黑龙江八一农垦大学资环系：《地图学》电子课件.doc_大学文库

课目地图的基本概念地图学的定义及学科体系目的要求 1、了解地图的基本概念 2、了解地图学的定义及结构重点难点地图的定义和基本特征;地图学的定义主要内容地图的基本概念地图的基本特征和定义基本特征1)地图必须遵循一定的数学法则 2)地图必须经过科学概括 3)地图具有完整的符号系统 4)是地理信息的载体定义:是遵循一定的数学法则,将客体(一般指地球,也包括其他星体)上的地理信息,通过科学的概括,并运用符号系统表示在一定载体上的图形,一传递它们的数量和质量在时间与空间上的分布规律和发展变化 2、构成要素 (1)图形要素 (2)数字要素包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点 (3)辅助要素 (4)补充说明 3、地图的简要制作过程:主要分为实测成图与编绘成图实测成图是绘制大比例尺地图的最基本的方法。其工作过程主要包括四个步骤,首先在国家控制网点的基础上进行扩展、加密成实测地图所需的图根控制网点,其次以图根控制网点为基准,对实际地物的平面位置高程进行施实测,然后转入内业,对图件进行整理、清绘、最后制成地图。实测的方法可以分为地面和高空两种编绘成图是把实测所得的大比例尺地图,根据需要,逐级缩小,编制成各种较小比例尺的地图。其主要过程可分为编辑准备、编绘、清绘、制印四个步骤地图学的定义及学科体系 1、定义:以地图信息传递为中心,探讨地图的理论实质,制作技术和使用方法的综合学科。 2、地图学的结构及学科分支:我国地图学者对地图学的结构体系的观点,已经在地图学的定义中做了明确的表述。地图学是对由对地图理论研究、地图制作方法与技术、地图应用这三方面的分支学科所组成。 3、地图学与相关学科的关系地图学在长期的发展过程中,曾与测量学、地理学有着十分紧密的联系。随着近一二十年来地图学在数据以及地图生产方式的变革,地图学与传统及新兴的相关学科不断重新组合。一些横断科学,如信息论、系统论、传递理论等,也开始介入到地图学领域,为地图学各种基础理论及应用的形成提供了有力的工具

课目地图的基本概念地图学的定义及学科体系目的要求 1、了解地图的基本概念 2 、了解地图学的定义及结构重点难点地图的定义和基本特征;地图学的定义主要内容：一地图的基本概念 1、地图的基本特征和定义基本特征 1) 地图必须遵循一定的数学法则 2) 地图必须经过科学概括 3) 地图具有完整的符号系统 4) 是地理信息的载体定义:是遵循一定的数学法则,将客体(一般指地球,也包括其他星体)上的地理信息,通过科学的概括,并运用符号系统表示在一定载体上的图形,一传递它们的数量和质量在时间与空间上的分布规律和发展变化. 2 、构成要素: （1）图形要素（2）数字要素包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点（3）辅助要素（4）补充说明 3、地图的简要制作过程：主要分为实测成图与编绘成图实测成图是绘制大比例尺地图的最基本的方法。其工作过程主要包括四个步骤，首先在国家控制网点的基础上进行扩展、加密成实测地图所需的图根控制网点，其次以图根控制网点为基准，对实际地物的平面位置高程进行施实测，然后转入内业，对图件进行整理、清绘、最后制成地图。实测的方法可以分为地面和高空两种。编绘成图是把实测所得的大比例尺地图,根据需要,逐级缩小,编制成各种较小比例尺的地图。其主要过程可分为编辑准备、编绘、清绘、制印四个步骤。二、地图学的定义及学科体系 1、定义：以地图信息传递为中心，探讨地图的理论实质，制作技术和使用方法的综合学科。 2、地图学的结构及学科分支：我国地图学者对地图学的结构体系的观点，已经在地图学的定义中做了明确的表述。地图学是对由对地图理论研究、地图制作方法与技术、地图应用这三方面的分支学科所组成。 3、地图学与相关学科的关系地图学在长期的发展过程中，曾与测量学、地理学有着十分紧密的联系。随着近一二十年来地图学在数据以及地图生产方式的变革，地图学与传统及新兴的相关学科不断重新组合。一些横断科学，如信息论、系统论、传递理论等，也开始介入到地图学领域，为地图学各种基础理论及应用的形成提供了有力的工具

