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地理科学复习资料地图学出品：惠州学院13级地理科学1班编者：陈佳升、吴旭虹地图学复习资料陈佳升、吴旭虹2014年12月资料隶属13即地理科学一班版权所有，盗版必究——第一章——一、地图的定义和基本特性定义：地图是依据特定的数学法则，通过科学的概括，并运用符号系统将地理信息表示在一定载体上的图形，以传递客观现象的数量、质量特征在空间和时间上的分布规律和发展变化。二、地图的功能【重点】1.地图信息的载负功能地图信息：指地图上的符号及其组合所代表的内容、意义和观念。直接信息：图形符号直接表示的显性地理信息。间接信息：经解译、分析才能获得的内在联系或隐含规律信息。2.地图的传递功能3.地图的模拟功能4.地图的认知功能空间认知——空间的位置、范围、格局、相互关系及其变化。图形认知——地图信息的质量特征和数量特征，在分布规律与区域差异上的认知。三、古代地图制作的成就【了解】1.东西方地图产生原因差异：古希腊：地中海贸易和战争古代汉民族：农田水利、国家治理、攻城袭邑2.东西方地图成就：古希腊：托勒密《地理学指南》中27幅地图古代汉民族：裴秀《禹贡地域图》18篇3.西晋地图学家裴秀的“制图六体”：分率：地图的比例尺，“一寸为百里”。准望：用垂直线画方格，“记里画方”来确定方位和彼此相对位置。道里：两点间的路程距离。高下：高山峻岭、湖海洼地，遇高（深）取下（水平）。方邪：遇方取斜。迂直：当高低起伏、迂回婉转时，取两点间直线距离。四、地图的成图方法实测成图法：通过实地测量而制成地图的方法。1.野外实测成图。使用仪器：全站仪（平面）&水准仪（高程）2.摄影测量成图。方法：航空像片、立体测图仪、立体模型上测绘等值线编绘成图法：根据各种制图资料，以室内作业为主制作地图的过程。地图学复习资料陈佳升、吴旭虹2014年12月资料隶属13即地理科学一班版权所有，盗版必究1.常规编图：根据地图、航空像片判读成果、统计数据、文字资料及必要的外业调绘，应用传统的制图技术编制地图的方法。2.遥感制图：利用航空和卫星数据进行各种地图编制的过程。3.数字制图：应用计算机和图像输入、显示和输出设备，在制图软件的支持下，模拟手工作业各阶段进行地图设计和原图编绘的成图方法。——第二章——【重点章节】第一节地球体一、地图投影的定义地图投影是实现球面向平面转换的方法。地图头一个的实质是通过一定的数学法则使球面坐标与平面坐标（或极坐标）建立起一对一的函数关系。二、地球体的基本特征地球是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。三、地球的物理表面大地测量学将一个无波浪、无潮汐、无水流、无大气变化的静止海平面作为基准面向大陆延伸，穿过陆地、岛屿、最终形成了一个封闭曲面，这就是大地水准面。它实际上是一个起伏不平的重力等位面，是逼近地球本身形状的一众形体，称大地体，即地球物理表面。大地水准面的意义：地球形体的一级逼近、可用重力学理论进行研究、可使用仪器测得海拔。四、地球体的数学表面将大地体绕短轴（地轴）飞速旋转，就能形成一个表面光滑的球体，即旋转球体，或称地球椭球体。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。（了解）地球椭球体基本参数:长半轴（赤道半径）a短半轴（极半径）b椭球体的扁率α=(a-b)/a第一偏心率e2=(a2-b2)/a2第二偏心率e2=(a2-b2)/b2总地球椭球：与大地体吻合最好的旋转椭球称为总地球椭球，也叫总椭球或平均椭球，大地测量在确定这个总地球椭球时，要其达到与大地体最密合的4个条件：（三合一小）（1）地球椭球体中心和地球的质心重合；（2）地球椭球体的短轴和地球的地轴重合；（3）地球椭球体起始大地子午面和起始天文子午面重合；（4）在确定参数a、α时要满足在全球范围的大地水准面差距的平方和为最小。