伪方位投影——在正轴方位投影的基础上，纬线仍投影为同心圆，根据某些条件改变经线形状而成，除中央经线为直线外，其余均投影为对称中央经线的曲线。且交于纬线的共同圆心。伪圆柱投影——在正轴圆柱投影基础上，规定纬线仍为平行线，根据某些条件改变经线形状而成，除中央经线为直线外，其余均投影为对称中央经线的伪圆锥投影——在圆锥投影基础上，规定纬线仍为同心圆弧，根据某些条件改变经线形状而成，除中央经线为直线外，其余均投影为对称中央经线的曲线。多圆锥投影——设想有更多的圆锥面与球面相切，投影后沿一母线剪开展平。纬线投影为同轴圆弧，其圆心都在中央经线的延长线上。中央经线为直线，其余经线投影为对称于中央经线的曲线。2、比例尺的分类：数字式比例尺：写成比的形式。（1：10000，1/10000）文字式比例尺：“一万分之一”（图上1厘米等于实地1公里）图解比例尺：直线比例尺、斜分比例尺、复式比例尺特殊比例尺：变比例尺；无级别比例尺3、投影变形的概念、类型：概念：地图投影变形是指球面转换成平面后，地图上所产生的长度、角度和面积误差。类型：变形椭圆——取地面上一个微分圆（小到可忽略地球曲面的影响，把它当作平面看待），它投影到平面上通常会变为椭圆，通过对这个椭圆的研究，分析地图投影的变形状况。这种图解方法就叫变形椭圆；长度比和长度变形——长度变形是衡量长度变形程度的一个相对概念。长度变形值有正有负，正表示增长，负表示缩短，长度变形是各种变形的基础。面积比与面积变形——面积比只有大于1小于1，而面积变形则有正有负，为正表示投影后面积增大，为负表示投影后面积减小；角度变形——投影面上任意两方向线所夹之角与球面上相应的两方向线夹角之差，称为角度变形。角度变形与变形椭圆的长短轴差值成正比，即长短轴差值越大，角度变形越大。4、常用地图投影（1）世界地图常用投影：墨卡托投影——属于正轴等角切圆柱投影，在正轴等角切圆柱投影中，赤道为没有变形的线，随纬度增高长度、面积变形逐渐增大。墨卡托投影的等角航线（斜航线）表现为直线，这一特性对航海具有重要意义。（球面上两点之间的最短距离是大圆航线），另外该投影也可用来编制赤道附近国家及一些区域的地图；空间斜轴墨卡托投影——近似等角的投影，简称SOM投影，在该投影上图上，卫星地面轨迹为以某种角度与赤道相交的斜线，卫星成像扫描线与卫星地面轨迹垂直，并能正确反映卫星轨道运动、地球自转等几种运动的影响，可将地面景象直接投影到SOM投影面上；桑逊投影——是一种经线为正弦曲线的正轴等积伪圆柱投影，又称桑逊—弗兰斯蒂德投影，为等面积投影，赤道和中央经线是两条没有变形的线，离开这两条线越远，长度、角度变形越大。该投影中心部分变形小，除用于编制世界地图外，更适合于编制赤道附近南北延伸地区的地图；摩尔维特投影——是一种经线为椭圆曲线的正轴等积伪圆柱投影，该投影也用来编制东、西半球地图；古德投影——是一种对伪圆柱投影进行分瓣的投影方法，尽可能地减少投影变形而不惜图面的连续，是该投影设计的重要思路；等差分纬线多圆锥投影——通过对大陆的合理配置，该投影能完整地表现太平洋及其沿岸国家，突出显示我国与邻近国家的水陆关系。我国常采用该种投影编制世界地图。（2）半球地图常用投影：横轴等积方位投影——又名兰勃特方位投影，常用于编制东、西半球地图；横轴等角方位投影——又名球面投影、平射投影，是一种视点在赤道的完全透视的方位方位投影，又称赤道投影。正轴等距方位投影——又名波斯特尔投影，纬线为同心圆，经线为交于圆心的放射状直线，一次纬线间距与实地相等；切点在极点，为无变形点；有角度变形和面积变形，等变形均以极点为中心，呈同心圆分布，离无变形点越远，变形愈大，该投影多用于编制南、北半球地图和北极、南极区域地图。（3）分洲、分国地图常用投影：斜轴等积方位投影——中国政区图采用此投影，投影中心通常位于30°N，105°E正轴等角方位投影——正轴等角圆锥投影，又称兰勃特正形投影，该投影广泛应用于我国编制出版的全国1:400万、1:600万挂图，以及全国性普通地图和专题地图；正轴等积圆锥投影又称亚尔勃斯投影；我国常用等积圆锥投影编制全国性自然地图中的各种分布图、类型图、区划图以及全国性社会经济地图中的行政区划图、人口密度图、土地利用图等；彭纳投影——等积伪圆锥投影，无面积变形，中央经线和中央纬线是两条没有变形的线。