地图学-地图应用

1、第九章 地图应用,第一节 地图信息的获取 第二节 地图的选用 第三节 地图阅读的内容 第四节 地图分析方法 第五节 地图定向 第六节 地形图阅读与实例,地 图 学,1.地理环境质量及其分布特征信息的获取 地图上容纳有大量的地理环境信息是用地图符号，通过不同的表示方法直观形象地表示出来的；用图者在使用地图过程中，采用不同的技术、方法来获取这些信息。 地图阅读就是要掌握地图符号的涵义，并把这些地图符号转换成现实环境。包括图例的初步查阅、地图符号的具体识别和地图符号的形象思维，最后获得有关地理环境的质量特征和空间分布特征信息。,第一节 地图信息的获取,第一节 地图信息的获取,2.地理环境数量特征及其

2、相互关系信息的获取 地图分析通常采用量算分析、图解分析、图示分析、数理统计分析及数学地图模拟分析等方法。,第一节 地图信息的获取,3.地理环境的本质特征及其分布规律信息的获取 地图解释：用图者可以在地图阅读和分析的基础上，运用已有的知识和经验，对所获得的有关地理环境的质量、数量特征及相关关系作出解释，客观地描述地理环境的分布规律，归纳和演绎出一些新的概念和结论。,所谓地图选用，就是根据地图应用目的和任务、工作范围、技术要求等选择合适的地图。,一、地图种类的确定 地图种类主要依据地图应用的目的和任务、技术要求、作业区域大小来确定。收集的地图类型主要有最新的地形图，自然、社会及经济方面的专题地图等

3、图件。,第二节 作业地图的选定,第二节 作业地图的选定,二、地图比例尺的选择 1.地图比例尺在地图应用中的作用 (1).比例尺决定图上符号大小和所对应地面物体大小的变化。即比例尺大，对应图上面积大；比例尺小，对应图上面积小。另一方面，当地图图幅大小一定时，比例尺决定了图幅所包括的实地面积大小，比例尺大，图幅对应实地面积小；比例小，图幅对应的实地面积大。,第二节 作业地图的选定,(2).比例尺的变化导致地图概括的差异。 由于地图比例尺的大小决定了地面在图面上对应面积的大小，因而也就限定了地图上所能表达要素的总容量。 比例尺大，对应图上面积大，地图容量就大，地理事物的综合程度就小；比例尺小，对应图

4、上面积小，地图容量就小，地理事物的综合程度就高。 随着地图比例尺大小的变化，地图内容的详尽性和图解精度也随之变化。,第二节 作业地图的选定,(3).比例尺的大小影响图上量测的精度。 视力正常的人肉眼能分辨的图上最短距离是0.1mm。相当于图上0.1mm的实地水平长度就是地图上所能表示的最精密限度，称为比例尺的最大精度。 在比例尺大小不同的地图上，比例尺的最大精度是不一致的。,第二节 作业地图的选定,2.地图比例尺的选择 (1).直接依据用图技术要求选择地图比例尺。在地图应用过程中，有的在技术要求中明确指出了在何种情况下选择何种比例尺地图。 (2).依据用图的精度要求选择地图比例尺。有时在应用地

5、图进行量算时没有具体精度要求，这就要看具体情况。一般是比例尺愈大，量算精度愈高，但同时也增加了工作量。,三、作业地图的选定 1.基础图件：应选择现势性强的地图。 2.补充图件：当基础图件不足，或内容陈旧时，可选用相近比例尺、现势性强的地图作为补充用图。 3.参考图件：根据研究工作的需要，还需选定一些参考图，只是在研究制图区域或分析、评价其他资料以及地图作业的补充图件。,第二节 作业地图的选定,1.普通地图的阅读内容 辅助要素：图名、图例、制图的有关文字说明和坡度尺等； 数学要素：地图投影、比例尺、三北方向图等； 图形要素：如水系、地貌、土质、植被、居民地、交通线、境界线、电力及通讯线、独立地物

6、等的图形分布要素。,第三节 地图阅读的内容,2.专题地图阅读内容 专题地图阅读内容主要包括辅助要素、底图要素和专题内容。 (1).专题地图图例的阅读 专题地图的图例： 底图要素： 专题地图图例设计纷繁复杂：,第三节 地图阅读的内容,第三节 地图阅读的内容,(2).底图要素的阅读 普通地图上的制图网、水系、地势、居民地、道路网、境界线、沼泽、森林等，是编制专题地图的地理基础 制图网、水系和居民地几乎是任何专题地图必不可少的地理基础，其他要素则视地图的用途，适当加以选取 底图要素的阅读主要是为了地图定向、专题要素的定位，并说明地理事象的分布规律,第三节 地图阅读的内容,(3).专题内容的阅读 需要

