1、PAGE PAGE 9地圖學基礎(jch) 要點(yodin)2014-2015學年第1學期 地理(dl)科學2013、自然地理與資源環境2013 任課老師：姜華根1. 地圖基本特征地理信息載體、數學法則的結構、有目的圖形概括、符號系統運用2.數學法則數學法則：地圖投影、坐標(高程)系統和比例尺，可量測。3.地圖功能地圖信息載體、參與地圖信息傳遞、模擬客觀實際、對時空認知4.地圖類型(1)按尺度劃分：大比例尺地圖；中比例尺地圖；小比例尺地圖。(2)按區域范圍劃分：星球圖、地球圖；世界圖、半球圖、大洲圖、大洋圖；國家圖、下屬行政區(大區或省、市、縣)地圖；局部區域，如海灣圖、流域圖。(3)按地圖

2、圖型劃分：普通地圖，地形圖和地理圖，專題地圖。(4)按地圖的維數劃分：平面地圖(2維)和立體地圖(3維)。(5)按用途：國民經濟與管理地圖、教育與科學技術地圖、文化地圖。(6)按語言種類：漢字地圖、外文地圖、各少數民族文字地圖、盲文(可觸摸)地圖。(7)按歷史年代：古地圖、歷史地圖、近代地圖、現代地圖。(8)按出版和使用方式：桌圖、掛圖、折疊圖、地圖集。5.我國大地坐標系統1954年北京坐標系：從前蘇聯引進的克拉索夫斯基橢球體為參考橢球建立的，起點在北京附近。1956黃海高程系：采用青島驗潮站19501956年觀測記錄，以黃海平均海平面作為全國統一的高程起算基準面，在青島觀象山埋設永久性的水準

3、原點，以青島驗潮站平均海平面為零點。1980年中國國家大地坐標系：在全國范圍內選了約2000個點，進行天文測量和重力測量，按最小二乘法進行平差計算，大地原點選在我國的幾何中心(西安市涇陽縣永樂鎮)。1985國家高程基準：1988年1月1日正式啟用，采用1952年1980年驗潮數據，平均海平面高出0.029m，水準原點高程為72.2604m。2000國家大地坐標系：國務院批準,2008年7月1日啟用。6.控制測量意義(1)統一坐標系和高程系(2)統一精度標準(3)提高工作效率7.地球儀上經緯網特征長度特征：(1)緯線長度不等,赤道最長,緯度愈高其長度愈短，極點為0；(2)同一條緯線上，經差相同的

4、緯線弧長相等；(3)所有經線長度相等；(4)在同一條經線上，緯差相同的經線弧長相差不大 (在正球體上完全相等，在橢球體上由赤道向兩極逐漸增長)。球面梯形面積特征：(1)同一緯度帶內，經差相同的球面梯形面積相等；(2)同一經度帶內，緯度愈高球面梯形面積愈小。經緯線的相交(角度)關系：經線與緯線處處都是正交。8.地圖投影變形球面經緯網經過投影后，幾何特征受到扭曲，產生了地圖投影變形。地圖投影變形具體表現：長度(距離)變形、角度(形狀)變形、面積變形。10.長度(chngd)比與長度變形長度(chngd)比：地面上微分線段投影后長度與原有長度比值(bzh)。地圖上不同地點或同一地點的不同方向長度比不

5、一樣。特定方向長度比：最大長度比、最小長度比；經線長度比、緯線長度比。投影后經緯線仍為正交關系，經線長度比和緯線長度比就是最大長度比和最小長度比。長度變形：指長度比與1的差值，公式：11.角度變形角度變形：任意兩條方向線夾角與投影后角度之差。最大角度變形：不同方向線所構成的角度產生變形不同。12.面積比與面積變形面積比P：微分圓投影后面積比值。投影后經緯線正交，最大長度比與最小長度比即為經線長度比與緯線長度比，故：。點的位置(經緯度)不同面積比也不同。面積變形()：面積比與1的差值，用公式表示：13.按地圖投影變形性質分類按變形性質分：等角投影，等積投影和任意投影。(1)等角投影：投影面上兩條

