地图学复习.docx
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地图学复习
地图复习资料:
第一章:
一:
1.地图、地图学的定义
地图:
地图是它是根据特定的数学法则,将地球(或星球)上的自然和社会经济现象,通过制图综合,并以符号和注记缩绘在平面上的图像,以反映各种现象的时空分布、组合与联系,揭示事物的发展规律与变化。
2.地图的基本特征:
1.具有特定的数学法则――使地图具有可量测性
2.运用地图符号(地图语言)――使所表示的事物具有直观性
3.实施制图综合――使地图具有一览性
3. 构成地图内容的主要要素
4.测制地图的方法
5.地图的分类:
按内容分:
专题地图和普通地图;
按比例尺分:
1:
100万、 1:
50万 、 1:
25万、1:
10万
按区域分类
⑴ 星球图,地球图
⑵ 世界图,大洲图等
⑶ 国家图,次级行政区图等
⑷ 局部区域图:
海域图,区域图等
按地图的视觉化状况分类:
实地图、虚地图
按地图的瞬时状态分类:
静态地图 、动态地图
按地图维数分类:
平面地图 、多维地图
按其他指标分类:
按用途、语言、使用方式等指标的分类
二,地图的分幅:
地图分幅的原因(优点):
区域表达,编图、印刷、保管和使用的方便。
分幅的方法:
矩形分幅、经纬线分幅。
矩形分幅包括:
连接和不连接分幅。
矩形分幅的优缺点?
优点:
①图幅间拼接方便;
②各图幅面积相对平衡,充分利用图纸和印刷版面;
③图廓线可避开分割重要地物。
缺点:
制图区域只能一次投影,变形较大;地理位置不易精确描绘。
经纬线分幅的优缺点?
(适用:
世界各国地形图、小比例尺地图 )
经纬线分幅:
地图的图廓由经纬线构成。
优点:
①图幅有明确的地理范围;②可分开多次投影,变形较小。
缺点:
①图廓为曲线时拼接不便;
②高纬度地区图幅面积缩小,不利于纸张的使用和印刷。
③破坏重要地物的完整性。
地图编号:
方法:
1.自然序数编号法
2.行列式编号法:
将区域分为行和列,分别用字母或数字表示行号和列号,一个行号和一个列号标定一个唯一的图幅。
3.行列-自然序数编号法 (要求:
系统性、逻辑性、不重复性)
我国基本地形图的分幅和编号
1、20世纪70-80年代我国基本比例尺地形图的分幅和编号
1:
100万地图是我国基本比例尺地形图的分幅和编号的基础。
1)、1:
100万地图的分幅和编号
1:
100万采用国际统一的行列式编号
1891年第五届国际地理学会上提出,逐渐统一规定后制定。
分幅:
单幅:
经差6° ,纬差4°;纬度60°以下
双幅:
经差12°,纬差4°;纬度60°至76°
四幅:
经差24°,纬差4°;纬度76°至88°
纬度88°以上合为一幅
我国处于纬度60度以下,没有合幅。
横(纬)列:
纬度每4°为一列,至南北纬88°各有22列,用字母A,B,C,…V表示。
纵(经)行:
从180°经线起算,自西向东每6°为一 行,全球分为60行,用阿拉伯数字1,2,3,…,60表示。
如 北京 在1:
100万图幅位于东经114°~120° 北纬36°~40°,
编号:
J-50
任一点所在(1:
100万)图幅的编号:
横列号 =[] + 1
纵行号 = []+31 (东经) 纵行号 =31- [ ] (西经)[ ] 代表取整
(2)、1:
50万、1:
25万、1:
10万地形图的分幅和编号
1:
50万:
经差 3 °、纬差 2°;
1:
25万:
经差 1°30′、纬差 1°;
1:
10万:
经差 30′、纬差 20′;
(3)、1:
5万、1:
2.5万、1:
1万地形图的分幅和编号 (1:
10万地图基础上的延伸 )
1:
5 万:
经差 15′ 、纬差 10′
1:
2.5万:
经差 7.5′ 、纬差 5′
1:
1万 :
经差 3′45〃、纬差 2.5′
1:
5千:
经差 1′52.5〃、纬差 1′15〃
计算所求比例尺图幅代号公式:
()——表示分数取余
W ——所求图幅代号
V——划分为该比例尺图幅后,左下角一幅图的代号数;
n——划分为该比例尺图的列数
练习:
已知某点为北纬纬度27°56′,东经经度为112°46′,求该点所在的1:
50万、
1:
10万及1:
5万图的编号。
答案1:
100万:
G—49 1:
50万:
G—49—B
1:
10万:
