《地圖學(xué)與測量學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼：課程名稱：地圖學(xué)與測量學(xué)基礎(chǔ)英文名稱：CartographyandSurveying課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課學(xué)時：64其中實驗學(xué)時32學(xué)分：4適用對象:自然地理與資源環(huán)境本科專業(yè)考核方式：考試先修課程：二、課程簡介中文簡介地圖學(xué)是研究地圖的實質(zhì)（理論地圖學(xué)）、制作（地圖制圖學(xué)）和使用（應(yīng)用地圖學(xué)）的科學(xué)。地圖學(xué)是地理科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，它的理論部分所涉及的內(nèi)容與地理學(xué)的各門分支學(xué)科均發(fā)生密切的關(guān)系。大地測量可以提供地圖所需的重要數(shù)據(jù)源，理解測量基本理論、基本知識和基本技能，有助于地圖學(xué)與其他分支學(xué)科的學(xué)習(xí)。課程內(nèi)容包括地圖學(xué)的基本原理、地圖投影、測量學(xué)基本理論與基本應(yīng)用、地圖符號設(shè)計、地圖概括、數(shù)字制圖、專題制圖及其地學(xué)各個領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容。IntroductionCartographyisthescienceaboutstudyoftheessence(theory),production(cartography)anduse(application)ofthemap.Cartographyisthebasisofgeographicalscience;anditstheoryandcontentsareincloserelationshipwithotherbranchesofgeography.Geodeticsurveycanprovidetheimportantdatasourceformap.Tounderstandbasicmeasuretheory,basicknowledgeandbasicskillswillbehelpfultolearningofcartographyandotherbranches.TheCoursecontentsincludethebasicprinciplesofcartography,mapprojection,basicsurveyingtheoryandbasicapplication,mapsymboldesign,mapgeneralization,digitalmapping,thematicmappinganditsapplicationinothergeographicstudyareas,etc.三、課程性質(zhì)與教學(xué)目的自然地理與資源環(huán)境本科專業(yè)《地圖與測量學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)目的和任務(wù)是：通過課堂教學(xué)和實踐操作，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握地圖學(xué)的基本理論和主要工作方法，正確閱讀和使用地圖，熟悉與了解測量學(xué)的基本理論與基本應(yīng)用，基本掌握編繪專題地圖的方法，同時，地圖學(xué)又是一門技術(shù)性很強的應(yīng)用性學(xué)科，地圖學(xué)的知識體系即需要相關(guān)學(xué)科的技術(shù)、理論支持，也有較為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在區(qū)域資源環(huán)境管理與開發(fā)、城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)、農(nóng)田水利、交通運輸?shù)确矫?，均可以發(fā)揮重要作用。四、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章導(dǎo)論（一）目的與要求1.了解地圖基本概念、地圖學(xué)的定義及學(xué)科體系，了解地圖學(xué)的歷史與發(fā)展；掌握地圖的三大基本特性、地圖的分類和地圖的成圖方法；2.理解現(xiàn)代地圖的作用和類型。（二）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)主要內(nèi)容地圖的基本概念，地圖的構(gòu)成要素與成圖方法?；靖拍詈椭R點地圖、地圖要素、編繪成圖、實測成圖問題與應(yīng)用照片、繪畫與地圖如何區(qū)分？

