测绘科学-书本知识点

1测绘科学是研究地球的形状、大小、地球重力场、地球表面的地形、地貌及地物的几何形状和其空间位置，并将地球

表面的地形及其它信息测绘于图纸上，以便各行各业的使用

2地图学以空间信息图形表达、存贮和传输为目的，综合研究地图实质、制作技术及其使用方法的一门技术性、区域性

学科。以地学信息传递为中心，研究地图的基本原理、地图制作技术和地图使用方法的综合性科学＜

分支：（1）理论地图学：主要研究地图概论、地图符号系统、制图综合等

（2）技术制图学：主要研究计算机地图制图、地图整饰与编制

（3）应用地图学：主要研究地图分析、地图测量、地图评价以及地图信息的处理

3远在4千年前大禹治水即使用“准、绳、规、矩”四种测量工具。

西晋装秀的“制图六体”具有划时代意义，从此使绘制地图有了坚实的理论基础。

4地球形体的一级逼近_大地体（对地球形状的很好近似，其面上高出与面下缺少的相当）

地球形体的二级逼近一一地球的数学表面

地球形状的三级逼近一一参考椭球体。

椭球体的三要素：长轴。（赤道半径）、短轴〃（极半径）和椭球的扁率f

5高程：地面任一点到其高度起算面的距离。高度起算面亦称高程基准面。

6我国以黄海平均海水面作为水准基面，即零高程面。永久水准原点设在青岛验潮站附近的观象山。用精密水准测量测定水

准原点相对于黄海平均海水面的高差，即为水准原点的高程，作为全国高程控制网的起算高程。

7用水平面代替水准面的范围

当距离为10km时，以平面代替水准面所产生的距离误差为0.82cm,相对误差为1/1217700。这样小的误差，在地面上进

行精密测距时是允许的。所以在半径为10km范围内，以水平面代替水准面所产生的距离误差可忽略不计。

在高程测量中，即使距离很短也应顾及地球曲率的影响。

8测量工作的基本过程为“先控制后碎步，从整体到局部全面控制”的基本原则

9基本测量元素1）距离2）角度3）高差（两点间沿铅垂线方向距离）

10地图的定义和基本特性

（1）地图的定义：地图是按照一定的数学法则，将地球（或星体）表面上的空间信息，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，模拟和感知客观世界的时空信息，