G—49—10 1:
5万:
G—49—10—B
2、新的分幅与编号方法
(1). 1:
100万比例尺地图编号
由列-行式———行列式
例 北京为:
J50
(2) 1:
5千~1:
50万比例尺地图编号
(1)以1:
100万为基础
(2)编号由10个代码组成
如图所示:
四、计算图幅编号:
已知某点的经纬度或图幅西南图廓点的经纬度,计算图幅编号
计算1:
100万图幅编号
[]:
表示取整
a:
1:
100万图幅所在纬度带的字符所对应的数字码
b:
1:
100万图幅所在经度带的数字码
λ:
经度 ψ :
纬度
(2),计算所求比例尺地形图(1:
100万图号后)的
( ):
表示商取余
[ ]示分数值取整
c求比例尺地形图在1:
100万地形图编号后的行号;
d:
所求比例尺地形图在1:
100万地形图编号后的列号
λ:
经度 ψ :
纬度 △表示 经差 或 纬差
[作业]
已知某地地理坐标为λ=116°03′45″E δ=39°40′求其所在1:
100万, 1:
50万,1:
25万, 1:
10万,1:
1万和1:
5000地形图的编号(新旧编号系统)。
3 地图设计编制与设计概述
3.1 地图编制的不同方法
1实地测图和摄影测量制图 2野外调查制图 3数据资料制图
4地图资料制图 5文字资料制图 6遥感资料制图 7计算机制图
3.2地图的简要制作过程
—— 实测成图和编绘成图
1.实测成图:
通过实地测量而制成地图的方法。
地面实测成图:
2. 编绘成图:
根据已有的地图或其他编图资料,在室内编制新图的方法。
常规编图:
根据地图、航片、数字、文字资料及必要的实地调查资料,应用传统的制图技术编制新地图的方法称为传统编绘成图法。
遥感成图:
利用航空和卫星影像编制地图的方法。
这种编图方法主要用于地形图的更新、影像地图的制作和专题地图的编制。
计算机制图:
是应用电子计算机和一系列自动制图设备(图像输入、显示和输出设备)采用数字、逻辑方法、模拟手工进行地图设计和原图编绘的方法。
3.3 地图编制过程与阶段的划分
地图设计与编辑准备阶段
地图编稿与编绘阶段
地图整饰阶段
地图制印阶段
3.4 地图设计的过程和内容
纸制地图设计过程
电子地图设计过程(技术设计、系统设计(系统配置、程序调试、试用等))。
3.5 地图设计文件
地图设计书
制图区域和地图的基本规格、地图数学基础的说明、区域地理情况
编图资料、各要素的编绘、制图生产工艺方案说明、附件及附图
编图规范
内容:
总则:
地图的性质、用途、数学基础、分幅编号等一般性说明
编辑准备工作
编绘技术方法
地图内容咯要素的编绘
印刷原图的制作:
原图制作分版规定、质量要求
附录:
用途、图外整饰样图
编辑计划:
是结合具体的制图区域和资料特点,由制图机构的责任编辑拟定的设计文件。
是以规范为指导和基本依据的
任务说明、制图区域的地理说明、制图资料使用规定、规定作业方案、编稿作业指导、清绘作业指导、、附件
附:
编图大纲(总设计书)
普通地图的编图大纲包括:
概述、地图的数学基础、分幅与图面设计、制图区域的地理说明、制图资料、制图工艺方案、地图内容的选择和符号、图例设计、各要素的制图综合、超接边规定、地图的出版只能被即对出版图的要求、检查验收的规定、附件
专题地图的编图大纲包括:
概述、制图资料的收集、分类和处理、地理基础图、专题内容及其表示法、彩色设计、原图编绘、出版准备、附件
图幅作业要点
水系、居民点、道路网、地貌、境界、植被
地图的生产过程
地图设计:
指制定地图生产技术方案,并将其写成指导地图生产全过程的地图设计书的一项工作,是地图的创作构思过程
地图编绘:
指用内业法获得编绘原图的一种编图作业。
是地图获得完备而可靠内容,出样成型的过程。
出版准备:
指根据图式、规范和地图设计书指定的地图出版所要达到的要求,采取清绘成或刻图的方法,将编绘原图重新描绘一遍,制成可用于制版的印刷原图,以及制作供分色制版参考用的分色参考图的工作是地图内容各要素在外形上进一步得到修饰的过程。
地图制印:
指根据地图出版的要求,通过对印刷原图的复照、制版和印刷等工序,复制成大量比原稿更为美观和清晰易读,可以供广大读者直接使用的地图的工作。
地图设计的任务:
确定地图生产的规划和组织
根据使用地图的要求确定地图内容
各种地理现象和物体在地图上的表示方法和使用符号的设计
制图资料的选择、分析和加工