以軍訓(xùn)時給新生作為指南的三水校區(qū)示意圖為例，討論這一張地圖在內(nèi)容和形式上有何優(yōu)點與缺陷？第二節(jié)主要內(nèi)容地圖學(xué)的定義；地圖學(xué)的結(jié)構(gòu)及學(xué)科分支；地圖學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系?；靖拍詈椭R點地圖學(xué)是什么，與地圖學(xué)聯(lián)系緊密的相關(guān)學(xué)科問題與應(yīng)用地圖學(xué)吸取了哪些學(xué)科的優(yōu)點？同學(xué)們要學(xué)好地圖學(xué)，需要在哪些方面更多的相關(guān)學(xué)科學(xué)習(xí)？第三節(jié)主要內(nèi)容地圖學(xué)發(fā)展簡史；現(xiàn)代地圖學(xué)進展；.現(xiàn)代地圖學(xué)的作用與類型；基本概念和知識點地圖學(xué)的歷史發(fā)展過程；現(xiàn)代地圖學(xué)的特點；現(xiàn)代地圖學(xué)的作用；中國地圖學(xué)發(fā)展歷史中的重要人物和重要地圖集。問題與應(yīng)用東方與西方的地圖學(xué)發(fā)展歷史有何異同？現(xiàn)代地圖學(xué)和古代地圖學(xué)有何區(qū)別？中國古代地圖學(xué)發(fā)展中哪些代表人物或事件給你留下深刻印象？我國近現(xiàn)代地圖發(fā)展歷史中的著名地圖作品，如中華民國新地圖、中國地形鳥瞰圖，它們的制圖過程體現(xiàn)了地圖對文化與文明的何種意義？（三）思考與實踐思考地圖與照片的異同點，地圖的基本特征，以及地圖學(xué)的歷史，尤其是我國的地圖制作傳統(tǒng)。（四）教學(xué)方法與手段采用講授方式，使用多媒體教學(xué)，開展分組討論。第二章地球體與地圖投影（一）目的與要求1.了解地球體的自然表面、物理表面和數(shù)學(xué)表面，理解并掌握地球坐標(biāo)系和大地定位，理解水平面代替水準(zhǔn)面的限度；2.理解地圖投影的基礎(chǔ)概念，掌握方位投影、圓柱投影和圓錐投影等主要投影；掌握地圖投影的選擇、判別與變換；了解地圖的分幅和編號；（二）教學(xué)內(nèi)容第1節(jié)地球體主要內(nèi)容地球體的形狀；地球的物理表面和數(shù)學(xué)表面；地球體的大小及幾個參考橢球數(shù)據(jù)：基本概念和知識點大地水準(zhǔn)面；旋轉(zhuǎn)橢球體、參考橢球體；問題與應(yīng)用如何理解地球的自然表面、物理表面和數(shù)學(xué)表面？你應(yīng)該如何去描述地球的形狀和大?。縂PS84系統(tǒng)和我國的大地測量系統(tǒng)使用的橢球有何不同？第二節(jié)大地測量系統(tǒng)主要內(nèi)容地理坐標(biāo)系及其意義；.坐標(biāo)系和大地控制點，高程基準(zhǔn)面與高程測量；大地測量的基本概念與基本原則；.全球定位系統(tǒng)的構(gòu)成與基本原理；基本概念和知識點大地水準(zhǔn)面；天文經(jīng)緯度、大地經(jīng)緯度和球心經(jīng)緯度；我國不同時代的大地測量系統(tǒng)；高程基準(zhǔn)面；水平面代替水準(zhǔn)面的限度；問題與應(yīng)用如何理解不同類型的坐標(biāo)系？要實現(xiàn)對地物的測量，需要進行那兩個方面的測量？它們的測量基準(zhǔn)是什么？全球定位系統(tǒng)是如何構(gòu)成的，如何實現(xiàn)對地物的測量？第三節(jié)地圖投影的基本概念主要內(nèi)容地圖投影的意義，地圖投影變形，.地圖投影方法，地圖投影分類；基本概念和知識點球面坐標(biāo)系，地圖比例尺，地圖投影的三種變形；幾何投影與非幾何投影3問題與應(yīng)用球面坐標(biāo)向平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換會導(dǎo)致什么樣的后果？如何認(rèn)識不同投影形成的平面地圖的形態(tài)？如何理解投影變形？