地圖學導論第一章課件

第一§1地圖

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)學法則產(chǎn)生的可量測性在地圖上可以量測點的坐標、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)。地圖的特殊數(shù)學法則包括：①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。地圖投影的任務是掌握誤差的性質(zhì)、分布和大小。地球表面展開成平面②地圖比例尺確定地圖縮小的倍數(shù)地圖比例尺

③地圖定向

地圖上的三北方向

（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。地圖定義：地圖是根據(jù)一定的數(shù)學法則、使用符號、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?！?地圖的功能和分類2.2.1地圖的功能（1）信息載體（2）地圖傳遞（3）地圖模擬（4）地圖認識大比例尺地形圖：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圖。國家基本比例尺地形圖：1:5000、1:10000、1:25000、1:50000、1:100000、1:250000、1:500000、1:1000000比例尺地形圖。

②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。

（2）專題地圖：突出反映一種或幾種主題要素的地圖。又分為：

①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。

地勢圖土壤圖②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。

政治行政區(qū)劃圖經(jīng)濟地圖③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、教學地圖、城市地圖、盲人地圖等。

城市地圖2.1地圖的構(gòu)成要素（普通地圖內(nèi)容的表示方法）

（一）普通地圖的內(nèi)容

（二）地理要素的表示法

1水系（1）

海洋要素

?海岸：海水和陸地相互作用的具有一定寬度的狹長地帶

（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。

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。

（4）地貌符號：等高線不能表示的小而重要的地貌形態(tài)

3土質(zhì)和植被

?土質(zhì)：地表覆蓋層的表面性質(zhì)；

?植被：地表植物覆蓋層。

4居民地（1）平面圖形

（2）立體結(jié)構(gòu)

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)還應當包括水上交通、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

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、保護區(qū)界、?；鹁€界等）。

2.2地圖的構(gòu)成要素（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”

2表示呈線狀分布現(xiàn)象的“線狀符號法”

3表示間斷分布的面狀現(xiàn)象的“范圍法”

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”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”

7反映在制圖區(qū)域中呈分散的、復雜分布現(xiàn)象數(shù)量指標的“點數(shù)法”

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”

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”10表示區(qū)劃單元統(tǒng)計總值的“分區(qū)統(tǒng)計圖表法”

§3地圖學的歷史與發(fā)展最原始的地圖，人們只是試圖在樹皮、沙地、陶片上，用石塊、貝殼等利器，保存和傳遞對地理環(huán)境的印象。最早的地圖實物是古巴比倫地圖，4500年

4000年前，中國《左傳》上記載有夏代的

《九鼎圖》。18世紀

三角測量技術(shù)實測地形圖，將數(shù)字應用于制圖，促進地圖投影的發(fā)展，逐漸形成了地圖學的基礎。20世紀航空攝影測量技術(shù)和照相制版、彩色印刷技術(shù)的發(fā)展，使地圖的生產(chǎn)工藝極大改變。制圖綜合理論、專題制圖和綜合制圖逐步發(fā)展和完善，使地圖學逐漸成為同測量學緊密聯(lián)系并成為一門獨立的學科。20世紀60年代計算機為主體的電子技術(shù)的全面應用，地圖信息論、地圖感受論、地圖符號學、地圖模式論及地圖傳輸論等現(xiàn)代地圖學理論的產(chǎn)生和不斷引向深入，逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代地圖學。地圖學的形成經(jīng)歷了傳統(tǒng)的地圖（制圖）學和現(xiàn)代地圖學兩個階段！

從《山海經(jīng)》

到荊軻刺秦王中國最早的古地圖－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1：180000，相當于漢代一寸折十里，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。古代地圖作品介紹西晉地圖學家裴秀《禹貢地域圖十八》朱思本的《輿地圖》與元代前的地圖明代的各種地圖及《鄭和航海圖》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，詳細地表示了地形、水系、居民地間相對集團及其漢字名稱，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)，52.5×77cm共41幅，比例尺1:1400000，現(xiàn)藏于北京圖書館。《皇輿全覽圖》（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）近現(xiàn)代地圖作品介紹《申報館中國地圖集》（1934）53幅36200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70000地名《中華人民共和國國家經(jīng)濟地圖集》（1993）265幅25萬字《中華人民共和國國家普通地圖集》（1996）248幅50000地名國家地圖集系列

國外地圖學的發(fā)展

⑴

古代地圖作品介紹

地圖的起源古埃及繪在葦草上的金圖礦陶片上的比倫地圖托勒密世界地圖——

在世界地圖科學史上，古希臘的著名數(shù)學家、天文學家、地圖學家托勒密（Ptolemy公元87－150年）占有重要的地位。他在前人科學成就基礎上完成的巨著《地理學指南》，事實上就是一部關于數(shù)學制圖方法和測繪資料的匯編。其中的世界地圖原繪于公元二世紀，左圖是1486年的復制本。托勒密的地圖是西方古代地圖史上劃時代的作品，地圖上的一些概念，甚至在1538年墨卡托的第一幅世界地圖上，也還有著相當?shù)挠绊憽Ｄㄍ惺澜绲貓D

