地圖學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

1、.地圖學(xué)：第一章：現(xiàn)代地圖學(xué)概論地圖定義：按照嚴(yán)密的數(shù)學(xué)法則，并使用特定的符號(hào)系統(tǒng)把空間事物抽象地表示在平面或者球面上，并且其還具有傳輸事物信息的一種圖形地圖的基本特性：1、 嚴(yán)密的數(shù)學(xué)法則2、 科學(xué)的地圖概括3、 特定的符號(hào)系統(tǒng)地圖的組成要素：1、 數(shù)學(xué)要素確定地理要素的空間位置，“骨架”作用，大地控制點(diǎn)、比例尺、經(jīng)緯網(wǎng)2、 地理要素地圖根據(jù)制圖要求表達(dá)的內(nèi)容（內(nèi)容要素），自然要素：水系、地形、土質(zhì)植被社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素：居民地、交通線(xiàn)，用圖形表示，“圖形要素”3、 輔助要素圖名圖號(hào)、圖例、文字說(shuō)明等4、 現(xiàn)代地圖還包括技術(shù)設(shè)備和技術(shù)操作地圖的功能1、 信息載負(fù)功能2、 信息傳輸功能3、 客觀(guān)模擬

2、功能4、 認(rèn)知與感受功能現(xiàn)代地圖分類(lèi)（一） 按地圖功能和內(nèi)容分類(lèi)按地圖功能分類(lèi)，普通地圖、專(zhuān)題地圖、專(zhuān)用地圖、特種地圖按地圖內(nèi)容分類(lèi)，普通地圖、專(zhuān)題地圖（主要方法）普通地圖：同等詳細(xì)程度全面表示地面上主要的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖，可分為地形圖和地理圖。專(zhuān)題地圖：著重表示一種或幾種自然或社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖（二） 按地圖比例尺分類(lèi)大比例尺地圖（=1：10萬(wàn)），地市規(guī)劃中比例尺地圖（大于1：100萬(wàn)，小于1：10萬(wàn)），國(guó)家或省級(jí)規(guī)劃小比例地圖（1：100萬(wàn)以及更小比例尺），教育普及第二章：制圖框架與成圖方法一、 地圖成圖方法：實(shí)測(cè)成圖法、編繪成圖法地理空間信息特征：空間特征、時(shí)間特征以及屬性特征大

3、地水準(zhǔn)面：假定在重力作用下海水面靜止時(shí)的平均水面，并假設(shè)此面穿過(guò)穿過(guò)大陸與島嶼，連續(xù)擴(kuò)展形成處處與鉛垂線(xiàn)成正交的閉合曲面大地水準(zhǔn)面高低起伏，地球內(nèi)部物質(zhì)密度不均，起伏不定的重力等位面，又稱(chēng)地球物理表面平均海水面為橢球體面，地球數(shù)學(xué)表面地理坐標(biāo)系：空間參照系是測(cè)量空間點(diǎn)坐標(biāo)位置的一種度量衡制地球表面點(diǎn)坐標(biāo)的確定包括兩方面內(nèi)容：1、 地面點(diǎn)在地球橢球體面上的投影位置，采用地理坐標(biāo)系2、 地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的垂直距離，采用高程系天文經(jīng)緯度：天文經(jīng)度：首子午面與過(guò)觀(guān)測(cè)點(diǎn)的子午面所夾的二面角，天文緯度：過(guò)某點(diǎn)的鉛垂線(xiàn)與赤道平面之間的夾角大地經(jīng)緯度：大地經(jīng)度L：過(guò)參考橢球面上某一點(diǎn)的大地子午面與首子午面之