第四節(jié)地圖投影的認(rèn)識與選擇基本內(nèi)容方位投影構(gòu)成及其變形分布規(guī)律；圓柱投影構(gòu)成及其變形分布規(guī)律；圓錐投影構(gòu)成及其變形分布規(guī)律；偽幾何投影的形式；不同的地圖用途與內(nèi)容，應(yīng)選擇不同的投影類型來表達；基本概念和知識點等距方位投影、等角方位投影和等積方位投影的特征及其應(yīng)用；墨卡托投影、高斯-克呂格投影和UTM投影的特征及其應(yīng)用；等角、等積與等距圓錐投影的特征及其應(yīng)用；非幾何投影，如偽方位投影、偽圓柱投影、多圓錐投影與偽圓錐投影的特征及其應(yīng)用；問題與應(yīng)用方位投影有那幾個類型？每一個類型的投影特征是什么？等角、等積和等距投影可以通過什么樣的特征來進行辨識？非幾何投影與幾何投影的異同是什么？世界地圖常用的有哪些投影？中國和亞洲地圖常用的有哪些投影？（三）思考與實踐用實驗方式進行地圖投影認(rèn)識與變換，通過辨析不同投影的圖片，并總結(jié)投影特征和變形性質(zhì)，加深對地圖投影原理和特征的理解。（四）教學(xué)方法與手段采用講授方式，使用多媒體教學(xué)，開展分組討論。第三章地圖數(shù)據(jù)源與測量學(xué)基礎(chǔ)（一）目的與要求1.掌握地圖數(shù)據(jù)源的基本來源；2.了解測量學(xué)的基本理論，理解大地測量的基本原理與基本方法；3.掌握測量的基本應(yīng)用技能。（二）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)測量學(xué)原理基本內(nèi)容地球的形狀和大?。蛔鴺?biāo)系；大地測量的平面測量和高程測量系統(tǒng)；基本概念和知識點大地水準(zhǔn)面，參考橢球體，天文、大地和球心經(jīng)緯度；我國的平面和高程測量坐標(biāo)系；高斯克呂格投影的平面直角坐標(biāo)系的特點問題與應(yīng)用如何理解地球表面物體三維位置的確定？我國的大地測量系統(tǒng)的平面和三維基準(zhǔn)是什么？第二節(jié)地面測量基本內(nèi)容水平面代替水準(zhǔn)面原則的適用范圍；高程測量；角度測量；長度測量；基本概念和知識點高程測量的原理和常用儀器；角度測量的原理和常用儀器，長度測量的原理和常用儀器。問題與應(yīng)用高程測量的儀器有哪些？測量方法有何不同？角度測量的儀器有哪些？測量方法有何不同？長度測量的儀器有哪些？測量方法有何不同？第三節(jié)全球定位系統(tǒng)測量基本內(nèi)容全球定位系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)；定位的坐標(biāo)系統(tǒng)；定位技術(shù)的要點；目前現(xiàn)有的全球定位系統(tǒng)；基本概念和知識點GPS的衛(wèi)星星座；GPS的衛(wèi)星信號；WGS-84世界大地坐標(biāo)系；空間交會定位的原理；絕對/相對定位；靜態(tài)/動態(tài)定位；碼相位/載波相位觀測；偽距測量；GPS/北斗/伽利略/格洛納斯的異同和優(yōu)劣對比。問題與應(yīng)用一個全球定位系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)是什么？目前美國GPS的信號是如何組成的？如何實現(xiàn)地面點的空間交會定位和位置距離的測量？各國的全球定位系統(tǒng)有何異同？中國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展過程如何，它的基本結(jié)構(gòu)和功能如何，未來有望利用北斗系統(tǒng)實現(xiàn)什么樣的地理信息服務(wù)？（三）思考與實踐通過實驗，認(rèn)識常用的測量工具，進行水準(zhǔn)儀的使用，進行水準(zhǔn)測量和距離測量基本技能應(yīng)用。實驗項目：地面水準(zhǔn)測量（四）教學(xué)方法與手段采用講授方式，使用多媒體教學(xué)，儀器操作實驗相結(jié)合，同時組織學(xué)生討論；使用測量儀器在野外進行地面水準(zhǔn)測量。第四章地圖概括（一）目的與要求1.掌握地圖概括的基本方法；2.了解地圖概括的現(xiàn)代發(fā)展；（二）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)概述主要內(nèi)容地圖概括的概念及意義；.影響地圖概括的主要因素；基本概念和知識點什么是地圖概括；地圖概括的影響因素；問題與應(yīng)用以不同地區(qū)的地圖為例，不同地物在不同地圖上，分析進行地圖概括時有何不同，反映了何種地理特征？第二節(jié)地圖概括的內(nèi)容與方法主要內(nèi)容地圖概括的基本方法；地圖概括的定性與數(shù)量分析方法。基本概念和知識點影響地圖概括的主要因素；分類、化簡與夸張；地圖概括的方法；開方根規(guī)律的應(yīng)用；問題與應(yīng)用不同區(qū)域和不同類型的地圖，概括的方法有何區(qū)別？