（4）地形图常用投影：我国8种国家比例尺地形图中，出1:100万地形图采用等角圆锥投影外，其余都采用高斯—克吕格投影。高斯—克吕格投影——是一种横轴等角切椭圆柱投影，该投影的中央经线和赤道为垂直相交的直线，为控制投影变形，该投影采用了6°带、3°带分带投影的方法，使其变形不超过一定限度，该投影在欧美一些国家也被称为横轴等角墨卡托投影；等角圆锥投影——我国1:100万地形图最早使用的是国际投影（改良多圆锥投影），1978年采用了国际统一规定的等角圆锥投影，该投影的变形分布规律：没有角度变形；两条标准纬线上没有任何变形；由于采用了分带投影，没带纬差较小，因此我国范围内的变形几乎相等，最大长度变形不超过±0.03%（南北图廓和中间纬线），最大面积变形不大于±0.06%。第五章1、投影应用的选择：按制图区域的形状、范围和地理位置分：（1）制图区域地理位置决定了所选择投影的种类。极地——正轴方位投影赤道附近——横轴方位投影中纬地区——正轴圆锥投影或斜轴方位投影（2）制图区域形状直接制约地图投影的选择。中纬度地区:沿纬线方向延伸的长形区域——单标准纬线正轴圆锥投影沿经线方向略窄，沿纬线方向略宽的长形区域——双标准纬线正轴圆锥投影沿经线方向南北延伸的长形区域——多圆锥投影圆形区域——斜轴方位投影低纬赤道附近:沿东西方向长条形区域——正轴圆柱投影圆形区域——横轴方位投影（3）制图区域的范围大小也影响地图投影的选择，范围小时，无论什么投影方式都无太大变形差异；对于区域广大的地图需要慎重的选择投影。按制图比例尺分：以我国为例，大比例地形图，量算及精确定位，选择各方面变形都较小的地图投影，如分带投影的横轴等角椭圆柱投影；中小比例尺的省区图，定位精度相对降低，选择正轴等角、等积、等距圆锥投影。按用地图的内容和用途分：交通图，航海图，航空图——等角投影自然地图和社会经济地图中的分布图，类型图，区划图——等积投影世界时区图——经线投影成直线的正轴圆柱投影按出版方式分：单幅图，系列图，地图集。国家测绘局地图比例尺：国家测绘局国家基本比例尺地形图1：100万 采用正轴等角圆锥投影1：25万 采用高斯—克吕格投影，6°分带1：10万 采用高斯—克吕格投影，6°分带1：5万 采用高斯—克吕格投影，6°分带1：2.5万 采用高斯—克吕格投影，6°分带1：1万 采用高斯—克吕格投影，3°分带1：5000 采用高斯—克吕格投影，3°分带1：2000 平面控制采用高斯—克吕格投影，按3°分带计算平面直角坐标。当对控制网有特殊要求时，采用任意经线作为中央子午线的独立坐标 系统，投影面亦为当地的高程参考面。1：1000 同上1：500 同上高斯—克吕格投影（重点）概念：等角横切椭圆柱投影是以椭圆柱作为投影面，使地球椭球体的某条经线与椭圆柱相切，然后按照等角条件，将中央经线东西两侧各一定范围内的地区投影到圆柱面上，再将其展开平面而成。变形性质：等角投影几何概念：横切椭圆柱投影经纬线特征：中央经线和赤道为互相垂直的直线，其他经线均为凹向并对称于中央经线的曲线，其他纬线均为以赤道为对称轴的向两极弯曲的曲线，经纬线成直角相交。变形分布规律：①中央经线没有长度变形。其余经线长度比均大于1，距中央经线愈远变形愈大；②在同一条经线上，长度变形随纬度的降低而增大；③在同一条纬线上，长度变形随距中央经线距离的增大而增大。最大变形在边缘经线与赤道的交点上；6°分带和3°分带：为了保证地图的精度，采用分带投影方法，将投影范围的东西界加以限制，使其变形不超过一定的限度，把许多带结合起来，可以为整个区域的投影。我国规定1：1万－1：50万比例尺地形图均采用高斯－克吕格投影。1：1万及大于1：1万采用3°分带,小于1：2.5万采用经差6°分带。坐标网：（要求识图）经纬线网：经线和纬线构成的坐标网，又称地理坐标网。