地圖學(xué)基礎(chǔ)第一章地圖和地圖學(xué)

1、地圖學(xué)基礎(chǔ)第一章地圖和地圖學(xué)地圖認(rèn)知地圖識別 以圖形作為人類傳輸?shù)乩硇畔⒌墓ぞ?，已?jīng)存在幾千年，經(jīng)歷了幾千年來社會的發(fā)展。從遠(yuǎn)古時(shí)代，我們的祖先就一直尋找描述和分析地球表面空間事物的工具，從交通運(yùn)輸、農(nóng)田水利、市政建設(shè)管理、疆土區(qū)域的劃分以及行軍打仗，都離不開空間信息。長期以來最普通的工具就是地圖。古代上海地圖 七世紀(jì)中葉的亞洲（唐朝）解放前的河北省地圖中國衛(wèi)星影象圖 石家莊網(wǎng)絡(luò)地圖的最優(yōu)路徑查詢（保龍倉省委） 河北師大東校區(qū)電子沙盤一景 由以上地圖展示可知，人類以地圖作為認(rèn)識客觀世界、傳遞時(shí)空信息的方式之一，不但沒有被其他形式所代替，卻隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使地圖的制作精度不斷提高，表現(xiàn)形式更

2、加多樣、應(yīng)用功能不斷擴(kuò)大、制圖理論日趨成熟。地圖成為生產(chǎn)建設(shè)、科學(xué)試驗(yàn)、日常生活不可或缺的工具，地圖學(xué)也發(fā)展為一門具有完善學(xué)科體系及多層次地圖理論的綜合性學(xué)科。衛(wèi)星遙感圖像一、地圖的定義與基本特性1. 可量測性 特殊的數(shù)學(xué)法則地球自然表面上的點(diǎn) 垂直投影 地球橢球面 地圖投影 可展面（圓柱、圓錐、平面）地圖投影比例尺地圖定向2. 直觀性 地圖語言 符號注記顏色優(yōu)點(diǎn)：（1）圖形簡化、清晰、易讀；（2）表達(dá)靈活： 依比例表示：雙線河、 不依比例表示：單線河。 可表示實(shí)地形體小但意義重大物體（3）表示物體的質(zhì)量和數(shù)量特征： 河流深度、湖水性質(zhì)等：符號形狀、大小、 顏色（4）表示地面上受遮蓋的物體；

3、（5）無形的自然和社會現(xiàn)象： 境界、太陽輻射3. 一覽性 制圖綜合（概括） 兩次抽象：符號化過程和 選取和概括（比例尺縮?。?.地圖是地理信息的載體 地圖容納和儲存了數(shù)量巨大的信息，而作為信息的載體，可以是傳統(tǒng)概念上的紙質(zhì)地圖、實(shí)體模型、可以是各種可視化屏幕影像、聲像地圖，也可以是觸覺地圖。 地圖：地圖是遵循一定的數(shù)學(xué)法則，將客體上的地理信息，通過科學(xué)的概括，并運(yùn)用符號系統(tǒng)表示在一定載體上的圖形，以傳遞它們的數(shù)量和質(zhì)量在時(shí)間與空間上的分布規(guī)律和發(fā)展變化。 第二節(jié) 地圖的分類 1.按地圖的內(nèi)容普通地圖專題地圖 普通地圖是表示自然地理和社會經(jīng)濟(jì)一般特征的地圖，它并不偏重某個(gè)要素。主要表示水文、地形

4、、土質(zhì)植被、交通網(wǎng)、居民點(diǎn)和境界線七大要素。普通地圖按內(nèi)容的概括程度，區(qū)域及圖幅的劃分狀況等分為地形圖和地理圖。 專題地圖是著重表示一種或幾種主體要素及它們之間互相關(guān)系的地圖。 2.按比例尺分類 按比例尺的大小可將地圖分為大、中、小三類：大于1：10萬（包括1：10萬）比例尺的地圖，稱大比例尺地圖；小于1：10萬而大于1：100萬比例尺的地圖，稱中比例尺地圖。小于1：100萬（包括1：100萬）比例尺地圖，稱小比例尺地圖。 0 國家基本比例尺地圖 由指定的國家機(jī)構(gòu)和其他公共事業(yè)部門按照統(tǒng)一規(guī)格測制或編制。 1：5千 1：1萬 1：萬 1：5萬 1：10萬 1：25萬 1：50萬 1：100萬