4、間的二面角大地緯度B：大地緯度是指過(guò)參考橢球面上某一點(diǎn)的法線(xiàn)與赤道面的夾角地心經(jīng)緯度：地心經(jīng)度等同于大地經(jīng)度，地心緯度是指參考橢球體面上的任意一點(diǎn)和橢球體中心連線(xiàn)與赤道面的夾角地圖學(xué)中常用。大地坐標(biāo)系：經(jīng)緯度采用大地經(jīng)緯度大地高度H：地面點(diǎn)沿法線(xiàn)到標(biāo)準(zhǔn)橢球面的距離參心坐標(biāo)系參心坐標(biāo)系：地球橢球體短軸（即Z軸）通過(guò)地心，指向地極原點(diǎn)，X軸在大地起始子午面內(nèi)與Z軸垂直指向緯度為0的方向，Y軸與X、Z軸成右手法則我國(guó)曾采用54坐標(biāo)系（克拉索夫斯基橢球體），80坐標(biāo)系地理緯度為地面法線(xiàn)與赤道面的夾角地心緯度為半徑（地面點(diǎn)與地心連線(xiàn)）與赤道面的夾角高程系絕對(duì)高程系：地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的垂直距離相對(duì)高程系

5、：地面點(diǎn)到任何一個(gè)水準(zhǔn)面的垂直距離1956年 1956黃海高程系1987年啟用 1985國(guó)家高程基準(zhǔn)平面坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系采用左手笛卡爾坐標(biāo)系，縱坐標(biāo)軸為X軸，橫軸為Y軸地圖比例尺比例尺定義：地圖上某線(xiàn)段的長(zhǎng)度與實(shí)地相應(yīng)線(xiàn)段的水平長(zhǎng)度之比主比例尺：地圖上無(wú)變形的線(xiàn)以及點(diǎn)的比例尺，局部比例尺：地圖上變形的線(xiàn)以及點(diǎn)的比例尺 比例尺表現(xiàn)形式1、 數(shù)字比例尺 1：1萬(wàn)2、 文字比例尺 3、 圖解比例尺直線(xiàn)比例尺斜分比例尺地圖投影比例尺比例尺作用：1、 比例尺決定圖形的大小2、 比例尺決定這地圖的測(cè)制精度例：1mm：0.5m = 1：50003、 比例尺決定地圖內(nèi)容的詳細(xì)程度傳統(tǒng)實(shí)測(cè)成圖法一、 大地控制測(cè)

6、量（一） 天文測(cè)量（二） 三角測(cè)量（三） 導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量（四） 水準(zhǔn)測(cè)量二、 地形地物測(cè)量普通測(cè)量航空攝影測(cè)量傳統(tǒng)編繪成圖法地圖設(shè)計(jì)與編輯準(zhǔn)備、地圖編稿與原圖編繪、地圖清繪與整飾、地圖制版與印刷地圖內(nèi)容的轉(zhuǎn)繪方法光學(xué)投影儀法照相轉(zhuǎn)繪法網(wǎng)格轉(zhuǎn)繪法第三章：地圖投影地圖投影：研究將橢球體上的經(jīng)緯網(wǎng)按照一定的數(shù)學(xué)法則轉(zhuǎn)繪到平面上的方法以及變形問(wèn)題變形分類(lèi)角度變形、長(zhǎng)度變形、面積變形、形狀變形地圖投影方法：幾何法：以平面、圓柱面、圓錐面為承影面，將曲面轉(zhuǎn)繪到平面的方法解析法：建立橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)與平面上經(jīng)緯線(xiàn)網(wǎng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。地球投影的分類(lèi)（1） 按變形性質(zhì)分1、 等角投影：平面上兩微分線(xiàn)段之間的夾角與地面上

7、兩線(xiàn)段之間的夾角相等，但等角投影的面積變形較大。2、 等積投影：該投影面積變形較小，但角度以及形狀變形較大3、任意投影有一定的面積以及形狀變形，但面積變形小于等角投影，形狀變形小于等積投影。 按承影面分類(lèi)1、 方位投影：以平面為投影面，投影面與橢圓體面相切或相割，將經(jīng)緯線(xiàn)網(wǎng)投影到平面上。正軸方位投影、橫軸方位投影、斜軸方位投影2、 圓錐投影以圓錐面為投影面，正位（廣泛采用）、橫位、斜位特點(diǎn)：切圓錐投影，切線(xiàn)無(wú)變形，相切緯線(xiàn)，為單標(biāo)準(zhǔn)緯線(xiàn)， 割圓錐投影，割線(xiàn)無(wú)變形，相割緯線(xiàn)為雙標(biāo)準(zhǔn)緯線(xiàn)3、 圓柱投影以圓柱為投影面，正軸、橫軸、斜軸，常采用正軸、橫軸切、割投影 4、 多圓錐投影假設(shè)有多個(gè)圓錐，按預(yù)