作用：控制和确定地表各点和整体地形的实地位置，用于分析和计算投影变形，确定比例尺、量算不可缺少；表示：1：5千—1：25万以图廓形式表示1：50万—1：100万图面直接绘出内图廓有加密分划短线方里网：由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。又称直角坐标网。作用：大比例尺地图上，方便展绘点位和读图上地理坐标表示：1：1万—1：25万地图上绘出方里网彩色空间：1、三原色：红、绿、蓝2、彩色空间：RGB——CCD技术直接感知R,G,B三个分量，是图像成像、显示、打印等设备的基础CMY和CMYK——CMY(青、深红、黄)、CMYK(青、深红、黄、黑）HIS——色调、饱和度、亮度YIQ——Y指亮度(Brightness),即灰度值，I和Q指色调，描述色彩及饱和度YUV——Y指亮度,与YIQ的Y相同，U和V也指色调YCbCr——Y指亮度,与YIQ和YUV的Y相同，Cb和Cr由U和V调整得到，JPEG采用的彩色空间常见图形图像格式：当前常见的图形文件格式：BMP、DIB、PCP、DIF、WMF、GIF、JPG、TIF、EPS、PSD、CDR、IFF、TGA、PCD、MPT栅格:栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。位图图像也叫作栅格图像，Photoshop以及其他的绘图软件一般都使用位图图像。位图图像由像素组成，每个像素都被分配一个特定位置和颜色值。在处理位图图像时，您编辑的是像素而不是对象或形状，也就是说，编辑的是每一个点。矢量：既有大小又有方向的量。一般来说，在物理学中称作矢量，在数学中称作向量。在计算机中，矢量图可以无限放大永不变形。矢量图像，也称为面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义为一系列矢量列由线连接的点。矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性BMP:PC机上最常用的位图格式，有压缩和不压缩两种形式，该格式可表现从2位到24位的色彩，分辨率也可从480x320至1024x768。由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，所以该格式在Windows环境下相当稳定，在文件大小没有限制的场合中运用极为广泛。WMF:MicrosoftWindows图元文件，具有文件短小、图案造型化的特点。该类图形比较粗糙，并只能在MicrosoftOffice中调用编辑。GIF:在各种平台的各种图形处理软件上均可处理的经过压缩的图形格式。缺点是存储色彩最高只能达到256种。少有的支持多帧动态图的栅格格式。GIF文件的数据，是一种基于LZW算法的连续色调的无损压缩格式。其压缩率一般在50％左右，它不属于任何应用程序JPG:可以大幅度地压缩图形文件的一种图形格式。对于同一幅画面，JPG格式存储的文件是其他类型图形文件的1/10到1/20，而且色彩数最高可达到24位，所以它被广泛应用于Internet上的图片库，主要应用于色彩丰富的自然图像，如数码照片的存储。TIF:文件体积庞大，但存储信息量亦巨大，细微层次的信息较多，有利于原稿阶调与色彩的复制。该格式有压缩和非压缩两种形式，最高支持的色彩数可达16M。PSD:Photoshop中的标准文件格式，专门为Photoshop而优化的格式。CDR:CorelDraw的文件格式。另外，CDX是所有CorelDraw应用程序均能使用的图形（图像）文件，是发展成熟的CDR文件。《数字地图制图》闭卷考试主要题型：选择题、判断题、名词解释、填空题、识图填图题、简答题、分析论述题//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////《地图学》、《制图学》部分考核要点共占卷面考核60-70分左右复习重点为课堂教学课件主要内容《地图学》相关章节是考试核心部分，占50分