5、3.按區(qū)域分類 按區(qū)域及范圍從總體到局部，從大到小進(jìn)行分類可以包括多個(gè)層次： 星球圖、地球圖； 世界圖、大洲圖、大洋圖、半球圖； 國家圖以及下屬的一級行政區(qū)（省、自治區(qū)、直轄市）、二級行政區(qū)（市、縣）以及更小的行政區(qū)域地圖； 局部區(qū)域圖：海洋圖、海灣圖、流域圖。4.按地圖的視覺化狀況分類 可有實(shí)地圖與虛地圖。實(shí)地圖是空間數(shù)據(jù)可視化的地圖，包括紙介質(zhì)和屏幕地圖。它是將地圖信息經(jīng)過抽象和符號化以后在指定的載體上形成的。虛地圖指存貯于人腦或電腦中的地圖，前者即為“心象地圖”后者即為“數(shù)字地圖”。實(shí)地圖和虛地圖可以相互轉(zhuǎn)換，如屏幕地圖與存貯在磁帶上的數(shù)字地圖。5.按地圖的瞬時(shí)狀態(tài)分類 可有靜態(tài)地圖和動

6、態(tài)地圖。靜態(tài)地圖它所表示的內(nèi)容都是被固化的。以靜態(tài)地圖來反映動態(tài)事物，可以借助于地圖符號的變化或同一現(xiàn)象、不同時(shí)相靜態(tài)地圖的對比來實(shí)現(xiàn)。動態(tài)地圖是連續(xù)快速呈現(xiàn)的一組反映隨時(shí)間變化的地圖，只能在屏幕上以播放的形式實(shí)現(xiàn)。 6.按地圖維數(shù)分類 可有平面圖形及立體圖形。在三維地圖基礎(chǔ)上利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過頭盔，數(shù)據(jù)手套等工具，形成了一種稱為“可進(jìn)入”地圖的新品種，使用者能產(chǎn)生親臨其境的感覺。7.按其他指標(biāo)分類 按用途：教學(xué)地圖、文化地圖、軍用地圖等。 按語言種類：漢語地圖、外文地圖、少數(shù)民族語言地圖等。 按出版使用方式：桌圖、掛圖、屏幕地圖、地圖集。 按感受方式 ：線劃地圖、數(shù)字地圖、影像地圖、觸覺

7、地圖、多媒體地圖等。 按歷史年代：分為古地圖、歷史地圖、近代地圖、現(xiàn)代地圖。 宋長安城1991年沙漠軍刀行動新石器時(shí)代第三節(jié) 地圖的用途一、地圖的功能1.認(rèn)識功能 作為表達(dá)空間現(xiàn)象一種主要的圖形形式，它的認(rèn)知功能表現(xiàn)在許多方面： （1）可以組成整體、全局的概念，也就是確立地理信息明確的空間位置。 例如我國的各民族的區(qū)域分布十分分散，依靠語言或文字描述，無法構(gòu)成整體分布狀況的概念，而通過繪制“中國民族區(qū)域分布圖”則能圓滿地解決問題。（2）獲得物體所具有的定性及定量特征。 提供空間分布物體和現(xiàn)象的尺寸、維數(shù)、范圍等概念，形成正確的對比概念、圖形感受及制圖對象空間立體分布和時(shí)間過程變化。（3）建立地

