地圖學(xué)的基本知識課件

1、地圖學(xué)原理主講：李暉電話箱：QQ: 2375166631授課及考核方式1、授課內(nèi)容：基礎(chǔ)理論、地圖應(yīng)用、地圖制作2、授課方式：多媒體教學(xué)理解與記憶實習(xí)動手及實際應(yīng)用技能3、學(xué)習(xí)要求：認(rèn)真聽課、不懂就問4、考核方式：考試（60分）占60% 平時40%（出勤、實習(xí)作業(yè))2 本學(xué)期學(xué)習(xí)內(nèi)容第一章 引論第二章 地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)第三章 地圖符號系統(tǒng)第四章 地圖概括第五章 普通地圖第六章 專題地圖第七章 地圖設(shè)計與制作第八章 現(xiàn)代制圖技術(shù)第九章 地圖分析與應(yīng)用3第一章 引論 - 地圖學(xué)基本知識4第1章 引 論1 地圖的基本概念2 地圖學(xué)的定義及學(xué)科體系3 地圖制作方法簡介4 地圖學(xué)

2、的歷史與發(fā)展5地圖是按照一定的數(shù)學(xué)法則，將地球表面的空間信息，經(jīng)概括綜合，以可視化，數(shù)字或觸摸的符號形式，縮小表達(dá)在一定載體上的圖形模型，用以傳輸、模擬和認(rèn)知客觀世界的時空信息。規(guī)則對象方法形式載體作用地圖定義78地圖的定義和基本特性基本特性數(shù)學(xué)法則可量測性地圖語言直 觀 性制圖綜合一 覽 性地圖投影：用解析方法找出地面點經(jīng)緯度同平面直角坐標(biāo)之間的關(guān)系地圖比例尺：地面上微小線段在地圖上縮小的倍數(shù)地圖定向：確定地圖圖形的地理方向地圖上表示各種復(fù)雜的自然和人文事物都是通過地圖語言來實現(xiàn)的。地圖語言包括地圖符號和地圖注記兩部分。隨著地圖比例尺的縮小，同一區(qū)域反映在地圖上的面積隨之縮小，所能表達(dá)的地物

3、的數(shù)量也必然減少，這就要從地圖上刪除一些次要的地物，對于表達(dá)在圖上的地物，也要減少區(qū)分的等級，簡化圖形，通過有目的的選取和化簡，表示出制圖對象最主要的、實質(zhì)性的特征和規(guī)律，這就是制圖綜合。第一節(jié) 地圖信息載體傳 輸 性地圖是傳輸信息的通道或載體，地圖所包容的是地理信息，地理信息是空間信息，不但具有屬性信息，還具有空間信息。航空像片、衛(wèi)星像片空間實體影像；地圖圖形語言；傳統(tǒng)地圖、實體模型、電子地圖、多媒體地圖等等。航拍的中心投影示意10南京TM影像新街口IKONOS影像11地圖的數(shù)學(xué)法則： 地圖投影方法：曲面平面 經(jīng)緯度平面直角坐標(biāo) 比例尺 控制定向結(jié)構(gòu)地圖數(shù)學(xué)精度、可量測性、可比性12地圖符號

4、系統(tǒng)優(yōu)越性：經(jīng)過太大縮小的航空像片一般已不能清楚地顯示地表的影像，但地圖采用抽象簡化、手段，仍可具有清晰的圖像地面上形體較小但重要的物體，在像片上很難看到，但在地圖上可根據(jù)需要清楚表示表達(dá)事物的性質(zhì)：土壤類型、路面性質(zhì)、坡度表達(dá)受遮擋地物許多人文要素像片根本無法顯示，但在地圖上可清楚表達(dá)。如行政界線、居民地人口數(shù)1415地圖概括示例： 1:2.5萬 1：10萬 1：25萬隨著比例尺縮小，保留重要地物，以概括的形式表達(dá)，去掉次要地物目標(biāo)。地圖概括是地圖設(shè)計制作的核心環(huán)節(jié)，蘊含著創(chuàng)造性思維，是一定程度上的藝術(shù)加工行為。 17地圖概括的過程：是制圖者進(jìn)行科學(xué)的圖形思維、加工，抽象事物內(nèi)在本質(zhì)及其聯(lián)系

