地圖學(xué)測繪工程課件

1、(最新整理)地圖學(xué)測繪工程祝國瑞院士.ppt2021/7/261 地 圖 學(xué) （地圖制圖學(xué)與地理信息工程） 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 祝國瑞 2021/7/262一、地圖與地圖學(xué)1、地圖的基本特性和定義 地圖的基本特性： （1）由特殊的數(shù)學(xué)法則產(chǎn)生的可量測性 在地圖上可以量測點的坐標(biāo)、兩點間的距離、區(qū)域面積、方位角、地面高程等精確數(shù)據(jù)，從而可以計算出線的曲折度、地面坡度和坡向、物體的體積以及密度、切割度等派生數(shù)據(jù)。2021/7/263地圖的特殊數(shù)學(xué)法則包括： 地圖投影 地球橢球體是一個不可展曲面，將其展開成平面必然會產(chǎn)生誤差。地圖投影的任務(wù)是掌握誤差的性質(zhì)、分布和大小。 地球表面展開成平面2021/

2、7/264 地圖比例尺 確定地圖縮小的倍數(shù) 地圖比例尺 地圖定向 地圖上的三北方向2021/7/265 （2）使用地圖符號產(chǎn)生的直觀性 由于使用了地圖符號比例尺任意縮小都可以保持清晰的圖形；顯示出形體小而重要的物體；顯示事物的數(shù)量和質(zhì)量特征；顯示空間被遮蓋的物體；顯示沒有形體的自然和社會現(xiàn)象。2021/7/266 （3）由制圖綜合產(chǎn)生的一覽性 地圖的符號化是對于客觀現(xiàn)實的第一次抽象，將事物分類、分級；制圖綜合是第二次抽象，根據(jù)其重要程度對其進行選取和概括。從而使得任意大小的區(qū)域都能夠以清晰的圖形整體呈現(xiàn)在讀者面前，使讀者一覽無余。2021/7/267地圖定義： 地圖是根據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則、使用符

3、號、通過制圖綜合，表示地面上地理事物的空間分布、聯(lián)系及在時間中發(fā)展變化的圖形。2021/7/2682、地圖分類 地圖有很多的分類方法，最常用的是按內(nèi)容分類。 地圖按內(nèi)容分為： （1） 普通地圖：以相對平衡的詳細(xì)程度表示地球表面各種自然和人文現(xiàn)象中最基本的要素（水系、居民地、道路、地貌、土質(zhì)植被、境界等）的地圖。又分為： 地形圖：盡可能詳細(xì)表示基本地理要素的地圖。地形圖又分為：2021/7/269大比例尺地形圖：1:10萬及更大比例尺的地形圖。中比例尺地形圖：介于1:10萬與1:100萬之間的地形圖，通常指1:20萬或1:25萬地形圖、1:50萬的地形圖。小比例尺地形圖：1:100萬比例尺的地形

4、圖。國家基本比例尺地形圖：1:5000、1:1 0000、 1:2 5000、1:5 0000、1:10 0000、1:25 0000、1:50 0000、1:100 0000比例尺地形圖。 普通地理圖：較概略地表示基本地理要素的地圖。例如，以較為概括的圖形表示水系，主要用圈形符號表示居民點，以變距等高線表示地貌，僅表示主要道路和植被類型。2021/7/2610 （2）專題地圖：突出反映一種或幾種主題要素的地圖。又分為： 自然地圖：反映自然要素的地圖，如地質(zhì)圖、地貌圖、地勢圖、地球物理 圖、氣象圖、水文圖、土壤圖、植被圖、動物地理圖、綜合自然地理圖等。 2021/7/2611地勢圖2021/7

5、/2612氣候圖2021/7/2613土壤圖2021/7/2614 人文地圖：表示人文現(xiàn)象的地圖，如政治行政區(qū)劃圖、人口地圖、經(jīng)濟地圖、文化地圖、歷史地圖等。 2021/7/2615政治行政區(qū)劃圖2021/7/2616人口地圖2021/7/2617經(jīng)濟地圖2021/7/2618 其他專題地圖：適用于特殊用途的地圖，如航空圖、航海圖、環(huán)境地圖、教學(xué)地圖、城市地圖、盲人地圖等。 2021/7/2619城市地圖2021/7/2620旅游地圖2021/7/2621 3、地圖學(xué) （1）定義 地圖學(xué)是研究地圖及其編制和應(yīng)用的理論、技術(shù)、方法的科學(xué)。 （2）地圖學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展 地圖是先于文字產(chǎn)生的人們記錄事