课目地图学的历史与发展、现代地图的作用与类型目的要求了解地图的历史发展，掌握现代地图的作用与类型重点难点现代地图的功能、作用与类型主要内容：一、地图学的历史与发展（一）地图学的历史回顾 1、我国地图学的历史回顾 2、国外地图学的发展（二）现代地图学进展 1、现代地图及其制作的发展 2、现代地图学理论：地图信息论、地图信息传递论、地图感受论、地图符号论、地图模型论、地图认知理论、综合制图理论二、现代地图的作用与类型（一）地图的功能：认识功能、模拟功能、信息的负载和传递功能（二）地图的应用：经济建设、科学研究、国防建设、政治活动、文化教育、日常生活（三）地图的类型 1、按地图的图形分类：普通地图和专题地图 2、按比例尺的大小，可将地图分为、大、中、小三类 3、按区域分类：按区域范围从总体到局部，从大到小进行分类，可以包括多个层次：（1）星球图、地球图（2）世界图、大洲图、大洋图、半球图（3）国家图以及下属的一级行政区、二级行政区以及更小的行政区域地图（4）局部区域图：如海域图、海湾图、流域图 4、按地图的视觉化状况分类：实地图和虚地图 5、按地图的瞬时状态分类：静态地图和动态地图 6、按地图维数分类：平面地图及立体地图 7、按其他指标分类 1）按用途：国民经济与管理地图、教育与科学技术地图、文化地图等 2）按语言种类：汉语地图、各少数民族语言地图、外文地图 3）按出版和使用方式：桌图、挂图、折叠图、屏幕地图、地图集 4）按感受方式：线划地图、数字地图、影象地图、缩微地图、荧光地图、触觉地图、多媒体声像地图 5）按历史年代：古地图、历史地图、近代地图、现代地图

课目地球体目的要求掌握地球体三种表面概念重点难点三种表面的概念主要内容：一、地球的自然表面地球并不是一个正球体，而是一个极半径略短，赤道半径略长，北极略突出，南极略扁平，近于梨形的椭球体。这里所谓得近于“梨形”，其实是一种形象化的夸张，因为地球南北半球的极半径之差紧在几十米范围之内，这与地球固体地表的起伏，获地球极半径与赤道半径之差都在20KM左右相比，是十分微小的。况且，已经有证据表明，这种“梨形”还不一定会长期保持下去。二、地球体的物理表面大地水准面实际上是一个起伏不平的重力等位面，即地球物理表面。由大地水准面包围的形体称大地体，是一种逼近与地球本身形状的一种形体。可以成大地体是对地球形体的一级逼近。定义出大地水准面的意义，主要在于以下几方面： 1、由略微不规则的大地水准面包围的大地体，是地球形状的很好近似。 2、由于大地水准面包围的大地体表面存在一定的起伏波动，这对大地测量或地球物理学均具有研究价值，可应用重力理论来进行研究。 3、由于大地水准面是实际重力等位面，因此人们才有可能通过测量仪器，获得相对于大地水准面的海拔高程三、地球体的数学表面大地体是由大地水准面包围而成的，由于大地水准面是个不规则的曲面，因此它的表面仍然不能用数学模型定义和表达，必须寻求一个与大地体及其接近的形体来代替大地体。人们假想，可以将大地体绕短轴（地轴）飞速旋转，就能形成一个表面光滑的球体，即旋转椭球体或称地球椭球体。地球椭球体表面是个可以用数学模型定义和表达的曲面，这就是我们所称的地球数学表面。地球椭球体表面可以成对地球形体的二级逼近