5、的過程 地圖概括與航空影像縮小的不同？18地圖獨特的傳輸信息的通道地圖：傳輸信息的通道或載體，表達(dá)信息的屬性和空間概念地圖上滲透著制圖者的圖形思維能力地圖與航空像片、衛(wèi)星像片在傳輸信息方面的不同？地圖作為載體的類型：傳統(tǒng)地圖、電子地圖、多媒體地圖、聲像地圖1920微軟虛擬地球 與 Google Earth/衛(wèi)星圖片航空圖片3D瀏覽模式21/； /2224根據(jù)專業(yè)的需要，突出反映一種或幾種主題要素的地圖，其中作為主題的要素表示的很詳細(xì)，其他的要素則圍繞表達(dá)主題的需要，作為地理基礎(chǔ)概略表示。指以相對平衡的程度表示地表最基本的自然和人文現(xiàn)象的地圖。它們以水系、居民點、交通網(wǎng)、地貌、土質(zhì)植被、境界和各

6、種獨立目標(biāo)為制圖對象，隨著地圖比例尺的變化，其內(nèi)容的詳細(xì)程度有很大差別。地圖普通地圖專題地圖大比例尺地圖中比例尺地圖小比例尺地圖共八種自然地圖人文地圖其他專題地圖按比例尺劃分國家基本比例尺按內(nèi)容分按內(nèi)容分1:5千1:1萬1:2.5萬1:5萬1:10萬1:25萬1:50萬1:100萬地圖的分類專題圖25 按制圖區(qū)域分類 宇宙空間：星球圖，地球圖 自然區(qū):世界圖，大洲圖等 行政區(qū)：國家圖，次級行政區(qū)圖等 局部區(qū)域圖: 海域圖，區(qū)域圖等27按使用方式、制作方式、顯示形態(tài)、動靜變化分按用途分類：通用圖（如世界掛圖、中國掛圖）、 專用圖（如航空圖、航海圖)按承載介質(zhì)分類：紙質(zhì)圖、紡織物圖2829地圖按用

7、途分通用地圖專用地圖按使用方式桌面用圖掛圖野外用圖按存儲介質(zhì)紙質(zhì)地圖膠片地圖絲綢地圖磁介質(zhì)地圖按外形特征平面地圖三維立體地圖地球儀按感受方式視覺地圖觸覺地圖按結(jié)構(gòu)單幅地圖系列地圖地圖集按顏色單色地圖彩色地圖按歷史年代古地圖歷史地圖近代地圖現(xiàn)代地圖按語言漢語地圖少數(shù)民族語言地圖外文地圖三 地圖的構(gòu)成要素數(shù)學(xué)要素：地圖投影、坐標(biāo)網(wǎng)、比例尺、控制點圖邊要素：圖名、圖號、圖例、資料說明地理要素：地圖主要的內(nèi)容3031地圖的基本內(nèi)容地圖數(shù)學(xué)要素地理要素圖邊要素控制點坐標(biāo)網(wǎng)地圖定向比例尺地理基礎(chǔ)要素獨立地物、居居地、交通網(wǎng)、水系、地貌、土質(zhì)和植被、境界線等主題要素平面控制點高程控制點地理坐標(biāo)網(wǎng)直角坐標(biāo)網(wǎng)普

8、通地圖專題地圖常包括外圖廓、圖名、接圖表、圖例、坡度尺、三北方向、圖解和文字比例尺、編圖單位、編圖時間和依據(jù)等四 地圖的功能和用途一、地圖的功能1、獲取認(rèn)知信息的功能2、模擬客觀世界的功能3、傳輸信息功能4、載負(fù)信息功能5、感受信息功能321、獲取認(rèn)知信息的功能：直觀認(rèn)知： 讀圖直接獲取地表事物的空間分布規(guī)律、質(zhì)量數(shù)量特征、發(fā)展變化等等分析認(rèn)知： 量測分析：長度、面積、深度 復(fù)雜分析：歷史變遷、區(qū)域規(guī)律性、發(fā)展規(guī)律33夏朝342、模擬客觀世界的功能：353、傳輸信息功能：客觀世界制圖人員地圖使用者歷史地震6度烈度發(fā)震頻率圖364、載負(fù)信息功能：5、感受信息功能：地圖：容納、存儲信息直觀信息、潛

9、在信息 地圖符號視覺感受因人而異372、模擬客觀世界的功能4、載負(fù)信息功能3、傳輸信息功能5、感受信息功能1、獲取認(rèn)知信息的功能地圖功能間的關(guān)系38 1、經(jīng)濟(jì)建設(shè)2、國防建設(shè)3、科學(xué)研究4、國際交往5、文化教育6、其他二、地圖的用途：侵華日軍測繪的中國地圖39K.A. 薩里謝夫模型論地圖制圖學(xué)概論(1982) :J.L. 莫里遜信息論地圖學(xué)原理(1989): 多種語言制圖技術(shù)術(shù)語辭典 : ICA 的定義 :第二節(jié) 地圖學(xué)一、地圖學(xué)（cartography）的概念 地圖學(xué)是用特殊的形象符號模型（地圖圖形）來表示和研究自然與社會現(xiàn)象的空間分布、組合和相互聯(lián)系及其在時間中變化的科學(xué)。 地圖學(xué)是研究空