（2）地图的基本特性A.特殊的数学法则B.特定的符号系统

C.特异的地图概括D.独特的传输信息的通道

11地图的构成要素（1）数学要素（2）地理要素3）图边要素4（补充要素）

12地图分类1.按地图的内容分类：有普通地图与专题地图之分。2.按比例尺分类

13地图投影定义地球椭球体表面是个曲面，而地图通常是二维平面，因此在地图制图时首先要考虑把曲面转化成平面。

然而，从几何意义上来说，球面是不可展平的曲面。要把它展成平面，势必会产生破裂与褶皱。这种不连续的、破裂的

平面是不适合制作地图的，所以必须采用特殊的方法来实现球面到平面的转化。

14地图投影就是研究将地球椭球体面上的经纬线网按照一定的数学法则转移到平面上的方法及其变形问题。其数学公式表

达为：

X=f；（入,6）y=/2（4,。）

地图投影的实质：是将地球椭球面上的经纬线网按照•定的数学法贝］转移到平面上。

15地图投影分类（1）按变形性质分类等角投影等距投影等积投影任意投影

（2）按经纬网形状分方位投影圆柱投影圆锥投影多圆锥投影

16地图投影的选择依据

（1）地图内容和用途（2）制图区域的大小（3制图区域形状和地理位置

（4）地图出版方式（5）地图图面配置

投影（一）三种性质投影的比较

①等积投影不能保持等角特性，等角投影不能保持等积特性。

②任意投影不能保持等积、等角特性。

③等积投影的形状变化比较大，等角投影的面积变形比埃大。

（二）投影的概念

①方位投影：以平面作为投影面，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市成。

②圆柱投影以圆柱面作为投影面，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。

③圆锥投影以圆锥面作为投影面，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。

1、墨卡托投影（MercatorProjection）

黑卡托投影属于正轴等角圆柱投影。该投影设想与地轴方向一致的圆柱与地球相切或相割，将球面上的经纬线网按

等角的条件投影到圆柱面上，然后把圆柱面沿一条母线剪开并展成平面。经线和纬线是两组相互垂直的平行直线，经线

间隔相等，纬线间隔由赤道向两极逐渐扩大（如图）。图上无角度变形，但面积变形较大。

经纬线形式：经线是一组间隔相等的平行线，纬线是与经线垂直的一组平行线，且在中央经线上纬线间隔自投影中心

向南北两极逐渐增大。

投影特点：①在墨卡托投影中，面积变形最大。

在纬爱60度地区，经线和纬线比都扩大了2倍，面积比扩大了4倍，愈接近两极，经纬线扩大的越多，在6=80度时，

经纬线都扩大了近6倍，面积比扩大了33倍，所以墨卜托投影在80度以上高纬地区通常就不绘出来了。

②在墨卜托投影上等角航线表现为直线

等角航线：就是指地球表面上与经线交角都相同的曲线，或者说是地球上两点间的一条等方位线。

就是说船只要按照等角航向航行，不用改变方位角就能从起点到达终点。由于经线是收敛于两极的，所以地球表面上的

等角貌线是除经线和纬线以外，以极点为渐近点的螺旋曲线。因墨卡托投影是等角投影，而且经线投影为平行直线，那

末两点间的那条等方位螺旋线在投影中只能是连接该两点的一条直线。

大圆航线：地球面上两点间最短距离是通过两点间的大圆弧，也称为大圆航线。

实际上在远洋航行时，•般把大圆航线展绘到墨卡托投影的海图二，然后把大圆航线分成几段，每•段连成直线，就是

等角航线。船只航行时，总的来说，大致是沿大圆航线航行。因而走的是一条较近路线，但就每一段来说，走的又是等

角航浅，不用随时改变航向，从而领航十分方便。

2、等差分纬线多圆锥投影

这个投影是由我国地图出版社于1963年设计的一种不等分纬线的多圆锥投影。是我国编制“世界地图”常用的一种投影。

①投影特点：

a中央经线取E150°,以突出我国在图幅中央的位置。

b全球大陆不产生目视变形，同纬度带面积变形近似相等，以利于比较我国与同纬度国家面积的对比。

c太平洋保持完整，利于显示我国与邻近国家的水陆联系。

②经纬线形式：

赤道和中央纬线是互相垂直的直线，其他纬线是对称于赤道的同轴圆弧，其圆心均在中央经线上，其他经线为对称

于中央经线的曲线，每一条纬线上各经线间的间隔，随离•中央经线距离的增大而逐渐缩小，按等差级数递减。极点为圆

弧，其长度为赤道的1/2。

③变形分布规律：

这种投影的变形性质属任意投影。我国绝大部分地区的面积变形在10%以内，面积比等于1的等变形线自东向西横

贯我国中部，中央经线和纬线44度的交点处没有角度变形。我国境内绝大部分地区的角度变形在10度以内，少数地区

在13度左右。变形最小地区在南北纬45°东西经30°之间。

地图出版社用这一投影编制过数种比例尺的世界政区图和其他类型的世界地图。

3高斯一克吕格投影

各国地形图所采用的投影很不统一,在我国8种国家基本比

例尺地形图中，除1：100万地形图采用正轴等角割圆锥投影外，其余都采用高斯-克吕格投影（横切等角椭圆柱投影）。

在我国1：100万地形图采用等角正割圆锥投影中，为了提高精度采用分带投影，即：从赤道起纬差4°,经差6°为一

幅，然后进行拼接。该投影的经纬线形式：经线投影后为辐射直线，纬线为同心圆圆孤，经线间的间隔与经差成正比，

经线交于极点。

变形分布特点：没有角度变形；两条标准纬线上没有任何变形；两条标准纬

线之内N>1,之外由于采用了分带投影，每带纬差较小，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%.

