一個初步概念,即地圖是地球表面的全部或某一局部在平面上的縮

1、一個初步概念，即“地圖是地球表面的全部或某一局部在平面上的縮小圖像”；此話雖然不錯，但是不夠科學(xué)，也很不嚴(yán)密。這里大家不妨看一看某地方的風(fēng)景畫（或地景素描圖）、人們在地面上拍攝的風(fēng)景照片、衛(wèi)星在太空攝制的衛(wèi)星影像、飛機(jī)在空中向地面拍攝的航空像片。它們給我們的印象也是地球表面在平面上的縮小圖像。照此是否可以說風(fēng)景畫、風(fēng)景照片、衛(wèi)星影像和航空像片就是地圖呢？回答當(dāng)然是否定的。那么構(gòu)成地圖區(qū)別于其它地面圖像的特殊本質(zhì)是什么呢？根據(jù)地圖學(xué)自身的發(fā)展變化，以及對地圖本質(zhì)的分析研究，現(xiàn)代地圖具有構(gòu)成地圖的特定數(shù)學(xué)法則、特殊符號與注記系統(tǒng)、實(shí)施制圖綜合三個基本特性。（一）具有特定的數(shù)學(xué)法則地圖的數(shù)學(xué)法則是由

2、人類的生產(chǎn)建設(shè)、軍事行動和科學(xué)技術(shù)等實(shí)踐對地圖提出更高要求而形成的。在實(shí)踐中人們要求能從地圖上量取方位、距離、面積、體積、密度和傾斜度等，以使地圖成為認(rèn)識和研究客觀事物的重要工具。地圖的這種可量比性是因地圖采用特定的數(shù)學(xué)法則才產(chǎn)生的。前文說到的風(fēng)景畫和風(fēng)景照片都是建立在透視投影基礎(chǔ)上的，隨觀測者位置的不同，物體的大小會產(chǎn)生比例上的變化，即“近大遠(yuǎn)小”的透視關(guān)系，此種關(guān)系顯然不符合可量比性的要求；航空像片是一種中心投影，又因地面起伏和飛行上的緣故，不能保證所描繪范圍內(nèi)各處的比例尺都一致，它雖比透視投影的精確度高得多，但仍然不能精確地確定地面物體和現(xiàn)象的相應(yīng)位置，不可能按同樣的精度和詳細(xì)程度反映各

3、處的地面物體和現(xiàn)象，當(dāng)然就更談不上嚴(yán)密的定向了；衛(wèi)星影像亦有類似的情形。地球的自然表面是一個三度空間極不規(guī)則的曲面，有高出海面8848.13m的珠穆朗瑪峰，深達(dá)水下11034m的馬里亞納海淵，是個不可展開的曲面；而地圖卻是個具有二度空間的平面，要將球面轉(zhuǎn)為平面，不破裂、不重疊是不可能的（圖16）。為解決這個矛盾，就要求運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)法則地圖投影*的方法。從不規(guī)則的地球表面到制成地圖，要經(jīng)過兩個步驟才能完成。首先是由測量工作者將地球自然表面上的點(diǎn)沿法線方向投影到能用數(shù)學(xué)方法表述的地球參考橢球體*面上，然后由地圖工作者運(yùn)用數(shù)學(xué)方法將投影到橢球面上的點(diǎn)再投影到圓柱體面或圓錐體面、平面這些可展面上。經(jīng)

4、過這兩步，就將地面上的點(diǎn)投影到平面上了，從而建立了參考橢球體面（或球面）上點(diǎn)的經(jīng)緯度和它在平面上的直角坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系，即將球面上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)移到平面上作為控制（圖1-7），使地面上所有事物的圖形相應(yīng)地轉(zhuǎn)繪到平面圖紙上而成為地圖，從而使地圖上各地理要素同地面上事物保持一一對應(yīng)關(guān)系。其結(jié)果雖不能保證制圖區(qū)域內(nèi)處處比例尺嚴(yán)格一致，但可以清楚地了解和精確地計算出誤差的大小，并控制誤差的分布規(guī)律，而且還可以嚴(yán)格地對地圖實(shí)施定向，因而就獲得了較為可靠的地圖。所以說地圖是由特定的數(shù)學(xué)法則構(gòu)成的，這是風(fēng)景畫和各種形式的地面像片所不具備的特性。地圖有了這一數(shù)學(xué)法則，不僅提高了它的科學(xué)性，而且使它具有更大的實(shí)用

5、價值。地圖是通過運(yùn)用特殊的符號與注記系統(tǒng)地圖語言來表示自然和社會現(xiàn)象的。它與風(fēng)景畫和各種地面像片有著截然不同的區(qū)別。風(fēng)景畫是人們對景物內(nèi)容的選擇和加工，是“見物繪物”的圖像，沒有易為讀者準(zhǔn)確理解的符號和注記。風(fēng)景照片或航空像片、衛(wèi)星影像，雖然很形象直觀，但它們都是地理實(shí)體的機(jī)械縮影，即使經(jīng)過糾正鑲嵌，有了投影的平面圖，也因?yàn)樗鼈儧]有使用符號和注記而不成其為地圖。地圖因?yàn)槭褂昧朔柡妥⒂浵到y(tǒng)，而具有語言文字、電訊碼、風(fēng)景畫和地面像片無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，突出地表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）地圖不僅能形象直觀、生動具體地表現(xiàn)地理事物，而且還能給予簡潔、通俗、一目了然地表述，這是語言文字和電訊碼無法做得到的。