10、間信息圖形表達(dá)、存貯和傳遞的科學(xué)。 地圖學(xué)是根據(jù)有關(guān)科學(xué)所獲得的資料（實地測量、航空攝影測量、遙感圖像、統(tǒng)計資料等）進(jìn)行有關(guān)地圖和圖形生產(chǎn)時，所進(jìn)行的科學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)全部工作的總稱。 地圖學(xué)是以地圖信息傳輸為中心，研究地圖的理論、制作技術(shù)和使用方法的科學(xué)。40地圖學(xué)的概念地圖學(xué)的研究對象是地圖，任務(wù)是研究地圖理論、地圖制作、地圖應(yīng)用地圖學(xué)是以空間信息圖形表達(dá)、存儲、和傳輸為目的、綜合研究地圖實質(zhì)、制作技術(shù)及其使用方法的的學(xué)科地圖學(xué)既年輕(20世紀(jì)70年代）又古老（4500年前）地圖學(xué)是研究地理信息的表達(dá)、處理和傳輸?shù)睦碚摵头椒?，以地理信息可視化為核心，探討地圖的理論實質(zhì)、制作技術(shù)和使用方法的綜

11、合性科學(xué)41二、地圖學(xué)的研究內(nèi)容與分支學(xué)科 地圖學(xué)由理論地圖學(xué)、技術(shù)制圖學(xué)和應(yīng)用地圖學(xué)三個分支學(xué)科組成 理論地圖學(xué) 技術(shù)制圖學(xué) 應(yīng)用地圖學(xué) 地圖學(xué)概論地圖總論地圖投影數(shù)學(xué)制圖學(xué)地圖概括制圖綜合地圖符號系統(tǒng)圖形思維方法地圖新理論： 地圖信息理論(information) 地圖感受理論(perception) 地圖模型理論(model) 地圖傳輸理論(communication)地圖編制： 普通地圖編制 專題地圖編制地圖整飾計算機(jī)地圖制圖遙感制圖地圖制印地圖分析地圖應(yīng)用地圖量測地圖評價地圖信息自動分析與處理地圖學(xué) 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)地圖學(xué)術(shù)語（Cartography Terms） GB/T16

12、820-199742地圖學(xué)測量學(xué)地理學(xué)色彩學(xué)與美學(xué)地名學(xué)計算機(jī)技術(shù)遙感技術(shù)心理學(xué)符號學(xué)地理信息系統(tǒng)數(shù)學(xué)三、地圖學(xué)與相鄰學(xué)科的關(guān)系43第三節(jié) 地圖制作方法簡介 按成圖工作流程：實測成圖法、編繪成圖法按使用的儀器設(shè)備與制作過程的先進(jìn)性： 傳統(tǒng)制圖法和現(xiàn)代制圖法 大比例尺普通地圖制作常采用實測成圖法 中小比例尺普通地圖制作常采用編繪成圖法44一、傳統(tǒng)實測成圖傳統(tǒng)實測成圖法是在大地測量的基礎(chǔ)上，利用國家大地控制網(wǎng)和國家高程控制網(wǎng)來完成測圖分為圖根控制測量、地形測量、內(nèi)業(yè)制圖、制版印刷幾個過程圖根控制測量：建立平面控制點和高程控制點所進(jìn)行的測量地形測量：測量地物位置和高程，分普通地形測量和航空攝影測量

13、45普通地形圖測量：利用儀器，根據(jù)控制點，測量地物位置和高程，適合小范圍地圖測量和工程測圖平板儀abAB4647航空攝影地形測量航空攝影航空像片像片調(diào)繪航測內(nèi)業(yè)48高空實測成圖 航天遙感IKONOS影像The image were acquired by the Shuttle Radar Topography Mission aboard the Space Shuttle Endeavor, Feb., 200049二、傳統(tǒng)編繪成圖法地圖設(shè)計地圖原圖編繪地圖出版準(zhǔn)備地圖制印復(fù)制、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)展繪、地圖內(nèi)容轉(zhuǎn)繪、 地圖概括綜合地理特征研究、資料選用、內(nèi)容及表示方法、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、符號設(shè)計等編繪原圖曬