1、定义：以椭圆柱为投影面，使地球椭球体的某•经线与椭圆柱相切，然后按等角条件，用解析法将中央经线两侧各•定

范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其沿过南北极的母线展成平面而得。

2.经纬线形式：

⑴中央经线为直线，其他经线是对称于中央经线的曲线，中央纬线为直线，其他纬线是对称于赤道并凹向两极的

曲线。

⑵在中央经线上纬线间隔相等，在赤道上经线间隔自投影中心向东、向西逐渐增大。

3.变形分布规律：

⑴此投影无角度变形，中央经线无长度变形，其他经线长度比大于1。

⑵中央经线附近变形小，向东、向西方向变形逐渐增大。

⑶长度、面积变形均不大，其中长度变形＜0.14%,面积变形W0.27%

4.高斯投影分带为控制投影变形，高斯-克吕格投影采用6°和3°分带投影的方法，我国1：2.5万、1：5万、

1：10万、1：25万、1：50万地形图均采用6°带投影，1：1万及更大比例尺地形图采用3°带投影。

（1）6,分带法规定：从格林威治零度经线开始，由西向东每隔6°为一个投影带，全球共分60个投影带，分别用阿拉伯

数字1-60予以标记。我国位于东经72°-136。之间，共包括11个投影带（13-23带）。对于东半球：

中央经线的度数：L0=6°n-3°带号：n=[X/6°]+1对于西半球：

中央经线的度数：Lw=360°-60n-30

带号:nw=[（360°-X）/6°]+1

⑵30分带法规定：从东经1。30'起算，每3°为一带，全球共分120带，（下图）表示了6。分帝与3。分带的中央经线

与带号的关系。

中央经线的度数：L0=3°n带号：n=[入/3]+1

国家基本比例尺地形图特点：

（1）具有统一的大地坐标系统和高程系统

（2）具有完整的比例尺系列和分幅编号系统

（3）依据统一的规范和图示

（三）、我国基本比例尺地形图的分幅编号

K1991年以前的分幅编号系统以1:100万地形图国际统一分幅和编号为基础，延伸出1：50万、1：25万、1：10万

三种比例尺，在1：10万基础上又分出1：5万、1：2.5和1：1万三种。I:100万地形图分幅和编号采用经差6°、纬

差4。为一幅图。从赤道起向北或向南至纬度88°止，按纬差每4。划作22个横列，依次用A、B......V表示；从

经度180。起向东按经差每6°划作一纵行，全球共划分为60纵行，依次用1、2......60表示。每幅图的编号由该图

幅在的“列号一行号”组成。

方位分为，真北~磁北和坐标北

（一）、真方位角

基准方向：子午线北方向来源：天文观测、陀螺经纬仪测定和计算求得。特点：同一直线上各点的真方位

角不等。

（二）、坐标方位角基准方向：坐标纵轴方向

特点：I、正反方位角相差180°2、同一直线上各点坐标方位角相等

来源：由坐标反算或角度传递得到。用途：控制网起算数据和坐标推算。

（三）、磁方位角基准方向：磁子午线北方向来源：带磁针装置的经纬仪测定。

特点：1、同一直线上各点的磁方位角不等。2、易受磁性物质干扰，精度不高。

用途：用于概略指示方位。

子午线收敛角Y：真北与坐标北方向之间的夹角。东偏为正，西偏为负。

磁偏侑5：真北与磁北方向之间的夹角。东偏为正，西偏为负。我国东部和沿海地区的磁偏角偏西，而且纬度越高的地

方，磁偏角也越大，只有新疆、西藏和南沙群岛地区的磁偏角偏东。由于地磁南北极的位置不是固定不变的，所以各个

地方的磁偏角也不是固定不变的.

磁坐偏角£：坐标北方向与磁北方向之间的夹角。东偏为正，西偏为负。

17地图符号是表示地图内容的基本手段，由形状不同、大小不一、色彩有别的图形和文字组成的，是地图的语言。

17地图符号的实质是以约定关系为基础，用一种视觉形象图形来代指事物现象的抽象概念。

（地图符号的特征1.综合抽象性2.系统性3.约定性4.传递性5.时空性

18地图符号的量表

（1）.定名量表：对空间信息的处理只使用定性关系，一般不使用定量关系的量表.

（2.）顺序量表：按某种区分标志把事物现象构成的数组进行排序，区分为一种相对等级

（3.）间距量表：是指利用某种统计单位对顺序量表的排序增加距离信息，即成为间距量表.

（4.）比率量表：是以制图数据的起始点为基础，按某种比率关系进行排序，且呈比率变化.