8、物與地物或現(xiàn)象與現(xiàn)象間的空間關(guān)系。（4）易于建立正確的空間圖像。只有地圖才能幫助人們迅速建立正確的空間圖形。地圖是人類認(rèn)識自己賴以生存環(huán)境的最主要的，并且永遠(yuǎn)不可代替的工具。2.模擬功能 物質(zhì)模型是比較容易理解的，因?yàn)榈貓D特別是表示各種基本地理要素的普通地圖，可以直觀地感受到是制圖區(qū)域的一種實(shí)體模型。 模型與它表示的對象具有相似性，模型可以有物質(zhì)模型與概念模型之分。 概念模型是對實(shí)體的一種概括與抽象，它又可分為形象模型與符號模型。形象模型是運(yùn)用思維能力對客觀存在進(jìn)行的簡化與概括；符號模型是運(yùn)用符號和圖形對客觀存在進(jìn)行簡化和抽象的過程。地圖兼具這兩方面的特點(diǎn)，被視為是一種形象-符號模型。 作為一

9、種時(shí)空模型，地圖在科學(xué)預(yù)測中發(fā)揮重要作用，如氣象預(yù)報(bào)、災(zāi)害性要素的變遷及過程預(yù)測。3.信息的載負(fù)和傳遞功能 地圖能容納和貯存的信息量是十分巨大的，是空間信息的理想載體，地圖信息由直接信息和間接信息兩部分組成： 直接信息是地圖上表示的地理信息，如道路、河流網(wǎng)、居民點(diǎn)等用圖形符號直接表示；間接信息是經(jīng)過分析解譯而獲得有關(guān)現(xiàn)象或物體規(guī)律的信息。第四節(jié) 地圖的基本內(nèi)容 ：控制點(diǎn)、坐標(biāo)網(wǎng)、比例尺和地圖定向 普通地圖：自然和人文 ：地圖的主題 要素（圖形要素） 專題要素：地理基礎(chǔ)要 素和主題要素 ：外圖廓、圖名、圖例、坡度尺、三北方向 圖解、文字比例尺、編圖單位、編圖時(shí)間(圖外要素） 和依據(jù)等。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)地

10、理要素整飾要素一、地圖的分幅1.為什么要分幅？ 區(qū)域表達(dá)，編圖、印刷、保管和使用的方便。2.地圖分幅的方法 矩形分幅 拼接不拼接 經(jīng)緯線分幅 第五節(jié) 地圖的分幅和編號 拼接分幅：適用：掛圖和大于1：2000的地形圖 矩形分幅 不拼接分幅：適用：地圖集、專題地圖等圖1-5拼接分幅圖優(yōu)點(diǎn)： 圖幅間拼接方便； 各圖幅面積相對平衡，充分利用 圖紙和印刷版面； 圖廓線可避開分割重要地物。缺點(diǎn)：制圖區(qū)域只能一次投影，變形較大； 地理位置不易精確描繪。 ：地圖的圖廓由經(jīng)緯線構(gòu)成。 適用： 世界各國地形圖、小比例尺地圖 經(jīng)緯線分幅優(yōu)點(diǎn)： 圖幅有明確的地理范圍； 可分開多次投影，變形較小。缺點(diǎn)： 圖廓為曲線時(shí)拼

11、接不便； 高緯度地區(qū)圖幅面積縮小，不利 于紙張的使用和印刷。 破壞重要地物的完整性。二、地圖的編號（一）地圖編號的 方法1.自然序數(shù)編號法 將區(qū)域分為行和列，分別用字母或數(shù)字表示行號和列號，一個(gè)行號和一個(gè)列號標(biāo)定一個(gè)唯一的圖幅。2.行列式編號法3.行列-自然序數(shù)編號法要求：系統(tǒng)性、邏輯性、不重復(fù)性三、我國基本地形圖的分幅和編號（一）20世紀(jì)70-80年代我國基本比例尺地形圖的分幅和編號 1：100萬地圖是我國基本比例尺地形圖的分幅和編號的基礎(chǔ)。 1、1：100萬地圖的分幅和編號 1：100萬采用國際統(tǒng)一的行列式編號 1891年第五屆國際地理學(xué)會上提出，逐漸統(tǒng)一規(guī)定后制定。分幅：單幅： 經(jīng)差6