6、方向線所夾角度與球面上對應的兩條方向線所夾角度相等。球面上小范圍內地物輪廓經投影之后，仍保持形狀不變。等角投影也稱相似投影或正形投影。(2)等積投影：地球橢球面上的面狀地物輪廓經投影之后，仍保持面積不變。以破壞圖形的相似性來保持面積上的相等，角度變形大。(3)任意投影：既不等角也不等積，長度、角度、面積三種變形同時存在。角度變形小于等積投影，而面積變形小于等角投影。(4)等距投影：保持變形橢圓主方向中某一個長度比等于1，可用于對面積變形和角度變形都不太大的一般參考圖和中小學教學用圖。14.投影選擇依據(1)制圖區域地理位置、形狀和范圍；(2)比例尺；(3)地圖內容；(4)出版方式。15.地圖投

7、影變換資料地圖與新編地圖之間投影不一致。將資料地圖投影，通過變換成新編地圖的投影網格。地圖投影變換的數學模型：、變換方法：解析變換法、數值變換法。16.地圖比例尺地圖上所表示的空間尺度稱作比例尺。地圖比例尺含義：進行地圖投影時對地球半徑縮小的比率，通常稱為地圖主比例尺。地圖比例尺表示形式：數字比例尺、文字比例尺(說明比例尺)、圖解比例尺。17.數據預處理數據預處理：對數據進行綜合分析，或將數據壓縮、增加、保留主要特征；或對數據的使用進行取舍，以期適用于符號化和地圖作業。當數據具有隨機分布的特點時，數理統計方法進行數據分析，以闡明現象的空間分布規律，推導各現象間相互關系及進行預測。18.地圖概括

8、性質地圖概括貫穿于普通地圖、專題地圖，外業測圖、內業編圖，內容取舍、專題要素分類、分級、表示方法的選擇、地圖符號設計的全過程。比例概括：不應喪失制圖(zh t)現象規律性和清晰易讀性。目的概括：不應破壞(phui)圖面要素客觀性和幾何精確性。地圖概括實質：在制圖過程中對地圖數據和圖解形式經過科學化處理，表現出制圖區域的基本(jbn)特征和制圖現象的基本的、典型的面貌和主要特點。19.影響地圖概括因素影響因素：地圖用途與主題、地圖比例尺、制圖區域特征、制圖數據質量、制圖圖解限制。20.地圖概括內容和方法地圖概括方法：選取、簡化、夸張和符號化。21.地理現象的空間維度及其符號化空間維度5種類型：0

9、維、1維、2維、2.5維、3維。點狀：0維，不具有空間尺寸，或空間尺寸可以忽略；測量控制點、氣象觀測站、商業網點等。線狀要素：1維，只有長度沒有寬度，或寬度可以忽略；境界線、海岸線、交通線。面狀分布要素：2維，既有長度，也有寬度；森林、水域、行政區域。2.5維表達連續現象的分布趨勢面，對應于每一個空間x,y坐標對都有一個獨立屬性值；高低起伏地球表面、地表降水分布、溫度變化。現象屬性值作第3維Z坐標，如：高程、降水量、溫度。真正3維現象在每一個空間點(x,y,Z)上都有獨立屬性值。在不同比例尺圖上維數會發生變化。22.視覺變量視覺變量是構成圖形符號的基本要素，也稱圖形要素。視覺變量：基本變量、從

10、屬變量。形狀變量：符號圖形本身的輪廓形狀。尺寸變量：長度、寬度、高度、面積、體積等變化。方向變量：(1)基本變量中整個符號圖形本身的方向變化；(2)網紋中同類紋理的方向變化。顏色變量：表達定性特征和定量特征；彩色和非彩色；色相、亮度和彩度。網紋(紋理)：具有一定形狀和大小的點、線及點線組合而成的圖案按照一定的方式排列。23.各種視覺變量在地圖符號設計中的基本功能要素特征類型空間特征定性特征定量特征可采用變量類型基本變量形狀(線路徑、面輪廓)形狀(點狀符號)方向顏色網紋尺寸顏色網紋從屬變量色相圖案樣式排列方式排列順序排列方向亮度彩度排列間隔圖案尺寸24.視覺變量組合常用的組合：形狀+形狀、形狀+