8、定的間隔套在球體上，將球體上的經(jīng)緯線(xiàn)網(wǎng)投影到圓錐上后，按照某一經(jīng)線(xiàn)切開(kāi)、展平，可得到正軸多圓錐投影。特性：赤道和中央經(jīng)線(xiàn)為互相正交的直線(xiàn)，緯線(xiàn)為同軸圓圓弧，各圓心位于中央經(jīng)線(xiàn)上，經(jīng)線(xiàn)為凹向?qū)ΨQ(chēng)與中央經(jīng)線(xiàn)的曲線(xiàn)。 常用地圖投影1、 等差分緯線(xiàn)多圓錐投影任意多圓錐投影的一種，不等分緯線(xiàn)，赤道和中央經(jīng)線(xiàn)為相互垂直的直線(xiàn)，赤道比大于1，中央經(jīng)線(xiàn)比等于1，其他緯線(xiàn)。，其他經(jīng)線(xiàn)。，經(jīng)線(xiàn)間隔隨離中央經(jīng)線(xiàn)距離的增加而遞減，極點(diǎn)投影長(zhǎng)度為赤道的1/2。我國(guó)境內(nèi)的角度變形較小，+-44。 位置無(wú)角度變形，面積變形也較小，面積比為1的等變形線(xiàn)穿過(guò)我國(guó)東部。正切差分多圓錐投影2、 正軸等角圓柱投影正軸等角圓柱投影（墨

9、卡托投影）：令一個(gè)與地軸方向一致的圓柱相切或割于球體，將經(jīng)緯線(xiàn)網(wǎng)按等角條件投影到圓柱表面，然后切開(kāi)、展平，得到墨卡托投影。特點(diǎn)：經(jīng)緯線(xiàn)為相互垂直的直線(xiàn)，經(jīng)線(xiàn)間隔相等，緯線(xiàn)間隔由赤道到兩級(jí)逐漸增大，無(wú)角度變形，在正軸等角且圓柱投影中，赤道無(wú)變形，在割圓柱投影中，兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線(xiàn)無(wú)變形，兩條緯線(xiàn)之間變形為負(fù)值（無(wú)角度變形，航空、航海），大圓航線(xiàn)最經(jīng)濟(jì)3、 桑遜投影將緯線(xiàn)設(shè)計(jì)為間隔相等的平行曲線(xiàn)，將經(jīng)線(xiàn)設(shè)計(jì)為對(duì)稱(chēng)于中央經(jīng)線(xiàn)的曲線(xiàn)。特點(diǎn)：緯線(xiàn)長(zhǎng)度比為1，經(jīng)線(xiàn)長(zhǎng)度比大于1，距中央經(jīng)線(xiàn)越遠(yuǎn)，長(zhǎng)度比越大面積變形為0（非洲、南美洲地圖）4、 摩爾威特投影等積性質(zhì)的偽圓柱投影，面積為地球面積的1/2，赤道長(zhǎng)度為中央