6、物及其位置的圖形； 在古代，地圖是同地理學(xué)及藝術(shù)結(jié)合在一起的； 18世紀(jì)以后，地圖學(xué)又成為測繪學(xué)的一部分。2021/7/2622 （3）傳統(tǒng)地圖學(xué) 主要研究地圖制圖的理論和技術(shù)，包括地圖概論、地圖投影、地圖編制、地圖整飾、地圖制印等科目。 對于地圖學(xué)的形成起到重要作用的科學(xué)家有瑞士地圖學(xué)家英霍夫和前蘇聯(lián)地圖學(xué)家薩里謝夫、蘇霍夫。 以英霍夫為首的歐洲地圖學(xué)家強調(diào)地圖的藝術(shù)成分，認(rèn)為“地圖學(xué)是帶有強烈藝術(shù)成分的技術(shù)科學(xué)”。 以薩里謝夫為首的前蘇聯(lián)地圖學(xué)家提出了一整套制圖綜合理論，完成了從機械轉(zhuǎn)繪到光學(xué)轉(zhuǎn)繪的生產(chǎn)工藝的變化，在地圖和地圖集的設(shè)計和生產(chǎn)方面取得了很大的進展。 2021/7/2623 （

7、4）現(xiàn)代地圖學(xué) 技術(shù)上實現(xiàn)以計算機為主體的電子設(shè)備的應(yīng)用和理論上的完善，完成了從傳統(tǒng)地圖學(xué)到現(xiàn)代地圖學(xué)的轉(zhuǎn)化。 20世紀(jì)60年代，美國的哈佛大學(xué)計算機圖形與空間分析實驗室在費舍爾領(lǐng)導(dǎo)下開發(fā)了兩個制圖系統(tǒng)SYMAP和ODYSSEY。隨著GIS的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)和制圖軟件不斷完善并進入國際市場。 在理論研究領(lǐng)域，法國的伯爾廷1961年提出了一套用于地圖符號設(shè)計的視覺變量理論，其后美國的莫里斯提出的形式語言學(xué)理論逐漸形成符號學(xué)的核心，德國的圖形心理學(xué)派對于地圖閱讀研究提出了格式塔理論，英國的博德提出了地圖模型理論，捷克的克拉斯尼根據(jù)信息論的概念提出了制圖信息傳輸?shù)南到y(tǒng)模型，這些成果奠定了現(xiàn)代地圖學(xué)

8、的理論基礎(chǔ)。2021/7/2624 （5）現(xiàn)代地圖學(xué)體系 地圖學(xué)理論地圖學(xué)地圖學(xué)理論基礎(chǔ)地圖信息理論地圖傳輸理論地圖模式理論地圖認(rèn)知理論數(shù)學(xué)地圖學(xué)地圖符號學(xué)地圖感受理論制圖綜合理論地學(xué)信息圖譜普通地圖制圖學(xué)專題地圖制圖學(xué)遙感制圖學(xué)機助制圖學(xué)地圖制印學(xué)地圖的基本功能地圖的評價地圖分析的方法論地圖分析利用步驟地圖分析利用方法地圖信息自動分析與處理地圖的實際應(yīng)用地圖制圖學(xué)編圖方法與技術(shù)應(yīng)用地圖學(xué)地圖應(yīng)用原理與方法 現(xiàn)代地圖學(xué)體系2021/7/2625二 、 普通地圖內(nèi)容的表示方法 （一） 普通地圖的內(nèi)容 2021/7/2626 （二） 地理要素的表示法 1 水系 （1） 海洋要素 海岸：海水和陸地相

9、互作用的具有一定寬度的狹長地帶 2021/7/26272021/7/2628 海底 深度基準(zhǔn)面：根據(jù)長期驗查潮數(shù)據(jù)所求得的理論上可能達(dá)到的最低的潮面2021/7/2629 （2） 河流和水庫 河流：地圖上要表示河流的大?。ㄩL度和寬度）、形狀和水流狀況。 水庫：依比例真形和不依比例符號。2021/7/2630 2 地貌 （1）等高線：地面上高程相等的點的連線在水平面上的投影。2021/7/2631 （2） 地貌暈渲：根據(jù)假定光源對地面照射所產(chǎn)生的明暗程度，用濃淡不一的墨色或彩色沿斜坡渲繪其陰影，造成明暗對比，顯示地貌的起伏和形態(tài)特征，彌補等高線立體感的不足。2021/7/2632 （3） 三維顯

10、示2021/7/26332021/7/2634 （4） 地貌符號：等高線不能表示的小而重要的地貌形態(tài)2021/7/2635 3 土質(zhì)和植被 土質(zhì)：地表覆蓋層的表面性質(zhì)； 2021/7/2636 植被：地表植物覆蓋層。 2021/7/2637 4 居民地 （1）平面圖形2021/7/2638 （2）立體結(jié)構(gòu) 2021/7/2639 5 道路網(wǎng) 道路網(wǎng)是交通網(wǎng)的陸地交通部分，交通網(wǎng)還應(yīng)當(dāng)包括水上交通、空中交通和管線運輸，其中，陸地上的道路網(wǎng)是最重要的。道路網(wǎng)分為： （1）鐵路 （2）公路 （3）其它道路 2021/7/2640 6 境界線 境界線包括國界、國內(nèi)行政境界、其它境界（地區(qū)界、禁區(qū)界、保