课目地球坐标系与大地定位目的要求了解几种坐标系统重点难点全球定位系统主要内容: 地理坐标: 就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。在大地测量学中,对于地理坐标系统中的经纬度有三种提法 1.天文经纬度天文经度,即为观测点天顶子午面与格林尼治天钉子午面间的两面角,或是为一个天体在上述两地的时角差。在天文学和大地测量学中,常用时间单位表示。天文经度在地球上定义, 基本初子午面与观测点之间的两面角。天文纬度即赤纬,即为铅垂线与赤道平面间的夹角 2.大地经纬度通常在大地测量中,所有的观测值在概算时均应尽量改化到参考椭球面上。地面上任意A的位置,可用大地经度λ、大地纬度φ和大地高度H表示 3.地心经纬度这里所谈的地心,即地球椭球体的质量中心。地心经度等同大地经度,地心纬度是指参考椭球体面上任一点和椭球中心连线与赤道面之间的夹角。在大地测量学中,常以天文经纬度定义地理坐标。但在地图学中,认为以大地经纬度来定义地理坐标更好。因为天文经纬度定义的地理坐标,其经纬度的地面等值线均扭曲成平面曲线而以大地经纬度定义的地理坐标,实在规整的椭球面上构建的,每条经纬线投影到平面上皆呈直线或平滑曲线,因此便于地图投影。、我国的大地坐标系 1、我国的大地坐标系: 1980年大地坐标的大地原点,设在我国中部西安市附近的泾阳县境内。由于大地原点在我国居中位置,因此可以减少坐标传递误差的积累。参考椭球体和大地原点确定之后,便惊醒椭球体定位和精确测定大地原点坐标,进而再以大地原点坐标为基准,推算其他大地点坐标。应该重申一点:不同国家易于采用的参考椭球及定位方法不同,因此同一地面点在不同坐标系中大地坐标值不同 2、我国的大地控制网: 为了保证测量成果既在精度上符合统一要求,又能互相衔接,首先必须在全国范围内选取若干有控制意义的点,并且精确测定其平面位置和高程,构成统一的大地控制网。大地控制网简称大地网,由平面控制网和高程控制网组成。平面控制网,一般可由三角测量或导线测量完成:高程控制网,是在全国范围内按统一规范,有精确测定高程的地面点所组成的网,是全国测定其它所有地面高程的控制基础。 3、全球定位系统:GPS GPS是以人造卫星为基础的无线电导航系统,可为航空、航天、海洋、陆地等用户提供高精度、实时、全天候、全球性三维坐标的导航、定位、定时服务 GPS卫星导航系统共包括三大部分:GPS卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面控制部分)、GPS信号接受机(用户设备部分)

课目地球坐标系与大地定位目的要求了解几种坐标系统重点难点全球定位系统主要内容：一、地理坐标：就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有三种提法： 1.天文经纬度天文经度，即为观测点天顶子午面与格林尼治天钉子午面间的两面角，或是为一个天体在上述两地的时角差。在天文学和大地测量学中，常用时间单位表示。天文经度在地球上定义，基本初子午面与观测点之间的两面角。天文纬度即赤纬，即为铅垂线与赤道平面间的夹角。 2.大地经纬度通常在大地测量中，所有的观测值在概算时均应尽量改化到参考椭球面上。地面上任意A的位置，可用大地经度λ、大地纬度φ和大地高度H表示。 3.地心经纬度这里所谈的地心，即地球椭球体的质量中心。地心经度等同大地经度，地心纬度是指参考椭球体面上任一点和椭球中心连线与赤道面之间的夹角。在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标。但在地图学中，认为以大地经纬度来定义地理坐标更好。因为天文经纬度定义的地理坐标，其经纬度的地面等值线均扭曲成平面曲线。而以大地经纬度定义的地理坐标，实在规整的椭球面上构建的，每条经纬线投影到平面上皆呈直线或平滑曲线，因此便于地图投影。二、我国的大地坐标系： 1、我国的大地坐标系： 1980年大地坐标的大地原点，设在我国中部西安市附近的泾阳县境内。由于大地原点在我国居中位置，因此可以减少坐标传递误差的积累。参考椭球体和大地原点确定之后，便惊醒椭球体定位和精确测定大地原点坐标，进而再以大地原点坐标为基准，推算其他大地点坐标。应该重申一点：不同国家易于采用的参考椭球及定位方法不同，因此同一地面点在不同坐标系中大地坐标值不同。 2、我国的大地控制网：为了保证测量成果既在精度上符合统一要求，又能互相衔接，首先必须在全国范围内选取若干有控制意义的点，并且精确测定其平面位置和高程，构成统一的大地控制网。大地控制网简称大地网，由平面控制网和高程控制网组成。平面控制网，一般可由三角测量或导线测量完成；高程控制网，是在全国范围内按统一规范，有精确测定高程的地面点所组成的网，是全国测定其它所有地面高程的控制基础。 3、全球定位系统：GPS GPS是以人造卫星为基础的无线电导航系统，可为航空、航天、海洋、陆地等用户提供高精度、实时、全天候、全球性三维坐标的导航、定位、定时服务。 GPS卫星导航系统共包括三大部分：GPS卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）、GPS信号接受机（用户设备部分）

