1、地圖學基礎第一章地圖和地圖學地圖認知地圖識別 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。從遠古時代，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，從交通運輸、農(nóng)田水利、市政建設管理、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，人類以地圖作為認識客觀世界、傳遞時空信息的方式之一，不但沒有被其他形式所代替，卻隨著科學技術的進步，使地圖的制作精度不斷提高，表現(xiàn)形式更

2、加多樣、應用功能不斷擴大、制圖理論日趨成熟。地圖成為生產(chǎn)建設、科學試驗、日常生活不可或缺的工具，地圖學也發(fā)展為一門具有完善學科體系及多層次地圖理論的綜合性學科。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)學法則地球自然表面上的點 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：（1）圖形簡化、清晰、易讀；（2）表達靈活： 依比例表示：雙線河、 不依比例表示：單線河。 可表示實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)學法則，將客體上的地理信息，通過科學的概括，并運用符號系統(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)濟一般特征的地圖，它并不偏重某個要素。主要表示水文、地形

4、、土質(zhì)植被、交通網(wǎng)、居民點和境界線七大要素。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，從大到小進行分類可以包括多個層次： 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 可有實地圖與虛地圖。實地圖是空間數(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、不同時相靜態(tài)地圖的對比來實現(xiàn)。動態(tài)地圖是連續(xù)快速呈現(xiàn)的一組反映隨時間變化的地圖，只能在屏幕上以播放的形式實現(xiàn)。 6.按地圖維數(shù)分類 可有平面圖形及立體圖形。在三維地圖基礎上利用虛擬現(xiàn)實技術，通過頭盔，數(shù)據(jù)手套等工具，形成了一種稱為“可進入”地圖的新品種，使用者能產(chǎn)生親臨其境的感覺。7.按其他指標分類 按用途：教學地圖、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代第三節(jié) 地圖的用途一、地圖的功能1.認識功能 作為表達空間現(xiàn)象一種主要的圖形形式，它的認知功能表現(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。地圖是人類認識自己賴以生存環(huán)境的最主要的，并且永遠不可代替的工具。2.模擬功能 物質(zhì)模型是比較容易理解的，因為地圖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。形象模型是運用思維能力對客觀存在進行的簡化與概括；符號模型是運用符號和圖形對客觀存在進行簡化和抽象的過程。地圖兼具這兩方面的特點，被視為是一種形象-符號模型。 作為一

9、種時空模型，地圖在科學預測中發(fā)揮重要作用，如氣象預報、災害性要素的變遷及過程預測。3.信息的載負和傳遞功能 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、坐標網(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、編圖時間(圖外要素） 和依據(jù)等。數(shù)學基礎地

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，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： 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：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： 圖幅有明確的地理范圍； 可分開多次投影，變形較小。缺點： 圖廓為曲線時拼

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，一個行號和一個列號標定一個唯一的圖幅。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、不重復性三、我國基本地形圖的分幅和編號（一）20世紀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。 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，用阿拉伯數(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 1：100萬地圖基礎上

13、的延伸 圖中錯誤！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圖中錯誤！4（24）計算所求比例尺圖幅代號公式：（）表示分數(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：已知某點位于北緯3254，東經(jīng)11248求該點所在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）先求該點所在1:100萬圖幅編號 （2）該點所在1：25萬的圖幅編號圖解法11230333340325511252.5練習：已知某點為北緯緯度2756，東經(jīng) 經(jīng)度為11246，求該點所在的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 （2）編號由10個代碼組成 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：找出下列圖號在分幅圖中的位置 D006011 C0020033. E018016 四、計算圖幅編號已知某點的經(jīng)緯度或圖幅西南圖廓點的經(jīng)緯 度，計算圖幅編號 （1）計算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 ：表示分數(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：已知某點位于北緯3254，東經(jīng)11248求該點所在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.已知圖號計算圖幅四個

17、角點的經(jīng)、緯度坐標西南圖廓點的經(jīng)緯度坐標： 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，計算圖幅四個角點經(jīng)緯度2、已知圖幅圖號J49D003004，計算圖幅四個角點經(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：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，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 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 地圖學一、地圖學的定義 地圖學發(fā)展的兩個階段：制作地圖、地圖應用 不同時期隨著科技發(fā)展，促進了地圖科學的結(jié)構(gòu)和體系的變化，豐富和加深了地圖學的內(nèi)涵，加速了對地圖學定義的不斷修改與更新。 地圖學是以地圖信息傳遞為中心的，探討地圖的理論實質(zhì)、制作技術和使用方法的綜合性科學。地圖學由地圖理論、制圖技術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