10、經(jīng)線(xiàn)的2倍5、 古德投影確定若干個(gè)經(jīng)線(xiàn)位置，進(jìn)行分瓣投影，分瓣偽圓柱投影，減少變形6、 摩爾威特-古德投影在中低緯采用桑遜投影，中高緯采用摩爾威特投影我國(guó)基本比例尺地形圖投影1：100萬(wàn) 正軸等角割圓錐投影1：50萬(wàn)以及更大比例尺地形圖，高斯-克呂格投影，（橫軸等角切橢圓柱投影）高斯-克呂格投影分帶規(guī)定：1：50萬(wàn)1：2.5萬(wàn)為6。分帶法，1：1萬(wàn)及以上為3。分帶法，6。分帶法從中央經(jīng)線(xiàn)起，3。分帶法從1.5度起，第四章：地圖符號(hào)定義：地圖符號(hào)是一種包括點(diǎn)、線(xiàn)、面等的幾何圖形以及文字的圖解語(yǔ)言，可以反映制圖現(xiàn)象的時(shí)空變化規(guī)律地圖符號(hào)的作用：1、 地圖符號(hào)可以顯示地物的形狀、大小、位置，還能反映

11、事物的質(zhì)量、數(shù)量以及相互關(guān)系2、 對(duì)地面的物體進(jìn)行歸納、概括，并表示在圖上3、 地圖符號(hào)能在平面上建立客觀(guān)現(xiàn)象的空間模型，實(shí)現(xiàn)地圖信息的有效傳輸?shù)貓D符號(hào)的分類(lèi)（一） 按指代概念的空間分布狀態(tài)分類(lèi)點(diǎn)狀符號(hào)、線(xiàn)狀符號(hào)、面狀符號(hào)、體狀符號(hào)（二） 按圖形特征分類(lèi)正形符號(hào)、側(cè)視符號(hào)、象征符號(hào)（三） 比例關(guān)系分類(lèi)依比例符號(hào)、不依比例符號(hào)、半依比例符號(hào)（四） 按地圖符號(hào)維數(shù)分類(lèi)單維符號(hào)、多維符號(hào)N = p * (a + b),p為符號(hào)元素，a為幾何屬性（形狀、大小、尺寸、位置），b為外觀(guān)屬性（色彩、紋理、密度）（五） 按靜動(dòng)狀態(tài)分類(lèi)靜態(tài)符號(hào)、動(dòng)態(tài)符號(hào)地圖符號(hào)的基本變量（一） 靜態(tài)符號(hào)的基本視覺(jué)變量形狀變量（

12、構(gòu)成點(diǎn)的形狀）、尺寸變量、方向變量、顏色變量、密度變量（二） 動(dòng)態(tài)符號(hào)的基本視覺(jué)變量持續(xù)時(shí)間變量、變化率變量、順序變量、階段變量（三） 聲音符號(hào)的基本聲音變量 /聲音位置、音響度、聲音頻率、聲音頻率位置、音色、聲音持續(xù)時(shí)間、聲音變化率、聲音順序、聲音增強(qiáng)/減弱時(shí)間視覺(jué)變量的感受功能整體感、等級(jí)感、數(shù)量感、質(zhì)量感、動(dòng)態(tài)感、立體感 地圖符號(hào)的設(shè)計(jì)原則圖案化、精確性、邏輯性、系統(tǒng)性、對(duì)比和協(xié)調(diào)性、色彩的象征性、視力與制印條件、印刷和經(jīng)濟(jì)效果、計(jì)算機(jī)制圖的需要地圖注記地圖注記：地圖上的文字和數(shù)字總稱(chēng)地圖注記作用1、 標(biāo)識(shí)各種對(duì)象2、 說(shuō)明對(duì)象屬性3、 轉(zhuǎn)譯符號(hào)含義地圖注記分類(lèi)1、 名稱(chēng)標(biāo)記2、 說(shuō)明標(biāo)

13、記3、 數(shù)字標(biāo)記第五章：地圖概括概念：根據(jù)地圖比例尺、地圖用途、制圖區(qū)域特點(diǎn)，采用簡(jiǎn)明扼要的手段，把空間主要的、本質(zhì)的信息提取出來(lái)，形成新的空間概念的過(guò)程，達(dá)到地圖內(nèi)容詳細(xì)性與清晰性、幾何準(zhǔn)確性與地理適宜性的相互協(xié)調(diào)與對(duì)立統(tǒng)一。地圖概括的影響因素一、地圖比例尺地圖比例尺決定地面的縮小程度，限定了制圖區(qū)域幅面，也限定了圖上要素?cái)?shù)量地圖比例尺影響地物的重要程度地圖比例尺縮小，需要對(duì)事物進(jìn)行概括二、 地圖的用途和主題地圖用途決定了表示內(nèi)容的廣度、深度、詳細(xì)程度，還決定了比例尺的大小，為影響地圖概括的主導(dǎo)因素，稱(chēng)為目的概括。三、 制圖區(qū)域的地理特征制圖區(qū)域的地理特征是該地的自然以及經(jīng)濟(jì)條件，不同區(qū)域有