6、（2）地圖能以簡化的圖形清晰地表達(dá)地理事物。一些外形輪廓復(fù)雜的地理事物，在航衛(wèi)像片上常因縮小過多而難以辨認(rèn)，但在地圖上可以通過抽象概括，簡化圖形，分門別類地使用符號表示，即使地圖比例尺縮得很小，仍然可見清晰的圖像。（3）地圖既能表示出大的物體，又能表示出一些形體小卻又很重要的物體。如三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、路標(biāo)、門樓、紀(jì)念碑、牌坊、井、泉、獨(dú)立突出的樹等，在航衛(wèi)像片上是不容易辨認(rèn)或根本沒有影像的，而在地圖上則可根據(jù)需要，即使在較小比例尺地圖上也可以通過使用符號而清晰地表示出來。（4）地圖既可以表示出物體的形態(tài)特征，又可表現(xiàn)出它們的質(zhì)量和數(shù)量特征。地理事物的質(zhì)量與數(shù)量特征是無法明顯地在像片上成像的，如河

7、流的水質(zhì)、水深、水溫、流速，土壤的性質(zhì)，路面的鋪裝材料、森林的樹種、平均高度和粗度、房屋的堅(jiān)固程度，地勢起伏的絕對高程和相對高程，沼澤的通行程度等等，這些特征只有在地圖上通過符號和注記才能清晰地顯示出來。（5）地圖不僅能表示有形的地理事物，而且還能表示那些無形的自然和社會現(xiàn)象。如經(jīng)緯線、行政區(qū)劃界線、等高線、等溫線、降雨量、人口數(shù)、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、太陽輻射和日照等，在像片上是不可能有影像的，而在地圖上通過使用符號或注記卻清晰地顯示了出來。（6）地圖既能精確地顯示地物的準(zhǔn)確位置，又能在平面上顯示出三維空間的立體特征，為在圖上量測提供了可能；在航空像片等地面像片上，地貌形態(tài)盡管逼真，但未構(gòu)成立體，因而

8、無法進(jìn)行量測。（7）地圖既能表示位于地表的地理事物，又能表示位于地下或空中，乃至宇宙間的事物或現(xiàn)象。如地下管道、涵洞、隧道、凍土層、礦物、地磁、大氣環(huán)流、宇宙飛行軌道、月球、太陽系等，在像片上也是不可能有影像的，同樣在地圖上可用符號和注記將它們顯示出來。（8）地圖不僅能表現(xiàn)出地理環(huán)境的現(xiàn)狀，而且還能反映地理環(huán)境的過去和未來。有關(guān)地理環(huán)境過去和未來的信息，在各種地面像片上都是獲取不到的，只有地圖通過符號和注記系統(tǒng)才能顯示得出來。地圖通過符號和注記可以再現(xiàn)或塑造出地理環(huán)境中不同時期的、有形與無形的、大的與小的、可見與不可見的客觀實(shí)體或現(xiàn)象，既反映出實(shí)體的形態(tài)特征，又表現(xiàn)出其質(zhì)量和數(shù)量特征，成為地理

9、環(huán)境發(fā)展變化的模型，讓人一目了然，從而擴(kuò)大了人們的時空視野，這是其它任何形式的信息載體都無法做得到的。地圖的上述諸優(yōu)點(diǎn)，也正是人們賦予地圖功能的基本部分，從而成為人們認(rèn)識和改造客觀世界不可缺少的工具。（三）實(shí)施制圖綜合11的地圖是沒有的。地面總要按比例縮小若干倍之后才能表示在地圖上。由于這種縮小，就產(chǎn)生了地面上繁多的事物與地圖的有限面積之間的矛盾。地面廣大，物體繁多，地圖面積小，則容量小；若將地面上的所有事物縮小后都表示在地圖上，其結(jié)果必然是雜亂無章，無法閱讀的。為了解決這個問題，就要運(yùn)用“制圖綜合”的原則和方法，根據(jù)新編地圖用途的要求、比例尺的可能和制圖區(qū)域的地理特點(diǎn)等條件，對制圖對象進(jìn)行取舍和概括，即在表示物體數(shù)量多少方面進(jìn)行取舍，保留主要的舍去次要的物體；在表示物體形態(tài)和數(shù)量質(zhì)量特征方面進(jìn)行概括，保留或突出物體形狀和數(shù)量質(zhì)量基本的、主要的特征，舍去或合并其次要的特征；以保證制出的地圖內(nèi)容能與該地圖的主題、比例尺、用途、地理特點(diǎn)相適應(yīng)，使之達(dá)到內(nèi)容充實(shí)，清晰易讀的效果。地圖內(nèi)容這種取舍與概括的程度，隨著地圖比例尺縮小程度的加大而愈來愈大。地圖的制圖綜合過程，是地圖作者根據(jù)自己對地理環(huán)境的認(rèn)識，進(jìn)行思維加工，抽取事物內(nèi)在的本質(zhì)特征與聯(lián)系顯示于地圖上的過程：航