12、，緯差4；緯度60以下雙幅： 經(jīng)差12，緯差4；緯度60至76四幅： 經(jīng)差24，緯差4；緯度76至88緯度88以上合為一幅 我國處于緯度60度以下，沒有合幅。橫列：緯度每4為一列，至南北緯88各有22 列，用字母A,B,C,V表示?？v行：從180經(jīng)線起算，自西向東每6為一 行，全球分為60行，用阿拉伯?dāng)?shù)字1，2， 3，,60表示。 如 北京 在1：100萬圖幅位于 東經(jīng)114120 北緯3640， 編號：J-50任一點(diǎn)所在圖幅的編號：橫列號 = + 1縱行號 = +31 （東經(jīng)）縱行號 =31- （西經(jīng)） 代表取整2、1：50萬、1：25萬、1：10萬地形圖的分幅和編號 1：100萬地圖基礎(chǔ)上

13、的延伸 圖中錯(cuò)誤！4幅16幅144幅1：50萬： 經(jīng)差 3 、緯差 2；1：25萬： 經(jīng)差 130、緯差 1；1：10萬： 經(jīng)差 30、緯差 20；3、1：5萬、1：萬、1：1萬地形圖的分 幅和編號 1：10萬地圖基礎(chǔ)上的延伸 1：5 萬： 經(jīng)差 15 、緯差 101：萬: 經(jīng)差 7.5 、緯差 51：1萬 ：經(jīng)差 345、緯差 2.51：5千： 經(jīng)差 152.5、緯差 115圖中錯(cuò)誤！4（24）計(jì)算所求比例尺圖幅代號公式：（）表示分?jǐn)?shù)取余 W 所求圖幅代號 V劃分為該比例尺圖幅后，左下角一幅 圖的代號數(shù)； n劃分為該比例尺圖的列數(shù)舉例：已知某點(diǎn)位于北緯3254，東經(jīng)11248求該點(diǎn)所在1：2

14、5萬和1：5萬圖幅上的編號。（解析法、圖解法） 解析法（1）先求該點(diǎn)所在1:100萬圖幅編號 （2）該點(diǎn)所在1：25萬的圖幅編號圖解法11230333340325511252.5練習(xí)：已知某點(diǎn)為北緯緯度2756，東經(jīng) 經(jīng)度為11246，求該點(diǎn)所在的1：50 萬、1：10萬及1：5萬圖的編號。1：100萬： G491：50萬： G49-B1：10萬: G49-101：5萬: G4910-B（二）新的分幅與編號方法1. 1：100萬比例尺地圖編號 由列-行式 行列式 例 北京為：J502. 1:5千1：50萬比例尺地圖編號 （1）以1：100萬為基礎(chǔ) （2）編號由10個(gè)代碼組成 如圖所示圖 1-8

15、表1-3地形圖比例尺代碼表： 比例尺1：501：251：101：51：2.51:11:5千 代 碼 B C D E F G H分幅：1：50萬：221：25萬：441：10萬：12121：5萬：24241： 48481：1萬：96961：5千：192192P12 表1-2編號： 1：50萬地形圖編號1：25萬地形圖編號練習(xí)：找出下列圖號在分幅圖中的位置 D006011 C0020033. E018016 四、計(jì)算圖幅編號已知某點(diǎn)的經(jīng)緯度或圖幅西南圖廓點(diǎn)的經(jīng)緯 度，計(jì)算圖幅編號 （1）計(jì)算1：100萬圖幅編號 ：表示取整 a：1：100萬圖幅所在緯 度帶的字符所對應(yīng)的 數(shù)字碼 b：1：100萬圖

16、幅所在經(jīng) 度帶的數(shù)字碼 （ ）：表示商取余 ：表示分?jǐn)?shù)值取整 c：所求比例尺地形圖在1： 100萬地形圖編號后的行 號； d：所求比例尺地形圖在1： 100萬地形圖編號后的列 號 （2）計(jì)算所求比例尺地形圖（1：100萬圖號后）的圖幅編號舉例：已知某點(diǎn)位于北緯3254，東經(jīng)11248求該點(diǎn)所在1：25萬和1：5萬圖幅上的編號。（解析法、圖解法）解析法：利用下列公式求解得： 1：25萬：I49C004004 1:5萬： I49E019020圖解法 1. 1：100萬中的圖幅號I49 2. 1：25萬的圖幅編號I49C0040043. 1：5萬的圖幅編號I49E0190202.已知圖號計(jì)算圖幅四個(gè)