7、具有有关专题内容的专业知识 必须具有一定的专题地图知识，特别是要了解专题地图的各种表示方法，这对阅读专题内容，认识地图所表达的有关专题内容的质量、数量、分布特征等，有很大帮助,一、地图量算法 地图量算：在地图上量测各种制图物体的平面坐标、垂直于平面坐标面的竖坐标(如高程、深度、厚度)，物体的长度与距离、面积、体积与容积、方位与方位角 根据地图比例尺和地图投影对各种量测精度作出评价,第四节 地图分析方法,1.图上地理点位坐标的量算 (1).地理点位的地理坐标的计算 求地理点P的地理坐标：首先从地形图上的分度带绘制出靠近P点的10901和10902两条经线以及3601和3602两条纬线，构成ABC

8、D经纬网格（即图中虚线构成的“矩形”）；然后过P点作两条垂线PE和PF，并精确量出PE、PF及经差1 (AD)和纬差1 (AB)的数值（长度），则有下列关系式：,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,(2). 地理点位的平面直角坐标的计算 地理点P的平面直角坐标求算步骤与方法如下： 第一步，从图上读出P点所在的方里网格西南角点O的平面坐标值： 第二步，量算出线段的长度值（即P点到下端和左端方里网的距离）分别为57.6mm和73.4mm；P点所在方里网的矩形沿横坐标方向长 ，沿纵坐标方向 。 第三步，按下式计算对应的实地长度： 第四步，地理点P的平面直角坐标为：,第四节 地图分析方法,2.

9、长度和距离量算 长度(距离)量算：直线长度(距离)量算、曲线长度(距离)量算。直线长度(距离)量算：水平直线、倾斜直线长度(距离)量算。 (1).水平直线长度(距离)量算。 两脚规量比法。,第四节 地图分析方法,直尺量算法。用直尺直接量出图上所求两点间的长度，再乘以地图比例尺分母。 平面坐标量测计算法。先在图上测出直线段端点A、B的直角坐标值XA、YA和XB、YB，然后按下式计算直线段长度D： （9-3） 此法适用于量算直线线段较长、且跨图幅的情况。,第四节 地图分析方法,(2).倾斜直线长度量算。首先在图上量出AB直线段的水平长度D和A、C两点间高差H，然后按下式计算倾斜直线长度S。 （9-

10、4）,第四节 地图分析方法,(3).曲线长度量算。传统的常用方法有：曲线量测仪(即曲线计)法、两脚规法、曲线系数法等，这些方法测量精度不高。 随着制图自动化和地理信息系统的发展，利用增量原理进行量测，精度和效果较好。在考虑曲线特征点的密度后，以适当的步距(比如1mm或2mm)进行数字化，则曲线长度可近似地认为是折线段累加的结果，即曲线长度,令各点坐标为,得曲线长度,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,3.面积量算 (1).传统面积量算方法 图解法。图解法有几何图解法、方格法、条形(梯形)法等等，是对被测量的范围进行图解，然后将每一几何图形的面积累加,即可得到待求的面积。 求积仪法。操作

11、机械求积仪，先试验出求积仪常数，然后绕被量测范围一周，将求积仪终、始点读数之差乘以求积仪常数，即得面积；操作光电求积仪时，首先输入比例尺、面积计算单位等有关参数，然后绕被量测范围一周，即可在显示屏幕上直接读数。,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,光电面积量测仪法。把一个被测面积图形分割成若干个面积相等并按某一规则排列的小单元，然后对小单元计数，将此计数值与已知面积的图形所含小单元数值相乘，即可求出被测图形的面积。 称重法。用精密天平称出纸质一样的标准面积纸的重量，然后称出欲测图形纸张的重量，后者重量除以前者重量，再乘以前者面积，即得欲测图形的面积。,第四节 地图分析方法,4.体积和容

12、积量算 欲求一山丘顶部的体积，等高线将山顶划分为若干层。先求出各截锥体上表面和下表面的面积，利用下述公式计算出各截锥体的体积。 （9-7） 式中h为等高距。圆锥体的体积计算公式为： （9-8） 式中h为山顶高程与相邻等高线高程之差。则地理体的总体积计算公式如下： （9-9）,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,5.坡度量算,在地形图上，可依据等高线求出任意两点间的高差，再求出该两点间的水平距离，便可依据下式计算地面坡度：,在工作中，应先根据上式作出坡度尺，其制作方法为： (1).将上式改写为 （地图比例尺分母；毫米）。 (2).查出 的函数值，计算出相应的值。 (3).绘一条水平直线作