11、護區(qū)界、?；鹁€界等）。 2021/7/2641 三 、 專題地圖內(nèi)容表示法 地圖上的專題內(nèi)容，有十種基本的表示方法。 1 表示點狀物體定點分布的“定點符號法” 2021/7/26422021/7/2643 2 表示呈線狀分布現(xiàn)象的“線狀符號法” 2021/7/2644 3 表示間斷分布的面狀現(xiàn)象的“范圍法” 2021/7/2645 4 表示連續(xù)分布、布滿整個區(qū)域的面狀現(xiàn)象的“質(zhì)底法”2021/7/2646 5 用圖表形式反映定位于區(qū)域某點上反映周期性現(xiàn)象的數(shù)量特征及變化的“定位圖表法” 2021/7/2647 7 反映在制圖區(qū)域中呈分散的、復(fù)雜分布現(xiàn)象數(shù)量指標(biāo)的“點數(shù)法” 2021/7/264

12、8 8 表示移動現(xiàn)象方向、路徑、數(shù)量、質(zhì)量特征的“運動線法” 2021/7/2649 9 表示統(tǒng)計數(shù)據(jù)按照區(qū)域分級的“分級統(tǒng)計圖法”2021/7/2650 10 表示區(qū)劃單元統(tǒng)計總值的“分區(qū)統(tǒng)計圖表法” 2021/7/2651四、地圖生產(chǎn)工藝與技術(shù)1、計算機制圖的一般過程 計算機制圖的一般過程2021/7/2652 2、地圖數(shù)據(jù)庫 將地圖內(nèi)容以數(shù)字形式通過數(shù)據(jù)庫管理程序進行組織和存儲，并具有直接存取功能和快速檢索功能的集合或文件，稱為地圖數(shù)據(jù)庫。 在制圖和地圖使用的過程中，地圖數(shù)據(jù)庫是其核心。2021/7/2653 地圖數(shù)據(jù)庫在制圖和地圖使用中的作用2021/7/2654五、地圖學(xué)的發(fā)展 1、

13、地圖學(xué)的學(xué)科演化 在測繪科學(xué)與技術(shù)（國家一級學(xué)科）中：本科： 地圖制圖學(xué)地圖學(xué)與大地測量、攝影測量與遙感、工程測量一起組成測繪工程研究生： 地圖制圖學(xué)地圖制圖學(xué)與地理信息工程 在地理學(xué)（國家一級學(xué)科）領(lǐng)域中：本科：地圖學(xué)地圖學(xué)與遙感地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng) 研究生：地圖學(xué)地圖學(xué)與遙感地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)2021/7/26552、從地圖學(xué)到地理信息系統(tǒng)陳述彭：地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖 地圖和地理信息系統(tǒng)都是信息載體；都有存儲、分析、顯示功能；地圖是地理信息系統(tǒng)最重要的數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)載體和輸出形式；地圖數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的核心；計算機制圖為空間信息的數(shù)字表達(dá)、操作、顯示提供了成套的方法

14、。王之卓：地理信息系統(tǒng)是地圖制圖學(xué)中一個重要部分（地圖數(shù)據(jù)庫）在信息時代的新發(fā)展 地圖制圖學(xué)和地理信息系統(tǒng)都是處理空間信息的科學(xué)，地圖制圖研究地理信息的傳輸，而地理信息系統(tǒng)則更偏重信息的處理和分析。2021/7/2656 3、地圖學(xué)內(nèi)容的飄移 （1）從模擬地圖到數(shù)字地圖 （2）從偏重制圖到制圖用圖并重 （3）從產(chǎn)品單一到多樣化、家庭化 （4）從單純信息傳輸?shù)叫畔⒌纳罴庸?（5）從二維靜態(tài)到多維動態(tài) （6）從制作地圖到制圖信息系統(tǒng)（CIS）2021/7/2657 4、地圖學(xué)發(fā)展前沿 （1）數(shù)據(jù)源的多元化與數(shù)據(jù)采集、更新技術(shù)體系 模式識別與圖形掃描輸入；差分GPS高精度數(shù)據(jù)采集與更新技術(shù)；地面數(shù)字測量；全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)；利用遙感影像更新空間數(shù)據(jù)；地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)。 （2）數(shù)字地圖制圖技術(shù) 數(shù)字環(huán)境下的地圖設(shè)計；