14、藍(lán)、分色清繪出版原圖50三、遙感制圖法遙感制圖法：利用遙感圖像數(shù)據(jù)資料，通過圖像處理和分析，用于制作或更新地圖或?qū)ｎ}圖的新技術(shù)方法。優(yōu)點：多平臺、多時相、多波段、周期、分辨率流程：遙感圖像資料獲取遙感圖像處理專題要素信息識別與提取51四、計算機(jī)地圖制圖法計算機(jī)地圖制圖（機(jī)助制圖），最先進(jìn)的方法，按流程分?jǐn)?shù)字化地圖測圖（實測成圖）和數(shù)字化地圖制圖（編繪成圖）數(shù)字地圖測圖：數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理圖形編輯圖形輸出（與照相相比）數(shù)字地圖制圖：數(shù)字地圖制圖系統(tǒng) = 硬件+軟件過程：編輯準(zhǔn)備數(shù)字獲取數(shù)據(jù)處理和編輯圖形輸出地圖制印52數(shù)字化儀53一二三、地圖學(xué)歷史回顧 1. 中國地圖學(xué)歷史回顧 古代地圖作品介紹

15、近現(xiàn)代地圖作品介紹 第四節(jié) 地圖學(xué)發(fā)展簡史及地圖學(xué)進(jìn)展54 古代地圖作品介紹 從山海經(jīng) 到 荊軻刺秦王55中國最早的以實測為基礎(chǔ)的古地圖漢代古地圖長沙國深平防區(qū)地形圖亦稱長沙國南部地形圖（西漢 文帝），成圖于公元前168年以前。比例尺約為1：180 000，相當(dāng)于漢代一寸折十里，地圖幅面為縱96cm、橫96cm。原圖上本無名，因地圖內(nèi)容包含山川、道路、城鎮(zhèn)等要素，故取名“地形圖”。 1973年12月發(fā)掘湖南長沙市東郊馬王堆三號漢墓時出土。絹底彩繪，現(xiàn)藏于湖南省博物館。56西晉地圖學(xué)家裴秀：禹貢地域圖地形方丈圖制圖六體：“制圖之體有六焉，一曰分率，所以辯廣輪之度也；二曰準(zhǔn)望，所以正彼此之體也；三

16、曰道里，所以定所由之?dāng)?shù)也；四曰高下，五曰方邪，六曰迂直，此三者，各因地而制宜，所以校夷險之異也。“(前三者分別為比例尺、方位和距離，后三者為比較和校正不同地形引起的距離偏差)元代朱思本：輿地圖 鄭和航海圖：57清代的實測地圖皇輿全覽圖由清康熙帝主持，中西方測繪人員合作，歷經(jīng)十年測制的中國第一部實測全國地圖，采用經(jīng)緯差各一度的梯形經(jīng)緯網(wǎng)格，詳細(xì)地表示了地形、水系、居民地間相對集團(tuán)及其漢字名稱，并在邊疆地區(qū)加注滿文。該圖具有較高的精度，公元1717年成圖(康熙五十六年)，公元1719年制成銅版(康熙五十八年)，52.577cm 共41幅，比例尺 1:1 400 000，現(xiàn)藏于北京圖書館?；瘦浫[圖

17、（清內(nèi)府一統(tǒng)輿地秘圖局部，四排二號：山東半島、遼東半島）58 近現(xiàn)代地圖作品介紹 申報館中國地圖集（1934） 53幅 36 200地名 中國地勢圖（1958）單幅 中華人民共和國自然地圖集（1965）222幅 36萬字 中華人民共和國自然地圖集（1999）540幅 30萬字 115 中華人民共和國人口地圖集（1986）142幅 36萬字 中華人民共和國農(nóng)業(yè)地圖集（1989）300幅 36萬字 中國城市地圖集（1992）2冊 幅 40萬字 779頁 450城市 中國歷史地圖集（1992）8卷 300幅 40萬字 70 000地名 中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)地圖集（1993）265幅 25萬字 中華

18、人民共和國國家普通地圖集（1996）248幅 50 000地名59國家地圖集系列60 2. 國外地圖學(xué)的發(fā)展 古代地圖作品介紹 地圖的起源陶片上的巴比倫地圖古埃及繪在葦草上的金礦圖61托勒密世界地圖 古希臘的著名數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、地圖學(xué)家托勒密（Ptolemy）：地理學(xué)指南一部關(guān)于數(shù)學(xué)制圖方法和測繪資料的匯編，并采用了新的經(jīng)緯網(wǎng)。其中的世界地圖原繪于公元二世紀(jì)，左圖是1486年的復(fù)制本。62墨卡托世界地圖 探險時代最著名的地圖學(xué)家荷蘭的墨卡托Gerardus Mercator ）于1538年繪制了第一張世界地圖，這是從北極的角度俯視繪制而成。63四、現(xiàn)代地圖學(xué)進(jìn)展1、現(xiàn)代制圖技術(shù)及現(xiàn)代地圖航空攝