课目地图投影目的要求掌握地图投影的相关知识重点难点地图投影方法和分类主要内容: 地图投影意义地图投影就是按照一定数学法则,将地球椭球面上的经纬网转换到平面上,使地面点位的地理坐标(中,A)与地图上相对应的点位的平面直角坐标(X,Y)和平面极坐标(Φ,p) 间,建立起一一对应的函数关系只有具备一定的地图投影的知识,比如了解各种常见地图投影变形性质、变形分布规律及具体应用范围等,才能够正确选择和使用地图地图比例尺 1、地图比例尺的含义:具体指的是图上长度与相应地面之间的长度比例 2、地图比例尺的表示 (1)数字式比例尺 (2)文字式比例尺 (3)图解式比例尺可分为直线比例尺、斜分比例尺和复式比例尺 (4)特殊比例尺可分为变比例尺和无级别比例尺三、地图投影变形 1、投影变形的概念: 2、变形椭圆:取地面上一个微分圆,将它投影后变成椭圆,通过研究其在投影平面上的变化,作为地图投影变形的几何解释,这样的椭圆成变形椭圆 3、投影变形的性质和大小 (1)长度比与长度变形 (2)面积比与面积变形 (3)角度变形四、地图投影方法 1、几何投影法 2、数学解析法五、地图投影分类 1、按地图投影的构成方法分类 (1)几何投影:方位投影、圆柱投影、圆锥投影,上述投影又可根据球面与投影面积的相对部分不同,分为正轴投影、横轴投影、斜轴投影 (2)非几何投影:按经纬线形状,可分为为伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影 (3)按地图投影的变形性质分类:等角投影、等积投影和位置投影六、地图投影变换 1、传统地图投影变换 (1)格网转绘法 (2)蓝图(或棕图)嵌贴法 2、数字地图投影变换具体转化过程是 1)用数字化仪将原始投影的地图资料变成数学资料 2)输入计算机的数字资料,按一定的数学方法进行投影坐标变换; 3)将变换后的数字资料用绘图仪输成新投影的图形

课目地图投影目的要求掌握地图投影的相关知识重点难点地图投影方法和分类主要内容：一、地图投影意义：地图投影就是按照一定数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，使地面点位的地理坐标（φ，λ）与地图上相对应的点位的平面直角坐标（X，Y）和平面极坐标（Ф，ρ）间，建立起一一对应的函数关系。只有具备一定的地图投影的知识，比如了解各种常见地图投影变形性质、变形分布规律及具体应用范围等，才能够正确选择和使用地图。二、地图比例尺 1、地图比例尺的含义：具体指的是图上长度与相应地面之间的长度比例 2、地图比例尺的表示：（1）数字式比例尺（2）文字式比例尺（3）图解式比例尺可分为直线比例尺、斜分比例尺和复式比例尺（4）特殊比例尺可分为变比例尺和无级别比例尺三、地图投影变形 1、投影变形的概念： 2、变形椭圆：取地面上一个微分圆，将它投影后变成椭圆，通过研究其在投影平面上的变化，作为地图投影变形的几何解释，这样的椭圆成变形椭圆 3、投影变形的性质和大小（1）长度比与长度变形（2）面积比与面积变形（3）角度变形四、地图投影方法： 1、几何投影法 2、数学解析法五、地图投影分类 1、按地图投影的构成方法分类：（1）几何投影：方位投影、圆柱投影、圆锥投影，上述投影又可根据球面与投影面积的相对部分不同，分为正轴投影、横轴投影、斜轴投影（2）非几何投影：按经纬线形状，可分为为伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影（3）按地图投影的变形性质分类：等角投影、等积投影和位置投影六、地图投影变换 1、传统地图投影变换（1）格网转绘法（2）蓝图（或棕图）嵌贴法 2、数字地图投影变换具体转化过程是： 1)用数字化仪将原始投影的地图资料变成数学资料； 2）输入计算机的数字资料，按一定的数学方法进行投影坐标变换； 3）将变换后的数字资料用绘图仪输成新投影的图形