五、椭球体参数【重要】我国的1954北京坐标系采用1940年克拉索夫斯基椭球体参数，1980年西安坐标系采用1975年IUCG（国际大地测量与地球物理联合会）椭球体参数，而全球定位系统则采用WGS-84（世界大地坐标系统，G873）椭球体参数。地图学复习资料陈佳升、吴旭虹2014年12月资料隶属13即地理科学一班版权所有，盗版必究五、地理坐标地理坐标就是用经线（子午线）、纬线、经度、纬度、表示地面点位的球面坐标。在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有三种提法：天文经纬度（p36）、大地经纬度（p37）和地心经纬度（p38）。在地图学中，认为以大地经纬度来定义地理坐标更好，因为大地经纬度定义的地理坐标，是在规整的椭球面上构建的，每条经纬线投影到平面上皆呈直线或平滑曲线，便于地图投影的研究与应用。第二节大地测量系统一、大地控制网简称大地网，由平面控制网和高程控制网组成。（一）平面控制网平面控制网一般可以有三角测量或导线测量完成（二）高程控制网绝对高程（海拔）：地面点对似大地水准面（海平面）的高度。相对高程：地面点对任一水准面的高度。以黄海平均海平面建起来的高程控制系统，成为“1956国家高程基准”。1988年1月月1日国家正式启用“1985国家高程基准”。建立高程控制网的目的：是为了精确求得地面点对似大地水准面的高差。建立高程控制网的方法，主要有水准测量来完成。在地面通行条件困难、难以实施水准测量的地区，可用三角高程测量方法来完成。二、全球定位系统卫星定位优势：无需通视及觇标、提供三维坐标、定位精度高、观测时间短、全天候作业、操作简便第三节地图投影一、地图投影的概念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。二、地图投影的变形（一）投影变形的性质地图投影的变形具体表现：长度(距离)变形、角度(形状)变形、面积变形（二）变形椭圆与主方向地球上一个无穷小圆——微分圆，在投影后一般会变为一个微分椭圆，利用该椭圆去解释各种变形的特征。这种图解方法称为变形椭圆，也称底索指线。主方向：在投影后仍保持正交的一对线的方向成为主方向。取主方向为作为微分椭圆的坐标结论：微分圆长、短半轴的大小，等于该点主方向的长度比。也就是说，如果一点上主方向的长度比（极值长度比）已经确定，则微分圆的大小和形状即可确定。（三）投影变形性质地图学复习资料陈佳升、吴旭虹2014年12月资料隶属13即地理科学一班版权所有，盗版必究1、长度变形：用长度比衡量，任意意方向的长度比μ=r′/r。2、角度变形：用最大角度变形公式衡量，sin（ω/2）=a-b/a+b3、面积变形：用面积比衡量，面积比为主方向长度比之积（p=ab），当经纬线方向与主方向重合时，p=ab=mn（m，n为经线和纬线长度比）三、地图投影的分类（一）按地图投影的构成方法分类【名词解释】1.几何投影（p53）：将地球经纬网透视投影到平面或几何面上。方位投影圆柱投影圆锥投影2.非几何投影（p54）：不借助辅助投影面，通过数学解析方法得到。正轴伪方位投影伪圆柱投影伪圆锥投影多圆锥投影（二）按地图投影变形性质分类1.等角投影：投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等。条件：a=b。长度变形：同一点上μ随方向改变而改变。角度变形：ω=0（最大角度变形）。面积变形：随纬度增大而增大。因等角投影保持角度不变，所以适用于交通图、洋流图、风向图等。2.等积投影：投影面与椭球面上相应区域的面积相等。3.任意投影：投影图上，长度、面积和角度都有变形，既不等角又不等积。4.等距投影：在特定方向上没有长度变形的任意投影。四、投影计算举例（一）等角割圆锥投影（p57）兰勃特等角圆锥投影（二）等角圆柱投影（p58）墨卡托投影——正轴等角圆柱投影特点：不仅保持了方向和相对位置的正确，而且使等角航线在图上表现为直线。这一特性对航海具有重要的实用价值。等角航线是地球上两点之间的一条等方位线。大圆航线是最短路程。应用：海图、世界地图和赤道附近的区域图。