制图数据的处理
制图综合原则和指标的确定
数学基础的设计、图面设计和整饰设计
地图编绘步骤:
建立地图数学基础(图廓、坐标网、控制点等)
建立编绘底图、编绘地图内容、图幅抄接边、图廓外整饰、填写图例簿
第二章 地形图的基本知识
§1、平面图、地形图概念
平面图:
将地面上各种地物的平面位置按一定比例尺、用规定的符号和线条缩绘在图纸上,并注有代表性的高程点,这种图称为平面图
地形图:
如果既表示出各种地物,又用等高线表示出地貌,这种图称为(等高线)地形图。
§2 地形图的数学基础
1、地形图的比例尺 :
地形图上一段直线长度与地面上相应线段的实际水平长度之比,称为地形图的比例尺。
(比例尺=图距/实距)
地形图按比例尺分类
大比例尺图:
l:
500 、 l:
1000 、 l:
2000 、 l:
5000 、 l:
1万
中比例尺图:
1:
2.5万、 1:
5万、 1:
10万
小比例尺图 :
l:
20万、1:
50万、l:
l00万
地球的形状和大小
地球不是一个正球体,而是一个极半径略短、赤道半径略长,北极略突出、南极略扁平,近于梨形的椭球体
(2)地球的物理表面-大地水准面
处于静止状态的水面即表示一个水准面。
在众多的水准面中,与静止的平均海水面相重合,并假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面,这就是大地水准面。
它所包围的形体称为大地体。
大地水准面的意义:
实际工作中测量的基准面。
(3)地球的数学表面-地球椭球体
在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体,这个旋转椭球体通常称为 地球椭球体,简称 椭球体。
它是一个规则的数学表面,所以人们视其为 地球体的数学表面,也是对地球形体的二级逼近,用于测量计算的基准面。
椭球体 三要素:
长轴 a(赤道半径)、短轴 b(极半径)和椭球的扁率 f
我国1953年前采用海福特(Hayford)椭球体 ;
1953—1980年采用克拉索夫斯基椭球体(坐标原点是前苏联玻尔可夫天文台) ;
自1980年开始采用 GRS 1975(国际大地测量与地球物理学联合会 IUGG 1975 推荐)新参考椭球体系,并确定陕西泾阳县永乐镇北洪流村为“1980西安坐标系”大地坐标的起算点。
坐标系和高程系
地面点或空间目标的确定:
坐标系(确定平面位(平面坐标系)或球面位置(地理坐标系))和高程系(确定空间高度)
(1) 地理坐标系—— 用经纬度表示地面点位的球面坐标。
大地经纬度:
表示地面点在参考椭球面上的位置,用大地经度l 、大地纬度 和大地高 h 表示。
大地经度λ:
指参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。
东经为正,西经为负。
大地纬度 :
指参考椭球面上某点的垂直线(法线)与赤道平面的夹角。
北纬为正,南纬为负。
(3)我国的高程系
高程是指由高程基准面起算的地面点的高度
中国高程起算面是 黄海平均海水面。
1956年在青岛观象山设立了水准原点,其他各控制点的绝对高程均是据此推
算,称为1956年黄海高程系。
1987年国家测绘局公布:
启用《1985国家高程基准》取代《黄海平均海水面》
其比《黄海平均海水面》上升 29毫米。
控制点
控制点包括起平面控制的三角点和导线点,以及起高程控制的水准点,按精度不同,都分为一、二、三、四等。
地图投影
定义:
在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法,称为地图投影。
实质:
是将地球椭球面上的经纬线网按照一定的数学法则转移到平面上。
我国百万分一地形图投影-等角正割圆锥投影
新编国际百万分一地图采用 双标准纬线等角正割圆锥投影,自赤道起按纬差4°分带,北纬84°以北和南纬80°以南采用等角方位投影。
1:
5000~1:
50万地形图投影——
高斯-克吕格投影(等角横切椭圆柱投影)
定义:
以椭圆柱为投影面,使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切,然后按等角条件,用解析法将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上,再将其展成平面而得。
?