11、尺寸、形狀+方向、形狀+顏色、形狀+網紋、顏色+網紋、色相+亮度(彩度)。25.色彩三屬性色彩三屬性(要素)：色相、亮度和彩度(或飽和度、純度)。色相：基本色，紅、橙、黃、綠、青、藍、紫；三原色，紅、綠、藍；三間色。亮度也稱為明度，表示色彩的明暗程度。彩度(純度或飽和度)：反射或透射光線(gungxin)接近光譜色的程度。26.計算機表色系統(xtng)色彩(sci)模型：RGB、HSB、CMYK。(1)RGB模型：用紅(R)、綠(G)、藍(B)來描述物體顏色特征的，每一個原色的取值范圍都是0255，調整原色數值大小便可獲得不同的色彩。(2)HSB模型：色相(hue),彩度/飽和度(satur

12、ation),亮度(brightness)三屬性值來表述顏色的。色相取值：0360，飽和度及亮度取值范圍均為：0100。(3)CMYK模型：色料減色法，青(cyan)、品(magenta)、黃(yellow)、黑(black)是用于印刷或打印的4種基本色，其中黃、品、青為色料三原色。在CMYK模型中的顏色值是以百分數表示的，因此各基本色的變化范圍是0100，100表示各色全飽和。27.視覺分辨力限度視覺分辨能力也稱視覺敏銳度，表示視覺辨認物體細節的能力。分辨力的限度稱為閾值。包括兩個方面：看物體的最小視角和看到物體的最小尺寸。人眼能分辨兩點間最小距離所形成的視角為最小視角1。28.地圖注記地圖

13、注記：地圖上的標注和各種文字說明，包括：地名注記、說明注記和圖幅注記。注記設計：內容、表現形式、圖上定位。注記的字體、尺寸、顏色，是信息歸類的手段。普通地圖：黑色表示居民地，藍色表示水系，棕色表示地貌，綠色表示植被。注記的尺寸反映地物的重要程度，而字體則反映地物的等級。地圖要素標注的位置、方向、排列方式。點狀符號注記應以無間隔密排方式緊靠相應符號標出，其優選順序是右上、右下、左上、左下，盡量選擇橫排。帶狀分布要素或線狀要素的注記：雁行字列和屈曲字列。面狀要素注記應全部放置在它的區域范圍內。面積小時采用密排方式，面積大時適當拉開字距。如果某方向延伸距離較遠，則應順其方向標注。注記的字頭原則上都應

14、保持向上，盡量避免上下翻倒。圖名注記的位置和尺寸應與整幅圖的大小、形狀協調，達到圖面平衡。副標題則小一些。保持同一詞組的字間距相等。圖例注記的尺寸也應服從地圖的總體布局。29.面狀現象空間分布形態空間分布形態：全域連續、局域成片和離散。全域連續分布：布滿整個地表空間域且連續的2維及3維分布現象。如：地貌、高程、氣溫、氣壓、行政區劃、地表覆蓋。統計面：空間分布變化面，很多連續分布現象可視化表達方式。通過點、線、面、體不同維度的符號體現。全域連續分布表示方法：質底法、等值線法、定位圖表法、分區統計圖法和等值區域圖法。局域成片分布：在局部空間范圍內存在且間斷成片的2維、3維面狀分布現象。如：湖泊、水

15、庫、洪水淹沒范圍、地震波及范圍、降雪范圍、油田分布等。局域分布現象的表示：范圍法。離散分布：在制圖區域內整體呈2維或3維面狀，但個體單元相對獨立且存在間隔分布的現象。如：人口、植物、動物分布等。離散分布現象的表示(biosh)：點值法、范圍法。質底法：以線劃表示分類(fn li)界線，以色相或網紋表示圖斑。范圍法：局部成片和離散分布的地理現象是以真實或隱含的輪廓線表示事物的分布范圍，以顏色、網紋、注記或排列分量等表示數據(shj)的性質和類型。30.等值線特性特性：等值線圖形是對制圖現象空間形態較好的幾何模擬。等值線是封閉連續的曲線，同一條等值線上數值相同。通常情況下，等值線彼此不相交，但特殊