19构地图符号的基本元素

（1.）位置（2.）形状（3.）尺寸（4）.色彩（5）.网纹（6.）方向

20视觉变量的视觉感受效果I.整体感与差异感2.等级感3.数量感4.质量感5.动态感6.立体感

21地图符号设计的基本原则1形状要图案化2.种类要简化3.符号要有对比协调性

4.符号要有逻辑系统性5.图形色彩要有象征性6.总体要有艺术性

22影响地图符号设计的因：1.地图内容2.区域资料特征3.视觉要求4.使用要求5.制作与成本

23地图概括的实质

地图概括的实质就是解决广阔制图区域内繁多的地理事物与有限地图图幅面积之间的矛盾。

地图概括是通过对制图区域内客观事物的取舍和化简来实现的。

地图概括也可以简单地表述为：“根据地图的用途、比例尺和区域特点对地图内容进行选择和化简，概括和综合

的过程

24地图概括的原则1、符合地图用途的需要2、保持地图清晰易读且内容完备

3、保证一定的地图精度4、反映出制四区域地理特征

25地图概括的方法步骤1、分类2、简化3、符号化4、归纳

26地图内容选取的顺序原则

（1）从主要到次要（2）从高级到低级（3）从大到小（4）从全局到局部

28形状化简法

1、删除（即删去因比例尺缩小无法涓晰表示的细微弯曲或减少弯曲的数目，使曲线趋于平滑并能反映制图对象的主体特征。）

2、夸大（一些具有特征意义和定位意义的小弯曲，不但不能删除，必要时还要夸大表示o）

3、合并就是合并同类地物的细小碎部。当图形的细小弯曲或图形间距小到不能清晰显示时就采用合并的方法来概括地图图形。

4、分割当采用合并法有损制图对象的图形特征时（如排列、方向、大小对比等），为保持图形的主要特征，可采用分割方法将图

形重新组合。它是以牺牲局部图形的真实性来换取主要特征的保持。

29数量特征和质量特征的概括法1、数量特征的概括

数最特征是指物体的长度、高度、宽度、密度、深度、面积、体积等制图现象的数量指标，是描述事物的量化信息。

随着比例尺的缩小，制图对象的数量信息趋于简化和概略。这种简化描述制图对象数量特征的方法，称为数量特征的概括。

数量特征概括常以扩大级差的方法来缩减制图对象的分级的数最。

质量特征是指描述制图对象的类别和性质。质量差别是对制图对象进行分类的基础。

制图对象质量特征的显示，同样受到地图用途和比例尺的限制。随着比例尺的缩小，制图对象质量特征的表示趋向于简单和

概略，这种简单概略表示制图对象质量特征的方法，就称为质量特征的概括。

质量概括的方法通常是用概括的分类代替详细的分类，以整体的概念代替局部的概念，以减少制图对象的质量差别。

30等高线法

等高线:高程相等各点连接而成的闭合曲线。等而距：地形图上相邻两等高线间的高程之差。

等高线平距：相邻等高线在水平面上的垂直距离。示坡线：垂直于等高线而指向下坡的短线。

等高线的特点1同一等高线上，各点高程相等。2等高线是一闭合曲线.不能中断。

3.同•条等高线不能分叉为两条，相邻等高线不能相交（在悬崖处虽然相交，但必须有两个交点）。

4.等高线愈密坡度愈陡，等高线愈稀坡度愈缓,同一幅图上，等高线平距相等表示坡度相等。

5.经过河流的等高线不能直接跨越而过（接近河岸时先折向上游，直到与河底等高处才能越过河流，再折向下游渐渐离开河岸）.

.6等高线处处与山脊线（分水线）或山谷线（集水线）垂直。山谷线突向高处，山脊线突向低处。

31等高线的种类：

1）.首曲线（基本等高线）按规定的基本等高距测绘的等高线。

2）.计曲线（加粗等高线）每隔四级苴曲线描绘一根较粗的等高线。

3）间曲线（半距等高线）当首曲线不能详细表示地貌特征时，则需在首曲线间加绘一等高线，其等高距为基本等高距的1/2,用

长虚线表示。

4）助曲线（辅助等高线）

如采用了间曲线仍不能表示※较小的地貌特征时，则应当在首曲线和间曲线间加绘一等高线，其等高距为基本等高距的1/4,用短

虚线表示。

32专题地图.基本特征

1.内容广泛

2.具备地理底图专题地图由两部分经成：专题内容与地理底图。

地理底图是以普通地图为基础，根据专题内容的需要重新编制的。专题内容不可能孤立的存在，必须依附于一定的地理基础，两者分别处于

不同的层面：表现地图主题的专题内容以各种符号组成第一层而，地理底图则以较浅淡的色彩作为第二层面。两者在内容与形式上具有一定的内

在联系。地理底图是专题地图不可分割的组成部分。

3.图型丰富，图面配置多样4.新颖图种多，与相关学科的联系更密切

33专题要素的表示方法

一.点的表示方法

定位符号法：采用不同形状、颜色和大小和个体符号，表示呈点状事物的分布、质量、数量及结构、动态变化的方法.因符

号是绘在所在点位，所以叫定位符号法

I符号的.顼色比符号的形状更容易显示事物的性质差别，2符号的尺寸表示数量特征

3、符号的结构显示事物的内部组成4、符号的扩展显示动态变化

二.线状分布要素的方法

线状符号法：采用不同形状或颜色的线条表示呈线状或条带状延伸的地理事物的分布、质量挣征、数量差异和动念的方法。

1、线状符号表示事物的分布2线状符号的形式和颜色表示质量特征

3线状符号的尺寸表示高级差别或数量特征4