以某些確定的地圖為例，討論運用的地圖概括方法的特征。（三）思考與實踐選用不同地圖，觀察并思考地圖中使用概括的方法，并分析地圖的概括與繪制的技術(shù)手段的異同。（四）教學(xué)方法與手段采用講授方式，使用多媒體教學(xué)，開展分組討論。第五章地圖的語言——地圖符號（一）目的與要求1.理解地圖符號系統(tǒng)；2.掌握地圖符號、圖形、色彩與注記的應(yīng)用3.掌握量表在符號設(shè)計中的應(yīng)用；（二）教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié)地圖符號系統(tǒng)主要內(nèi)容地圖符號的作用，地圖符號的特點，地圖符號的分類，地圖符號的系統(tǒng)化；量表在地圖符號設(shè)計中的應(yīng)用；基本概念和知識點地圖符號的特點，如何進行地圖符號的分類，量表方法和符號的關(guān)系；問題與應(yīng)用根據(jù)不同地圖，分析地圖符號運用有何特點。第二節(jié)地圖符號的分類與量表主要內(nèi)容地圖符號的不同維度；不同量表系統(tǒng)下選用不同地圖符號基本概念和知識點點狀分布、線狀分布、面狀分布、體狀分布；量表，定名量表、順序量表、間距量表、比率量表；問題與應(yīng)用根據(jù)不同數(shù)據(jù)，進行量表分析，并判斷屬于何種分布，應(yīng)使用哪一種維度的符號進行表達。第三節(jié)符號的視覺變量基本內(nèi)容視覺變量的類型；視覺變量的組合；色彩的基本屬性，色彩的混合；基本概念和知識點形狀、尺寸、方向、顏色和網(wǎng)紋等視覺變量；色彩的明度、色相和飽和度；色彩的三原色；加色法和減色法；不同色彩模型的特征；問題與應(yīng)用針對不同對象，分析在地圖中如何使用視覺變量及其組合來恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計地圖符號？色光如何混合出各種顏色？顏料如何混合出各種顏色？計算機中使用的色彩模型如何實現(xiàn)各種顏色的設(shè)計？第四節(jié)地圖注記基本內(nèi)容地圖注記的概念和類型基本概念和知識點名稱注計、說明注記、圖幅注計的概念與設(shè)計要點問題與應(yīng)用不同類型、用途和比例尺的地圖當(dāng)中，地圖注記的應(yīng)用有何異同？（三）思考與實踐觀察分析不同地圖，思考不同地理對象和地圖用途的地圖符號設(shè)計的特點。通過實驗進行地圖符號設(shè)計，表達定性/定量的地圖信息，并繪制地圖。實驗項目：地圖符號設(shè)計（四）教學(xué)方法與手段采用講授、使用多媒體教學(xué)、開展分組討論；繪圖教室用手繪圖方式進行地圖符號的設(shè)計第六章地圖表示法（一）目的與要求1.理解并掌握地理數(shù)據(jù)的點狀表示、線狀符號的構(gòu)成、定性信息的面狀制圖；2.理解并掌握地形圖符號與等高線的表示方法；了解地理數(shù)據(jù)視覺化的進展。（二）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)不同維度的地理信息的地圖表示法主要內(nèi)容呈現(xiàn)點狀分布、線狀分布和面狀分布的地理信息的地圖表示法；三維信息的地圖表示法；基本概念和知識點點狀符號的定性和定量表達；絕對/條件比率符號；連續(xù)/分級比率符號；線狀符號的定性和定量表達；精確/概略定位線狀符號；動態(tài)/靜態(tài)線狀符號；面狀對象的定性表達：質(zhì)底法/范圍法，類型圖/分布圖；面狀符號的定量表達：點狀符號如點值法、分區(qū)統(tǒng)計圖法、定位圖表法，線狀符號如等值線圖，面狀符號如等值區(qū)域圖。問題與應(yīng)用根據(jù)不同地圖，分析地圖符號和表示法的特征和設(shè)計方法。根據(jù)不同的地理屬性數(shù)據(jù)的特征，分析應(yīng)用何種符號、何種方法進行地圖表示？第二節(jié)地理信息的動態(tài)表達基本內(nèi)容動態(tài)制圖的概念；動態(tài)地圖的類型；動態(tài)符號的類型和視覺變量基本概念和知識點什么是動畫模擬地圖、實時響應(yīng)地圖、虛擬現(xiàn)實地圖；動態(tài)地圖符號的基本特征和制作方法問題與應(yīng)用根據(jù)動態(tài)地圖的示例，分析其對地理信息的表達手段。分析何種類型的地理信息適用動態(tài)地圖，如何制作？（三）思考與實踐不同的地理屬性信息如何進行地圖符號的設(shè)計？針對定量或定性地理屬性信息，進行點、線、面符號設(shè)計；通過離散點的插值，進行等值線圖的繪制；實現(xiàn)相應(yīng)專題地圖的編制與繪制。