14、著不同的地理特征，這是進(jìn)行地圖概括的客觀(guān)條件，且不同地區(qū)，相同要素的重要性也不同四、制圖資料的質(zhì)量地圖概括是根據(jù)現(xiàn)有的制圖資料進(jìn)行的，制圖資料的質(zhì)量、完整程度都影響著地圖概括的質(zhì)量五、符號(hào)圖形的圖解限度若使用大的符號(hào)標(biāo)記，則單位面積內(nèi)的信息承載量就較小，而若使用小的符號(hào)標(biāo)記，信息承載量就較大，故符號(hào)圖形的圖解限度對(duì)地圖概括也有一定的影響內(nèi)容選取的概念以及方法內(nèi)容選取概念：根據(jù)制圖的需要，選取重要的、本質(zhì)的事物表示到地圖上，舍去無(wú)關(guān)的、次要的，選取的順序?yàn)椋簭母呒?jí)到低級(jí)、從主要到次要、從整體到局部、從大到小，其中所謂的主要和次要是相對(duì)的，視情況而定。內(nèi)容選取方法：（一） 資格法按照數(shù)量指標(biāo)（數(shù)量

15、指標(biāo)資格法）以及質(zhì)量指標(biāo)（質(zhì)量指標(biāo)資格法）進(jìn)行選取，（二） 定額法規(guī)定單位面積內(nèi)的地物數(shù)量，進(jìn)而進(jìn)行選擇（三） 根式定律法NB = NA * K * C * (MA/MB)1/2（四） 等比數(shù)列法地圖內(nèi)容概括的概念與方法內(nèi)容概括的概念：地圖內(nèi)容的概括是指對(duì)制圖事物的質(zhì)量和數(shù)量特征的分析提煉，形成新的地圖，減少制圖事物的類(lèi)別和等級(jí)內(nèi)容概括的方法（一） 分類(lèi)法用分類(lèi)來(lái)代替具體的事物表示，并采用概括的分類(lèi)來(lái)替代具體的分類(lèi)（二） 分級(jí)法用分級(jí)來(lái)代替具體的事物表示（三） 符號(hào)化用抽象的符號(hào)來(lái)代替真形符號(hào)圖形簡(jiǎn)化的概念與方法圖形簡(jiǎn)化概念：根據(jù)制圖需要，刪除圖形中不必要的，保留或適當(dāng)夸大重要的特征，以保持與

16、地圖的表示目的相適應(yīng)的地圖特征圖形簡(jiǎn)化方法刪除、夸大、移位（自然地物優(yōu)先）、分割、合并第六章普通地圖和專(zhuān)題地圖普通地圖的分類(lèi)、特點(diǎn)和用途普通地圖：全面、均等地表示地面自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象一般特征、分布規(guī)律與相互關(guān)系的地圖普通地圖內(nèi)容：水系、地貌、土質(zhì)、境界線(xiàn)、獨(dú)立地物、植被、居民地、交通線(xiàn)普通地圖分類(lèi)：比例尺：大比例尺地圖、中比例尺地圖、小比例尺地圖內(nèi)容性質(zhì)：地形圖（大中比例尺）、普通地理圖（一般為小比例尺）普通地理要素表示1、水系“骨架”作用河流：河流包括水流、運(yùn)河、排水渠、灌溉渠，主要表示岸線(xiàn)、水文情況、河床特征、過(guò)渡方法以及通航性能按水流情況分為常流河和時(shí)令河湖泊：湖泊包括水庫(kù)，通常表