高斯投影采用分带投影。
将椭球面按一定经差分带,分别进行投影。
1:
5000至1:
50万地形图采用的投影
投影条件:
1. 中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线,且为投影的对称轴
2. 投影无角度变形
3. 中央经线投影后保持长度不变
经纬网形状:
(1)中央经线和赤道投影后为直线,中央经线没有长度变形。
(2) 除中央经线外,其余经线的投影均为凹向中央子午线的曲线,并以中央子午线为对称
(3) 除赤道外的其余纬线,投影后为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴。
(4)经线与纬线互相垂直
变形分析
1、高斯投影没有角度变形,面积比是长度比的平方
2、中央经线投影无长度变形
3、同一条纬线上,长度变形随经差的增大而增大;同一条经线上,长度变形随纬度的增大而减小;
4、长度变形恒为正,除中央经线外,其他任何线段都变大
可见,长度变形的大小主要取决于经差λ,变形的大小随λ的增大而增大,为了保证地图必要的精度,投影带不宜太宽。
通常采用3?
带或6?
带
中国国家基本比例尺地形图采用高斯-克吕格分带投影:
1∶1万和更大比例尺(3°分带)
1∶2.5万、1∶5万、1∶10万、1∶25万、1∶50万。
(6 °分带)
高斯投影坐标网
经纬网
1、确定地面点和整个地形的实际位置
2、在1:
5000到1:
25万的地形图上,经纬线以内图廓的形式表现出来,在四个图幅角点处注记相应的度数。
1:
25万的地形图还在图内以10ˊ为单位绘出加密十字线。
3、1:
50万的地形图,除在内图廓上绘出加密分划线外,还在图面上直接绘出经纬网
4、经纬网不能在图上迅速而精确的确定出距离和方向
方里网
1、定义:
中央经线投影后的直线为x轴,赤道投影后的直线为y轴,两轴的交点为原点。
为了避免y值为负,于y坐标前加上500km,为了区别各带的坐标,避免地面点空间位置的混淆,规定在横坐标值加上500km后,于百km的位数前加上带号,化成通用坐标
高斯平面直角坐标系
坐标系的建立:
x轴 — 中央子午线的投影、y轴 — 赤道的投影、原点O — 两轴的交点
注:
X轴向北为正,y轴向东为正。
高斯通用坐标坐标:
例:
有一国家控制点的坐标:
x=3102467.280m ,y=19367622.380m,
(1)该点位于6〓 带的第几带?
(第19带)
(2)该带中央子午线经度是多少?
(L。
=6?
×19-3?
=111〓)
(3)该点在中央子午线的哪一侧?
( 先去掉带号,原来横坐标y=367622.380〓500000=〓132377.620m,在西侧)
(4)该点距中央子午线和赤道的距离为多少?
(距中央子午线132377.620m,距赤道3102467.280m)
§3、地形图图式
为便于测图和用图,用各种符号将实地的地物和地貌在图上表示出来,这些符号总称为地形图图式
地形图图式制定原则:
简明 象形 易于判读地物
二、地物符号
1.比例符号:
轮廓较大,形状和大小可以按测图比例尺缩小,植被,土壤用符号,边界一般用虚线,房屋可注记结构和层次
2.非比例符号 3.半比例符号
4.地物注记:
有些地物除了用相应的符号表示外,对于地物的性质、名称等在图上还需要用文字和数字加以注记
三、地貌符号
地貌按其起伏变化的程度分为:
平地、丘陵地、山地、高山地。
地形图上表示地貌的方法有多种,目前最常用的是等高线法。
四、等高线
等高线的概念
等高线是地面上高程相等的相邻点所连成的闭合曲线。
(光滑封闭)。
水面静止的湖泊和池塘的水边线,实际上就是一条闭合的等高线。
等高距h :
相邻等高线之间的高差,称为等高线间隔或称等高距,一般用h表示。
在同一幅地形图上,各处的等高距应当相同。
(一般按图的比例尺和测区的地形类别选择基本等高距h的值)
2.等高线平距d、地面坡度i
相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距,一般用d表示,它随着地面的起伏情况而改变, h与d的比值就是地面坡度i
i大,等高线密,山陡:
反之,i小,等高线稀,山平缓
3.等高线的种类
首曲线—按基本等高距描绘的等高线(0.15mm)
计曲线 — 为了便于计数每隔4条首曲线加粗一根
等高线并注记高程(0.3mm)
间曲线 — 为了较好地表示局部地区地形的细部,
以等高距的一半用长虚线加绘的等高