16、情況下(如垂直懸崖)，可能會重疊。在數值間隔相同的情況下，等值線愈密，空間的垂直變化就愈大，其幾何形態上的坡度就愈陡；相反，等值線稀疏，空間的垂直變化就愈小，其幾何形態上的坡度就愈緩。特點：等值線地圖通過對連續分布的3維離散點采樣，經過內插制圖，構成一個封閉的、3維的、線狀符號的表面，顯示了空間數據的整體變化。等值線是定量定位符號，可以進行圖上測量，以獲得任意點值。還可通過進一步的圖上作業，獲得點間的水平面與垂直面圖解數據。在比例尺變換時，等值線容易通過制圖法則進行圖形的概括。由于等值線制圖對空間數據的3維模擬具有重要價值，制圖者必須充分研究制圖對象的背景，深入分析數據分布的特點，才能編制出符

17、合客觀實際的等值線圖。31.等高線測繪等高線：地形表面高程相同點的連線，將其垂直投影到2維平面上，即是等高線地形圖。步驟：獲取地面離散點的高程數據和等高線的勾繪。高程獲取：實地測量、攝影測量。地貌特征點：山脊線、山谷線等地性線的坡度變換點。等高線勾繪，等高距，基本等高距，基本等高線(首曲線)、半距等高線(間曲線)，1/4距等高線(助曲線)。32.普通地圖表示地球表面的水系、地勢、土質、植被、居民點、交通網、境界線等自然地理要素和社會人文要素一般特征的地圖。普通地圖分為：地理圖、地形圖。地理圖：概括程度高，以反映要素基本分布規律為主。地理圖的地勢要素：等高線、分層設色、暈渲。地形圖：比例尺大于1

18、:100萬，按照統一的數學基礎、圖式圖例，統一的測量和編圖規范要求，經過實地測繪或根據遙感數據和相關數據編繪。地形圖最重要和特征是有等高線。33.國家基本地形圖特點：(1)具有統一的大地坐標系統和高程系統，1980年中國國家大地坐標系、1985國家高程基準。(2)具有完整的比例尺系列和分幅編號系統。(3)依據國家測繪管理部門統一制訂的測量與編繪規范和地形圖圖式完成的，以便能保證由各地方測繪部門分工完成的地形圖，在質量、規格上的完全統一。國家基本地形圖投影：1:100萬，雙標準緯線等角圓錐投影。1:2.5萬、1:5萬、1:10萬、1:25萬、1:50萬地形圖采用6分帶高斯分帶投影。1:1萬、1:

19、5千地形圖采用經差3分帶高斯分帶投影。34.地形圖輔助要素說明性內容、工具性內容。(1)說明性內容(nirng)：圖名、圖號注記、圖廓上配置的說明注記、圖幅相關內容的文字說明。(2)工具性內容(nirng)：地形圖圖例、坡度尺、三北方向偏角圖和接圖表。35.專題地圖按內容(nirng)分類按內容分類：自然地圖、社會經濟地圖、環境地圖及其他專題圖件。按概括程度分類：解析圖、組合圖、合成圖。36.遙感地圖的種類衛星影像鑲嵌圖：不另外進行數據的幾何糾正，將多幅影像依像幅邊框顯示的經緯度位置，鑲嵌拼貼而成的影像圖。衛星影像圖：進行了影像平面位置的幾何糾正(糾正誤差相對于地面控制點可達到小于1個像元)和

20、影像增強，圖上繪制出較全面的地理要素。衛星影像地圖：在衛星影像上，能夠依據數字高程模型(DEM)進行正射糾正，有詳細的符號化地理要素的影像圖。37.地圖集地圖集是圍繞特定的主題與用途，在地學體系的影響下，運用信息論、系統論、區位理論，遵循總體設計原則，經過對各種現象與要素的分析與綜合，形成具有一定數量地圖的集合體。38.地圖集特點(1)圖集是對空間、時間環境的認知模型(2)地圖集是科學成果的綜合總結(3)地圖集所選主題具有系統的、完備的內容(4)地圖集必須實現內容、形式諸方面的統一協調(5)表示方法多樣(6)地圖是科學性與藝術性相結合的成果(7)編圖程序及制印工藝復雜39.地形圖的認識、使用、