——探險時代最著名的地圖學家荷蘭的墨卡托（GerardusMercator1512－1594）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。貼在他擁有的托勒密地圖集內(nèi)。近現(xiàn)代地圖作品介紹《國際百萬分之一世界地圖》800余幅《世界地圖集》蘇聯(lián)，1954,1967(2th)283頁19萬地名《泰晤士世界地圖集》（TheTimesAtlasoftheWorld）英國1895—1985(7th)520頁21萬地名《新國際地圖集》（TheNewInternationalAtlas）美國1982568頁(地圖320頁)16萬地名《新牛津地圖集》（TheNewOxfordAtlas）英國1975,1978(2th)202頁(地圖107頁)《世界國家地理圖集》（NationalGeographicAtlasoftheWorld）美國1963，300頁(地圖116頁)12萬7千地名《泰晤士世界地圖集》英國1895—1985(7thEd.)地圖學的發(fā)展趨勢模擬地圖向數(shù)字地圖轉(zhuǎn)移制圖向制圖、用圖并重轉(zhuǎn)移3.品種單一向品種多樣化轉(zhuǎn)移模型地圖、燈箱地圖、路標地圖等4.信息傳輸向地理信息深加工轉(zhuǎn)移

初始地圖加工后的數(shù)據(jù)和派生產(chǎn)品5.二維靜態(tài)地圖向三維動態(tài)地圖轉(zhuǎn)移6.地圖產(chǎn)業(yè)化從國家事業(yè)機構(gòu)走向市場§4地圖的成圖方法4.1實測成圖法（1）野外地形測量

應用全站儀、經(jīng)緯儀等設備直接在現(xiàn)場施測。（2）攝影測量成圖首先利用飛機拍攝地面有一定重疊的像片組成地面立體像對，然后進行野外控制測量與實地調(diào)繪等航測外業(yè)工作，最后進行控制點加密和測圖等航測內(nèi)業(yè)工作，完成測圖4.2編繪成圖法

（1）常規(guī)編圖以實測或編繪的大比例尺地圖為基本資料編輯繪圖。編繪成圖法一般用于中、小比例尺普通地圖和專題地圖的制圖。編繪過程和階段性成果①編輯設計：地圖制圖前的準備工作，根據(jù)制圖任務和目的，在地圖制圖理論指導下完成地圖編輯設計書。②原圖編繪：根據(jù)地圖編輯設計書規(guī)定的工藝方案、圖例符號和概括原則，編繪成新圖，其成果是編繪原圖。③地圖制版與印刷：利用出版原圖和分色參考圖進行制版和印刷，以獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的成品地圖。(2)遙感制圖遙感制圖是指通過對遙感圖像目視判讀或利用圖像處理系統(tǒng)對各種遙感信息進行增強與幾何糾正并加以識別、分類和制圖的過程。遙感圖象有航空遙感圖象和衛(wèi)星遙感圖象，制圖方式有計算機制圖與常規(guī)制圖。(3)數(shù)字制圖數(shù)據(jù)數(shù)字化→編輯設計→符號化→成圖§5地圖學的定義及科學體系

5.1地圖學的定義K.A.薩里謝夫——模型論

:J.L.莫里遜——信息論:多種語言制圖技術(shù)術(shù)語辭典

:ICA的定義

:

地圖學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。

地圖學是研究空間信息圖形表達、存貯和傳遞的科學。

地圖學是根據(jù)有關科學所獲得的資料（實地測量、航空攝影測量、遙感圖像、統(tǒng)計資料等）進行有關地圖和圖形生產(chǎn)時，所進行的科學、技術(shù)和藝術(shù)全部工作的總稱。

地圖學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。辭?！芯康貓D極其編制和應用的一門學科廖克——地圖學是研究以圖形的、數(shù)字的或觸覺形式反應空間關聯(lián)信息的結(jié)構(gòu)、傳輸、表現(xiàn)和利用的科學，它包括在制作地圖及有關空間信息產(chǎn)品中從數(shù)據(jù)獲取到最終產(chǎn)品利用的所有階段。（現(xiàn)代地圖學）地圖學——地圖學是研究地理信息的表達、處理和傳輸?shù)睦碚摵头椒?，以地理信息可視化為核心，探討地圖的制作技術(shù)和使用方法。地圖學由地圖理論、制圖技術(shù)和地圖應用三個分支學科組成。┌─理論地圖學│││││┼─地圖制圖學

│││││└─應用地圖學

數(shù)學地圖學地圖學概論地圖符號學地圖信息理論地圖感受理論地圖模型理論制圖綜合理論地圖傳輸理論綜合制圖理論普通地圖制圖學專題地圖制圖學遙感制圖學地圖制印學地圖的基本功能地圖的評價地圖分析理論與方法地圖信息自動分析與處理地圖應用地圖學5.2地圖學的結(jié)構(gòu)及學科分支5.2、地圖學中各主要學科的研究內(nèi)容（一）理論地圖學

現(xiàn)代地圖學理論主要是用地圖的方法來研究地理環(huán)境信息的表示和變換的一些理論問題。由于其他科學（計算機、信息論、系統(tǒng)論等）的滲透，豐富和發(fā)展了地圖學理論的研究。從目前發(fā)展來看，主要包括以下內(nèi)容：（1）地圖信息論：

研究地理環(huán)境信息的變換、表達和利用的理論；（2）地圖信息傳遞論：

研究地圖信息傳遞過程和方法的理論；

（3）

地圖感受論：

研究地圖視覺感受的基本過程和特點，分析用圖者對圖像感受的心理、物理因素和地圖感受效果的理論；

（4）地圖符號論：

研究作為地圖語言的地圖符號系統(tǒng)及其特性與使用的理論；

（5）地圖模型論：

用模型法來認識地圖的性質(zhì)，解釋地圖的制作和應用的理論；

（6）地圖空間認知論：

研究人類如何通過地圖對客觀環(huán)境進行認知和信息加工，并弄清地圖設計制作的思維