17、示其常水位岸線(xiàn)以及高水位岸線(xiàn)湖泊包括穩(wěn)定湖泊以及時(shí)令湖泊水源：水源包括水井、泉、坎兒井等沼澤：沼澤是經(jīng)常濕潤(rùn)、泥濘、有積水的地帶，分為能通行以及不可通行，能通行還應(yīng)有沼澤的深度海海主要表示海岸線(xiàn)、干出灘以及沿岸地形2、地貌地貌指地面高低起伏的形態(tài)，又稱(chēng)地形或地勢(shì)地貌表示方法（一） 等高線(xiàn)法等高線(xiàn)是地面高程相等的點(diǎn)投影到平面所成的閉合曲線(xiàn)等高距：兩條相鄰等高線(xiàn)之間的高差等高線(xiàn)種類(lèi)基本等高線(xiàn)、加粗等高線(xiàn)（隔四條）、半距等高線(xiàn)、輔助等高線(xiàn)（二） 分層設(shè)色法在相鄰等高線(xiàn)之間涂以不同深淺或色調(diào)的顏色來(lái)表示地貌形態(tài)（三） 寫(xiě)景法以寫(xiě)景的方法來(lái)表示地勢(shì)的起伏與分布（四） 地貌暈渲法利用不同色調(diào)來(lái)表示地勢(shì)的起

18、伏與分布3、土質(zhì)植被土質(zhì)：是地表覆蓋層的性質(zhì)，沙地、戈壁等，沼澤屬于水系，同時(shí)也屬于土質(zhì)植被：是地表植物覆蓋層的總稱(chēng)4、 居民點(diǎn)居民點(diǎn)又稱(chēng)居民地，是人們進(jìn)行各種活動(dòng)的場(chǎng)所，分為城鎮(zhèn)以及鄉(xiāng)村居民點(diǎn)5、 交通線(xiàn)交通線(xiàn)是連接各大居民地的紐帶，也是地面定位和導(dǎo)向的重要指標(biāo)，主要分為公路以及鐵路 6、 境界線(xiàn)境界線(xiàn)為國(guó)境線(xiàn)與行政區(qū)劃界限的總稱(chēng)，若有兩級(jí)以上的行政區(qū)劃界限重合，則只表示最高一級(jí)的行政區(qū)劃界限，境界線(xiàn)交匯處，應(yīng)以實(shí)線(xiàn)段或點(diǎn)來(lái)表示7、 獨(dú)立地物獨(dú)立地物是地表獨(dú)立成個(gè)體的物體，分為自然和人文兩大類(lèi)。專(zhuān)題地圖概述專(zhuān)題地圖：突出而深入地表現(xiàn)一種或幾種自然或社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖，或集中顯示一種專(zhuān)題內(nèi)容的地圖專(zhuān)題地圖由地理底圖和專(zhuān)題內(nèi)容組成，專(zhuān)題內(nèi)容指制圖的專(zhuān)題對(duì)象，地理底圖指起定位、控制以及骨架作用的要素處于底層輔助的位置專(zhuān)題地圖分類(lèi)（一） 按專(zhuān)題內(nèi)容分類(lèi)1、 自然地圖各種自然要素為主題進(jìn)一步分為地質(zhì)圖、地球物理圖、地貌圖、植被圖、水文圖、氣候氣象圖、綜合自然地理圖、土壤圖、動(dòng)物地理圖2、 社會(huì)經(jīng)濟(jì)圖3、 環(huán)境地圖（二） 按專(zhuān)題地圖的用途分類(lèi)1、 專(zhuān)用的專(zhuān)題圖2、 通用的專(zhuān)題圖（三） 按專(zhuān)題內(nèi)容的繁簡(jiǎn)和概括程度分類(lèi)1、 分析圖2、 組合圖3、 合成圖（四） 按專(zhuān)題內(nèi)容的結(jié)構(gòu)特征分類(lèi)1、 分布圖2、 類(lèi)型圖3、 區(qū)劃圖4、 統(tǒng)計(jì)圖5、