课目地图概括概述目的要求掌握地图概括的步骤和制约因素重点难点地图概括的步骤和制约因素主要内容地图概括的性质:就是采取简单和扼要方法,将空间信息中的主要的、本质的数据提取后联系在一起,形成新的概念。分类和选取是进行地图概括的主要手段地图概括的任务:就是要研究从原始图稿或数据到编制成各种新地图时采用的概括原则和方法,以实现原始图稿到新编地图内容的转换二、实施地图概括的四个步骤 1.分类:空间数据的排序、分级或分群般来说,地图内容的分类是依据地物的属性划分的,这种划分由需要及图解限度而定 2.简化:为显示空间数据的重要特征,删弃不重要的细部。依比例尺和目的的不同,它包括地理信息的取舍和图形化简两个方面。 3.夸张:为提高和强调符号的重要特征。它与编图的目的和用途密切相关,并充分体现在地图设计过程中。 4.符号化:将空间数据通过分类、简化和夸张等方法所获得的记号,根据其基本特征、相对重要性和相关位置制成各种图形。地图上的一切都体现出它的模型,制图者就是运用这些符号,使空间数据的每一个概念,构成的每一个事件,以及它的地理分布来实现符号化。因此, 符号化的过程也就是视觉化的过程三、制约地图概括的因素 1、地图的用途和主题:地图的用途是地图概括的主导因素:地图的主题决定某要素在图上的重要程度,因而也影响地图概括。 2、地图比例尺是决定地图概括数量特征的主要因素。比例尺限定了制图区域的幅面,限制了图上能表示要素的总量,因此也决定了要素数量指标的选取 3、制图区域的地理特征 4、数据质量地图概括的过程都是以空间数据为基础的。数据的种类、特点及质量都直接影响地图概括的质量。编绘地图所用的各种图表、影像、统计数据和天文资料,均成为空间数据。这些数据有四种形式:天文、大地、全球定位系统测量资料:遥感图像和地图资料:现势资料和各种专题编图资料。 5、图解限制地图内容受符号的形状、尺寸、颜色和结构的直接影响,并制约着概括程度和概括方法

课目地图概括概述目的要求掌握地图概括的步骤和制约因素重点难点地图概括的步骤和制约因素主要内容：一、地图概括的性质：就是采取简单和扼要方法，将空间信息中的主要的、本质的数据提取后联系在一起，形成新的概念。分类和选取是进行地图概括的主要手段。地图概括的任务：就是要研究从原始图稿或数据到编制成各种新地图时采用的概括原则和方法，以实现原始图稿到新编地图内容的转换。二、实施地图概括的四个步骤： 1.分类：空间数据的排序、分级或分群一般来说，地图内容的分类是依据地物的属性划分的，这种划分由需要及图解限度而定。 2.简化：为显示空间数据的重要特征，删弃不重要的细部。依比例尺和目的的不同，它包括地理信息的取舍和图形化简两个方面。 3.夸张：为提高和强调符号的重要特征。它与编图的目的和用途密切相关，并充分体现在地图设计过程中。 4.符号化：将空间数据通过分类、简化和夸张等方法所获得的记号，根据其基本特征、相对重要性和相关位置制成各种图形。地图上的一切都体现出它的模型，制图者就是运用这些符号，使空间数据的每一个概念，构成的每一个事件，以及它的地理分布来实现符号化。因此，符号化的过程也就是视觉化的过程。三、制约地图概括的因素 1、地图的用途和主题：地图的用途是地图概括的主导因素；地图的主题决定某要素在图上的重要程度，因而也影响地图概括。 2、地图比例尺是决定地图概括数量特征的主要因素。比例尺限定了制图区域的幅面，限制了图上能表示要素的总量，因此也决定了要素数量指标的选取。 3、制图区域的地理特征 4、数据质量地图概括的过程都是以空间数据为基础的。数据的种类、特点及质量都直接影响地图概括的质量。编绘地图所用的各种图表、影像、统计数据和天文资料，均成为空间数据。这些数据有四种形式：天文、大地、全球定位系统测量资料；遥感图像和地图资料；现势资料和各种专题编图资料。 5、图解限制地图内容受符号的形状、尺寸、颜色和结构的直接影响，并制约着概括程度和概括方法

