地图学导论.ppt

1、一、现代地图及其制作的发展,传统的手工制图,光学、机械学,光化学技术的应用,计算机地图制图,地图学的技术革命,二. 现代地图学理论研究,地图信息论研究地理环境信息的变化利用的理论 地图信息传递论研究地图信息传递过程和方法的理论 地图感受论研究地图视觉感受的基本过程和特点，分析用图者对图像感受的心里、物理因素和地图感受效果的理论。 地图符号论研究作为地图语言的地图符号系统及其特性与使用的理论。 地图模型论用模型法来认识地图的性质，解释地图的制作和应用的理论。 地图认知理论研究人类如何通过地图对客观环境进行认知和信息加工，并弄清楚地图设计制作的思维过程及其描述的理论。 综合制图理论研究制作综合地图

2、的理论与方法。,三、地图的应用 1. 经济建设 2. 科学研究 3. 国防建设 4. 政治、文化教育 及日常生活,经济及科学研究用图,中国国家经济地图集电子版,军事用图 政治用图,四 地图的类型,1. 按地图图型分类 普通地图 专题地图,一月平均气温,地形图,专 题 图,2. 按比例尺分类 大 （ 1：10万） 中 （1：10万 1：100万） 小 （ 1：100万）,3. 按区域分类 星球图，地球图 世界图，大洲图等 国家图，次级行政区图等 局部区域图: 海域图，区域图等,4. 按地图的视觉化状况分类 实地图 虚地图 5. 按地图的瞬时状态分类 静态地图 动态地图 6. 按地图维数分类 平面

3、地图 多维地图 7. 按其他指标分类 按用途、语言、使用方式等指标的分类,五 地图投影,1、地图投影的意义,从球面投影到平面,球面展为曲面 发生的破裂与重叠,2、投影过程示意图,3、地图投影的实质,地图投影（定义）：就是按照一定的数学法则,将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，使地面点的地理坐标（，）与地图上相对应的点的平面直角坐标（x，y）或平面极坐标（ ，）间，建立起一一对应函数关系。 投影通式：,4、 地图投影变形,1）. 投影变形的概念 把地图上和地球仪上的经纬线网进行比较，可以发现变形表现在长度、面积和角度三个方面。,在地球仪上经纬线的长度特点: 1.在同一条纬线上，经差相同的纬线弧长

4、相等。 2. 在同一条经线上，纬差相同的经线弧长 (正球体)相等 （地球椭球面）随纬度而增大）。,变形实验,3.3 地图投影分类,由于分类的标志不同，分类方法就不同。从使用地图的角度出发，需要了解下述两种分类。,地图投影,2.按构成 方法分类,1.按变形 性质分类,1.按变形性质分类,地图投影,等角投影,等面积投影,任意投影,三种变形的关系：,（1）在等积投影上不能保持等角特性，在等角投影上不能保持等积特性。 （2）等积投影的形状变形比较大，等角投影的面积变形比较大。 （3）在任意投影上不能保持等角和等积的特性,三种变形的比较,由变形椭圆看投影变形,等角,等距,等积,1.按变形性质分类,地图投

5、影,几何投影,非几何投影,2.按地图投影构成方法分类,1）几何投影：建立在透视的几何原理上，它是把椭球面直接透视到平面上，或透视到可展开的曲面上，成为有几何意义的投影。,方法：假设将地球按比例缩小成一个透明的地球仪般的球体，在球心、球面、或球外安置一个光源，将地球仪上的经纬线、控制点、地物及地貌图形投影到球外的一个平面或可展曲面上，即成为地图。,透视投影示意图,方位和圆柱投影,几何透视法是一种最初级的投影方法，它不能将全球都投影下来；多数情况下不能用此法构建经纬网图形。当前绝大多数地图投影都采用数学分析法。,2）非几何投影(数学分析法) 为了使地图满足某些特定要求，地图投影就得跳出借助于几何面

6、构成投影的局限性，而建立按数学条件构成的投影。 不借助于几何面，根据某些条件，用数学解析法，确定球面与平面之间点与点的函数关系。,六、地图投影与GIS,一般大型的GIS都具备公共的地理基础（即所有的地理要素按经纬度或特定的坐标系统进行严格的空间定位），而公共的地理基础要求有统一的地图投影系统。,实 例,已经建好的数字江西要融入数字中国 在创建数字江西的时候没有数字中国的计划，因此存在数字江西和其他相邻区域的信息连续的问题（边界拼接有裂缝或重叠） 各地没有采用统一的地图投影，没有建立统一的公共地理基础。 （1）确定系统的地图投影类型 （2）地图投影的变换,1、资料地图投影的判断,（）查阅地图设计

7、书 地图设计书是编制地图的立法性文件，对地图投影的选择以及地图概括、整饰、表示方法等都作了明确的规定。 （）根据惯例判断 地图投影的选择是对多种影响因素综合评价后作出的，可以根据地图投影选择的一般常识和规律判定地图投影的类型。 （）量算地图投影的变形确定地图投影的类型 选取位置分布比较均匀的一些点，量算他们之间长度、夹角等的变化，确定变形的性质和分布，见解判断投影的类型,2、GIS中地图投影的选择,GIS中的数据进行长度、高层、面积等定量计算，或将地理数据及其分析结果打印输出是GIS的基本功能。 这些地理数据都具有确定的地理位置。地理位置可用不同的坐标系统来表达，不同的坐标系统是由不同的地图投

8、影所造成的，因此GIS制图输出时要考虑地图投影的选择,地图投影选择的影响因素,1、目标区域的地理位置、轮廓形状 不同区域、不同形状的地图选择不同的投影，我国因为处于中纬度一般采用圆锥投影，如编制各省的地图一般采用等积或等角圆锥投影；圆形地区一般采用方位投影 2、输出地图的主题和用途 行政区划图、人口密度图、经济地区一般要求面积正确，选择等积投影；航海图、天气图、地形图要求有正确的方向，一般采用等角投影；要求各种变形不大的地图，可选用任意投影。,3、地图投影的变换,实质：一种地图投影的点坐标变换为另一种地图投影的点坐标，找出关系式 方法： 1）、反解变换：先反算出地理坐标 2）、正解变换：确定地图资料和新编地图资料上相应的直角坐标的直接联系 3）、综合变换：结合上两种方法 4）、数值变换：不易求出两种投影点的平面直角坐标的直接联系，用近似方法分解关系式为多项式线性方程组,再求解 5）、数值-解析变换：采取逼近多项式的方法求解原投影的地理坐标，再进行正解变换。,七、投影计算自动化,地图投影转换的大量工作均属于简单重复，运用相同的公式、采用不同的数据求取一系列交点的坐标值及变形值，投影数据的特点是遵循一定的规律而变化的，为利用计算机解题提供了有利条件 目前已经有比较成熟的各类投影程序三大组，即方位、圆柱、圆锥投影各一组，每组程序