13、为基线，按一定间隔等分，自左至右在各分点处依次注出 。 (4).过各分点作垂线，依次截取 。 (5).将各截取的端点连成平滑曲线，即为量测相邻两条等高线时使用的坡度尺。,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,6.方位角量算 根据线段两端点坐标计算方位角 方位角计算公式： tan(yByA)/(xBxA) 利用量角器量测方位角：如图9-12。,图9-12 用量角器直接量出AB线的方位角为：104,第四节 地图分析方法,二、图解分析法 图解分析法是根据地图或系列地图绘制二维或三维空间的直观图解、剖面图、块状图及有关图表，分析并揭示制图对象的立体分布

14、、垂直结构、周期变化、发展趋势、相互关系等性质和特征的分析方法。,第四节 地图分析方法,1.地形剖面(地势断面)图 断面图的作用： (1)根据地形图上等高线绘制的地形剖面或地势断面图，有助于分析地表起伏与坡度变化规律 (2)在地形图上根据等高线绘制的河床起伏状况的河流纵横断面图，用于分析地形的变化情况 (3)在地形剖面图基础上再增加一些专题内容，可制作土壤、植被、地质等的垂直分布图，以显示各种自然地理事物之间的相互联系和相互制约关系,第四节 地图分析方法,(3)断面图的绘制方法步骤如下： 1).在地形图上选择并标定出适宜的断面线。 2).确定断面的水平比例尺和垂直比例尺(高程)。 3).在图纸

15、(一般用方格纸)上绘一水平线和垂直线，并在垂直线上按垂直比例尺标注出高程。 4).将地形图上的断面线AB与等高线相交的各点间距离Ac、cd、de、efB量算出来，并按水平比例尺把所量到的距离转绘到水平线上。 5).在断面线的两端点注明断面线的方向；在其下方注明水平比例尺和垂直比例尺。,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,第四节 地图分析方法,2.确定地面通视情况 其步骤如下：,(1).在地形图上标绘出通过观测点和目标点的直线，即断面线。 (2).绘制地势断面图。 (3).在断面图上由观测点向目标点画出视线，如果视线全部高出断面线，则表明两点互相通视；否则两点不通视。,第四节 地图分析方

16、法,第四节 地图分析方法,3.块状图 (1)块状图的概念：指倾斜视线条件下的地表图形，并同时表示地壳的截面(剖面)。,图9-27块状图 表示的河流发育过程图解图,第四节 地图分析方法,（2） 块状图绘制方法 块状图的具体绘制过程与步骤如图9-28所示。 以等高线地图为基础，绘制方格网； 将方格网变换为斜方形网格，标出各条网格线与等高线的交点； 根据等高线趋势，在斜方形网格的水平网格线上绘制地形剖面线； 对由若干地形剖面线构成的“透视”图形骨架进行整饰，完成块状图。,第四节 地图分析方法,(3) 计算机辅助地图制图绘制块状图的步骤： 将地形图上等高线等要素数字化； 确定剖面，计算每一剖面与水平线

17、各交点的坐标，同时记录各点高程； 由绘图机绘出各剖面线。,第四节 地图分析方法,4.根据等高线绘制坡度图 根据等高线绘制坡度图的步骤方法： (1).根据坡度图的用途和要求，确定坡度等级。 (2)利用坡度尺和两脚规，在地形图上量比等高线，确定坡度2、5、8的点位，连接各等值点，得等值线。 (3).按照越陡越深的原则，分区普染底色或绘制晕线网纹。,第四节 地图分析方法,5.地图数理统计法 是以地图上表示现象的统计数量特征进行分析，通过一定数量的分析观察，透过众多偶然因素来阐明客观存在的普遍规律，主要研究它们在空间分布或一定时间范围内存在的变异，从中找出事物内在规律性的地图分析方法。 基本统计分析法

18、：基本统计分析是计算分析平均值、中位数、众数值、百分位数等集中趋势的统计特征值，以及计算分析极差、四分位偏差、标准差、方差等离散程度的统计特征值的方法。 地理相关分析法：研究各地理现象之间相互关系和联系强度度量指标相关性的一种方法。在多元统计分析中，主成分分析是主要的分析方法。,6.地图数学模型分析法 概念定义：是利用地图数学模型抽象概括描述制图对象的性质，配合地图数字模型(地图数字信息的集合)进行区域地理研究的图上分析方法。 模型分析实例：数字高程模型(DEM) 如图9-31。,图9-31 DEM图(左图：福建泰宁样区；右图：甘肃天祝县),第五节 地图定向,一、地图定向的概念 确定地图上图形在图上和实地的方向，叫地图定向。 图形在图上的定向，一般以图幅上方为北，下方为南而定。但少数地区挂图和地图集中个别图幅是倾斜放置的。这种情况，小比例尺地图用经纬线指示方向，大比例尺地图用箭头指示方向。 转动地图的方向，使地图上的图形方向与实地一致。,第五节 地图定向,