课目地图概括的基本方法目的要求学习地图概括的基本方法重点难点地图概括的基本方法主要内容：一、分类： 1.层次分类地图上的归类可分为两种情况，对于普通地图，只图部门独立的制定图例、图式，使普通地理要素按不同的比例尺纳入规范要求；对于专题地图，遵从该专题的学科分类。 2.数量分类 3.等级分类经过层次归类的空间数据，具有明确的先后层次顺序，随着比例尺的缩小，按数据的质量和数量特征来合并等级，减少级数扩大级差。 4.降维转换点状符号是一种1维的数据，线状符号和面状符号是一种2维的数据，比例尺缩小后同级比例尺的制图目的不同时，运用符号表示数据的图形产生维量的变化，成图形等级转换，它对地图的载负量影响很大。 5.分区选取是一种不等精度的选取方法。由于地理位置的差异，在同一图幅范围内进行定额选取时要采用不用的分类标准。二、简化： 1、删除最小的尺寸编图时决定空间数据取与舍的数量标准，使地物在图上的最小尺寸。虽然新的地图还未形成，但是删除的最小尺寸是按照成图比例尺的缩小原图进行量度的。 2、删除的指标定额定额指标是按成图上单位面积的选取个数确定的。定额指标产生于地图规范或根据开方根规律的计算。 3、删除的资格排队所谓资格排队就是按空间数据的等级高低进行选取。划分数据的等级高低有时是个复杂的问题。 4、形状的简化图形形状简化的基本要求是：①保持轮廓图形和弯曲形状的基本特征②保持弯曲转折点的相对准确性③保持不同地段弯曲程度的对比 5、内部结构的简化空间数据构成了平面图形，再简化过程中保持一定的格局。三、夸张 1、局部夸张 2、位移 3、合并合并同类地物的碎部，以反映地物主要的结构特征。 4、分割

课目地理数据的点状表示和线状符号的构成目的要求了解地理数据的点状表示和掌握走向线定向化和量化重点难点走向线的定向化和量化主要内容：一、量表发点状符号中的应用 1、定名量表达应用：定名量表可以用于表示形象的、几何的和组合的点状符号。形象符号的最大的优点是能快捷的传递地图信息，它可以不借助图例就能使读者了解符号的含义；几何符号基本不与数据的属性相关联；组合符号主要是指形状变量的叠加，这种符号有利于形成地物类别的系列化。 2、顺序量表的应用：这些量表中的点状符号用于表示地图信息的强度。顺序量表示从可比变化的数据，简单地转化为多与少的关系。不必考虑大与中或中与肖在树枝上的比例或绝对值。 3、间距/比例量表的应用：间距/比例量表能够表示点状符号中地图数据的数量差别。二、比例圆的视觉尺度：若数据量很大时（如有几十个或百余个数据），更须将数据整理成若干组，按比例设计圆面积符号。因而在定量制图中便提出了分级数目和他的比率处理。 1.确定数据的分级数目 2.确定比例尺的尺寸或比率表示比例圆的数据尺度可以由：连续尺度、非连续尺度、任意尺度三、点状符号的扩展：四、用点状符号表示数量分布——点值图制图的步骤包括： 1、确定区域单元 2、确定区域单元内数据的分布位置 3、计算点值和点的尺寸 4、作图五、定位线别表示图上连续的地物地理数据表示线状符号，可以归纳为两种数据类型：极端数据和宽容数据六、走向线的定向和量化走向线也称运动线，它表示地图信息在图面上的移动轨迹. 走向线表示信息的移动负有以下使命： 1、反映移动的起点和止点 2、表示行进路线 3、流向 4、流量 5、流速 6、性状指标 7、相互联系