线(0.15mm)
辅助曲线 — 为了更好地表示局部地区地形的细部,
以任意高程用短虚线加绘的等高线(0.15mm)
(三)等高线的勾绘
是根据同一坡度各点间平距之比等于高差之比的原理进行的。
是依地性线和高程数值绘制等高线图。
地性线:
就是山脊线、山谷线、山脚线等这些是构成复杂地形的“骨架”,称为地性线。
分层设色法:
将等高线划分为不同的高程带,并以不同的颜色区分。
晕渲法:
即阴影法,是依据光照产生明暗变化的原理,用深浅不同的色调表示地形形态。
地图符号与地图表示方法
§1 地图符号概述
地图符号
概念:
是表示地图内容的基本手段。
它由形状不同、大小不一、色彩有别的图形和文字组成。
实质:
是一种科学抽象的过程,是对制图对象的第一次综合。
地图符号的形成过程,实际上是一种约定过程
地图符号的分类
根据约定性原理分为:
点状符号、线状符号和面状符号
地图符号系统
通过符号的变化可以把地图内容的分类、分级、重要、次要等不同情况表达出来。
例如道路符号,一般分为铁路、公路和其他道路,分别用黑白相间双线、单线和虚线表示其性质上的差异。
小比例尺地图上的居民地分别用大小不同的圈形符号表示其人口数量的不同。
符号系统还表现在不同比例尺地图符号之间的联系以及组合的符号上,如陡坎中齿线符号的基线总是代表陡面的上部边缘,短线表示陡坡的方向。
§2 视觉基本规律
1. 地图阅读感受的视觉过程
地图是通过阅读被感受的,其感受过程包括察觉、辨别、识别和解译这四个阶段。
察觉-发现目标的存在
辨别-辨认符号的区别
识别-领会符号的含义(根据图例和自己头脑中储存的信息去)
解译-理解地图的内容
2.人眼的视觉功能:
形态视觉、明暗视觉、色彩视觉
图形感受的生理条件(阅读的基本条件):
视觉敏锐度、反差感觉阈值、眼睛的运动效应
3.图形视觉的心理因素
1)、轮廓与主观轮廓
轮廓是读者感受物体形状的基础,轮廓有客观轮廓主观轮廓两种
轮廓(客观上的完整轮廓):
线条直接勾绘,或不同底色或不同图案结构的区域交界处
主观轮廓:
知觉场把不完整的的图形组织成完整图形倾向所产生的轮廓
轮廓形成的实现:
1,用线条勾绘出轮廓以区别于其他区域;
2,不同底色或不同图案结构的区域在交界处形成轮廓。
主观轮廓的实现:
1.间断像素之间的连接是光滑的;
2.点线表示界线时,转折点不能遗漏。
主观轮廓的利用
不连续的街区形成街道;
点线表示地类界和境界线;
拉开的注记标注河流或山脉的名称
2.) 目标与背景
目标——是突出的实体,是我们知觉到的事物
背景——次要的对象
要求背景不能对目标图形产生很多干扰
图形的强固程度也要影响目标和背景的关系。
强固的图形在与其他图形混杂时,仍能清楚观察到它的形态。
图形强固性(完整性)的影响因素
接近:
构成图形要素之间有充分接近的距离
相似:
符号的色彩、尺寸、亮度等相同和近似
完整:
符号连续、对称、封闭、简单且结构紧凑
3). 知觉恒常性的利用
知觉恒常性——指距离、方向、光照等条件改变时,我们知觉中对图形的大小、形状和色彩能保持相对稳定的感受。
4. 视错觉地图符号构图的影响
视错觉——将不同环境、位置、方向相同的图形看成是有差别的图形的感觉称视错觉,包括形象错觉和色彩错觉
形象错觉-表现为长度错觉、对比错觉和方向错觉
§3 图形变量及其视觉感受效果
为了使一个符号同另一个符号产生差别,就要改变符号的某个部分,
构成地图的视觉变量(贝尔廷)主要包括:
形状、尺寸、方向、色彩(色相)、亮度、密度(网纹)(P42)
形状变量:
是视觉上能区别开来的几何图形的图形和结构,是符号在视觉上最重要的差别。
尺寸变量:
指符号的大小-直径、宽度、高度、面积、甚至体积的变化,使符号产生区别,提供了区分的可能性
方向变量:
指符号的方位的变化。
受图形的限制,如圆形不易区别方向。
色彩变量:
主要指色相变化。
亮度变量:
指图形色调的明暗程度,可以是线划的粗细、疏密,也可以是同样色调上的明暗程度。
密度变量:
指保持亮度不变的条件下改变象素的尺寸或数量,或在面积不变的条件下改变象素的尺寸。
图形变量的视觉效果
整体感、差异感(等级感、数量感和质量感)、动态感、立体感
整体感:
指当我们观察不同像素组成的图形时,它好像一个整体,没有哪一种显得特别突出。
整体感靠起主导作用的图形变量之间存在不明显的差别来实现。
形状、方向、近似色
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