21、量測經緯度、坐標、高程、距離、坡度、方位角量測。比例尺、比例尺精度、圖上距離與實地距離、等高距、高程精度、最高點高程、最低點高程、高斯投影帶、高斯坐標，實地面積(公頃、畝)。40.數字地圖數字地圖：以數字形式儲存在磁帶、磁盤、光盤等電子介質上的地圖。數字地圖按數據結構分為：矢量數字地圖、柵格數字地圖和矢柵混合數字地圖。數字地圖特點：動態特性、無縫特性、多媒體特性、共享特性、多維特性、易于編輯，便于更新，方便使用。41.數字地圖產品三種類型：(1)公開出版的數字地圖光盤，大多為專題地圖，其定位精度較低，以柵格數據為主。(2)網絡地圖，在Internet上供人們查詢使用。如：圖行天下()的一般查詢

22、地圖、美食天下地圖。(3)GIS行業用的專業地圖，一般由國家基礎地形圖數字化產生，定位精度高。數字地圖產品：數字線劃圖(DLG)、數字柵格圖(DRG)、數字高程模型(DEM)、數字正射影像圖(DOM)。42.地圖生產出版管理中華人民共和國著作權法，簡稱著作權法。地圖、示意圖等圖形作品是正式列入著作權的范疇，受著作權法保護的科學作品。地圖作品著作權：直接參與設計、編制的作者(或群體)。地圖審校的依據：已形成文件的各種有關法規和規范，還包括地圖學的基本理論與方法(fngf)，有時也包括一些長期形成、約定俗成的規定。地圖(dt)審校的部門：設計及生產單位、出版單位、政府有關部門三方面。設計及生產單位

23、的審校：從地圖資料收集處理(chl)直至印刷的全過程，每一道工序的自校、前后工序的互校、上級部門的審校及驗收。出版單位的審校：對于出版事宜有關的工序進行質量把關。應根據地圖的性質與需要，確定進入審校程序的時機。政府有關部門的審校：測繪管理部門對涉及測繪法規、規范的地圖資料、內容、精度以及各類境界線的審校與驗收；地名管理部門對各類地名的審校與驗收。凡涉及重大政治問題，如國界線，陸地、島嶼、水域的歸屬等，必要時還應送政府主管部門審批。43.地圖分析(1)目視分析、觀察(一般可視分析)(2)量測(量測具體的數量指標、需工具)(3)圖解(從原圖上提取要素作輔助圖)(4)復合分析(多要素)(5)地學信息

24、圖譜44.地圖分析數學方法地圖分析方法：定性描述、定量的圖解分析、解析分析、復合分析。(1)地圖上采集數據的統計抽樣(2)用測度地圖信息量的方法研究地圖(3)地圖要素的定量量算(4)地圖表示方法的變換(5)空間信息的相關分析(6)趨勢面分析(7)主成分分析(8)模糊數學的應用45.地圖分析作用(1)各要素或現象分布特點和規律。(2)認識一種要素或現象的分布特點、規律以及區域間差異。(3)各要素或現象間聯系。(4)各現象動態變化：單幅地圖、不同時期的地圖的動態變化。(5)預測預報：空間分布的預測預報、隨時間節奏變化而變化的現象的預測預報、隨時間推移空間和狀態變化的預測預報。(6)綜合評價：根據一

25、定的目的對各種相關因素進行綜合分析，進而對區域的資源、環境作出評價，評價出優劣等級。46.閱讀分析地圖閱讀分析：一般性閱讀、閱讀后期綜合分析。(1)一般性閱讀：整幅圖一般性閱讀；指定路線一般性閱讀。(2)綜合閱讀：自然景觀、人文景觀分異規律和結構特征。(3)單要素分析：對單一要素或指標，進行逐一分析。(4)比較分析：尋求要素或現象間異同，找出他們之間相互聯系和相互制約關系，以便認識一種要素或一個區域的本質特征。(5)推理分析：根據地理要素或現象之間的相互聯系、相互制約關系及分布規律和變化趨勢，利用相關的專業知識，由已知推未知。47.復合分析地圖復合分析途徑：不同比例尺地圖之間的復合；不同主題內容地圖之間的復合；不同時間序列地圖之間的復合。地圖與遙感(yogn)圖像復合分析：從遙感圖像角度，地圖為定向、定位和專題信息提取提供參考和依據，可以補充高程(gochng)信息。從地圖角度(jiod)，修正變化了地理基礎，修正專題信息的圖斑界線。地圖與遙感圖像復合兩種途徑：(1)地