實驗項目：地圖符號設(shè)計（四）教學(xué)方法與手段采用講授方式，使用多媒體教學(xué)，開展分組討論；繪圖教室進行實驗操作。第七章地圖編輯（一）目的與要求1.理解地圖編輯的概念和內(nèi)涵；2.掌握普通地圖編輯的特征和基本方法；3.掌握專題地圖編輯的特征和基本方法；（二）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)普通地圖基本內(nèi)容什么是普通地圖，表達的要素如何，基本類型有哪些基本概念和知識點普通地圖的六大要素，地形圖的特征，地理圖的特征問題與應(yīng)用以不同類型的普通地圖為例，分析普通地圖概括、設(shè)計、編輯的特征和技術(shù)方法如何。第二節(jié)專題地圖基本內(nèi)容專題地圖的類型，專題地圖的數(shù)據(jù)類型和處理，專題地圖的表達要素和設(shè)計方法，專題地圖的編制過程基本概念和知識點專題地圖的數(shù)據(jù)來源和不同類型；專題地圖的表示方法和圖例設(shè)計問題與應(yīng)用如何獲取制作專題地圖的數(shù)據(jù)源？它們的類型和特征如何？不同類型的數(shù)據(jù)應(yīng)使用何種表示方法進行專題地圖的設(shè)計？分析不同的專題地圖的圖例設(shè)計手法的異同，以及如何恰當(dāng)?shù)谋磉_地理信息。第三節(jié)中國版圖知識基本內(nèi)容地圖的重要性，領(lǐng)土的定義，版圖的定義，中國版圖知識中的一些重要的要點，“問題地圖”有何錯誤；使用標(biāo)準(zhǔn)地圖可以避免版圖發(fā)生錯誤?；靖拍詈椭R點地圖與版圖的定義與區(qū)別；何為領(lǐng)土；中國國家版圖的幾個關(guān)鍵區(qū)域；標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)。問題與應(yīng)用什么是國家版圖？這對一個國家有何意義？中國的領(lǐng)土包含哪些部分？中國國家版圖包含哪些部分，有哪些容易發(fā)生錯誤的關(guān)鍵區(qū)域？以若干“問題地圖”引起不良后果的新聞事件為例，分析正確的版圖和“問題地圖”的差異。如何獲得與使用標(biāo)準(zhǔn)地圖，如何防止自編地圖出現(xiàn)版圖上的問題與錯誤？（三）思考與實踐根據(jù)不同地區(qū)和內(nèi)容的普通地圖與專題地圖，思考普通地圖和專題地圖的異同，用實踐方式進行普通地圖和專題地圖的認(rèn)識與分析。掌握中國國家版圖的基本知識，能正確分辨中國國家版圖幾個關(guān)鍵區(qū)域的版圖正確與否，能獲取和使用標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)。實驗項目：普通地圖的認(rèn)識與分析；標(biāo)準(zhǔn)地圖的獲取與使用。（四）教學(xué)方法與手段采用講授、使用多媒體教學(xué)、開展分組討論；計算機房進行實驗操作。第八章數(shù)字地圖與制圖（一）目的與要求1.了解普通地圖分類、內(nèi)容要素及其表示；2.了解國家基本比例尺地形圖的類型和應(yīng)用；3.掌握專題地圖的特性、編制原理和編制、設(shè)計方法；（二）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)普通地圖的數(shù)字制圖基本內(nèi)容普通地圖類型及其地理要素的表示；.國家基本比例尺地形圖設(shè)計特征；與地理圖的設(shè)計編制基本概念和知識點地形圖、地理圖的特征；普通地圖的六大自然地理和人文地理要素的表示；地形圖分幅編號。問題和應(yīng)用如何在數(shù)字制圖環(huán)境下進行普通地圖的制作？第二節(jié)專題地圖的數(shù)字制圖基本內(nèi)容專題地圖類型、基本特性及其內(nèi)容與應(yīng)用；專題地圖的編制原理與設(shè)計。基本概念和知識點專題地圖的不同類型：范圍圖、分布圖定位符號法、分區(qū)圖表法表示的專題地圖；點值圖；等值線圖；等值區(qū)域圖；問題和應(yīng)用如何在數(shù)字制圖環(huán)境下進行專題地圖的制作？（三）思考與實踐上機實驗：熟悉計算機制圖軟件的工作環(huán)境，進行數(shù)字化普通地圖和專題地圖的繪制。（四）教學(xué)方法與手段采用講授、使用多媒體教學(xué)、開展分組討論；計算機房組織上機實驗。五、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)時數(shù)課程內(nèi)容講課習(xí)題課討論課實驗其他教學(xué)環(huán)節(jié)小計