高斯-克吕格投影——正轴等角切圆柱条件：中央经线和赤道的投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴具有等角投影的性质中央经线投影后保持长度不变。斜轴方位投影地图学复习资料陈佳升、吴旭虹2014年12月资料隶属13即地理科学一班版权所有，盗版必究UTM投影——通用横轴墨卡托投影条件：1．中央经线和赤道投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；2．具有等角投影的性质；3．中央经线投影后长度比为0.9996。五、正轴投影的经纬线形状a.正轴方位：经线为放射状直线，纬线为同心圆；b.正轴圆柱：经纬线均为一组平行且间隔相等的直线，纬线与经线垂直；c.正轴圆锥：经线为放射状直线束，纬线为同心圆。六、正轴投影的变形特点（1）方位投影变形特点：①等变形线与纬圈一致；②在切方位投影中，切点上无变形，随着远离切点，变形增大；③在割方位投影中，在所割小圆上，角度变形与“切”的情况一样，其他变形（长度变形与面积变形）则自所割小圆向内与向外增大。（2）圆柱投影变形特点：①变形随纬度变化，与经差无关；②在切圆柱投影中，赤道无变形，变形自赤道向两侧随纬度的增加而增大；③在割圆柱投影中，在两条标准纬线上无变形，变形自标准纬线向内和向外增大。适宜于低纬度沿纬线伸展的地区。（3）圆锥投影变形特点:①变形只与纬度有关，与经差无关，同一纬线上的变形是相同的；②切圆锥投影中，标准纬线上长度比等于n。=1，其余纬线上长度比均大于1，并向南、北方向增大；③在割圆锥投影中，标准纬线n1=n2=1,变形自标准纬线向内、向外增大，在之间n1,在之外n1.适合中纬度处沿纬线伸展的制图区域之投影五、地图投影的选择（一）投影选择的依据1．制图区域的地理位置、形状和范围2．比例尺3．地图内容4．出版方式21、21、地图学复习资料陈佳升、吴旭虹2014年12月资料隶属13即地理科学一班版权所有，盗版必究（二）区域地图投影的选择1.方位投影正轴等角方位投影横轴等积方位投影2.圆锥投影等角割圆锥投影等积割圆锥投影圆锥投影的各种变形都是纬度的函数，随纬度变化而变化，而与经度无关。圆锥面与球面相切的切线，或圆锥表面与球面相割的两条割线，即使标准纬线。距标准纬线越远，其变形越大。标准线外的变形分布规律均为正变形，而标准纬线之间呈负变形。由于上述变形规律，因此该投影在中纬度的国家广泛应用3.伪圆锥投影六、地图投影的变换研究从一种地图投影变换为另一种地图投影的理论和方法。其实质是建立两平面场之间的点的一一对应关系。七、地图比例尺1.数字比例尺如1:10000.2.图解比例尺（p76）3.文字比例尺如“比例尺一万分之一”——第四章——第一节地图概括的内容和方法一、概述地图概括（generalization）：也称制图综合。就是采取分类、简化、夸张、符号化等科学手段，提取空间数据中主要的、本质的数据。地图概括的主要手段：选取和分类。在外业测图中对地形、地物点的测量是有所选择的。在内业成图时，对地理数据要进行分类、简化、夸张处理。影响地图概括的因素（一）地图的用途与主题地图的用途不同，在图上表示空间数据的种类、数量、质量以及简化程度不同。用途与主题是影响地图概括的主导因素。（二）地图比例尺地图比例尺是决定地图概括数量特征的主要因素，限定了制图区域幅面和要素总量。地图学复习资料陈佳升、吴旭虹2014年12月资料隶属13即地理科学一班版权所有，盗版必究（三）制图区域的地理特征地图需要反映制图区域的自然景观或人文景观的结构和区域分异规律，要根据区域的特点确定要素的选取指标。（四）制图数据质量地图概括是以空间数据为基础，数据的种类、特点及质量直接影响地图概括的质量。地图数据源的精度应该高于新编地图的精度。（五）制图图解限制在地图上对图形表示精细程度的制图限制。人们受生理和心理因素作用对地图图形识别的限制。构成地图图形的基本要素：形状、尺寸、颜色、结构。第二节地图概括的内容和方法地图概括的四个步骤：选取——空间数据的排序、分级或分群。简化——显示空间信息的重要特征，删除次要的细部。夸张——提高或强调符号的重要特征。符号化——将空间信息通过分类、简化、