17、角點(diǎn)的經(jīng)、緯度坐標(biāo)西南圖廓點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)： a：1：100萬圖幅所在緯度帶的字符的數(shù)字碼 b：1：100萬圖幅所在經(jīng)度帶的數(shù)字碼 c：該比例尺地形圖在1：100萬地形圖編號后的行號 d：該比例尺地形圖在1：100萬地形圖編號后的列號東圖廓經(jīng)度=西圖廓經(jīng)度+經(jīng)差北圖廓緯度=南圖廓緯度+緯差舉例：1、已知圖幅圖號J49B001002，計(jì)算圖幅四個(gè)角點(diǎn)經(jīng)緯度2、已知圖幅圖號J49D003004，計(jì)算圖幅四個(gè)角點(diǎn)經(jīng)緯度 1、西圖廓經(jīng)度 111南圖廓緯度 38東圖廓經(jīng)度 114 北圖廓緯度 402、西圖廓經(jīng)度 11530 南圖廓緯度 39 東圖廓經(jīng)度 116 北圖廓緯度 3920 1、不同比例尺編號的行

18、列關(guān)系換算（1）較小比例尺地形圖的行列代碼轉(zhuǎn)換成較大比例尺地形圖的行列代碼西北： 東南： 舉例：1：10萬地形圖編號中的行列代碼為004001，求其所包含的1：萬地形圖編號的行列代碼。 C（?。?004 ， d（?。?001， 緯差（?。? 20 緯差（大）=5 帶入上述公式：西北：C(大）=013 d(大）=001東南：C(大）=016 d(大）=0042） 較大比例尺地形圖的行列代碼轉(zhuǎn)換成較 小比例尺地形圖的行列代碼舉例：1：萬地形圖編號中的行列代碼為016004 和 013003，求包含該圖的1：10萬地形圖圖號中的行列代碼。 將數(shù)據(jù)帶入上述公式中求得：練習(xí)：已知制圖區(qū)域的經(jīng)緯度范圍如下

19、，編制該地區(qū)的地圖時(shí)，需收集1：10萬地形圖作為編圖資料，請算出所需1：10萬圖號及并將相鄰圖幅編號填入下表：（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）（新）（舊）1. 利用公式（1） 求出各圖廓點(diǎn) 在1：100萬圖中的 圖幅號； 利用公式（1） 2.利用公式（2）求出 在1：10萬中各點(diǎn)的 圖幅編號 利用公式（2）（舊）（舊）（舊）J49D001012（舊）J50D001001（舊）（舊）（舊）J49D002012（舊）J50D002001（舊）（舊）（舊）（舊）k49D012012k50D012001J49D001011J49D002011J49D003012J50D003001J50D002002J50D001002第二章 地圖學(xué)一、地圖學(xué)的定義 地圖學(xué)發(fā)展的兩個(gè)階段：制作地圖、地圖應(yīng)用 不同時(shí)期隨著科技發(fā)展，促進(jìn)了地圖科學(xué)的結(jié)構(gòu)和體系的變化，豐富和加深了地圖學(xué)的內(nèi)涵，加速了對地圖學(xué)定義的不斷修改與更新。 地圖學(xué)是以地圖信息傳遞為中心的，探討地圖的理論實(shí)質(zhì)、制作技術(shù)和使用方法的綜合性科學(xué)。地圖學(xué)由地圖理論、制圖技術(shù)和地圖應(yīng)用三個(gè)分支學(xué)科組成。 理論地圖學(xué) 地圖制圖學(xué) 應(yīng)用地圖學(xué) 數(shù)學(xué)地圖學(xué)地圖學(xué)概論地圖符號學(xué)地圖信息理論地圖感受理論地圖模型理論制圖綜