第一章地图与地图学概述

地图学Cartography孔改红主讲第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室2学习目标：1.掌握地图的基本知识：①地图的基本特征②地图的构成要素③地图的简要制作过程④地图的分幅与编号2.了解现代地图的作用和类型：①地图的功能②地图的应用③地图的类型3.了解地图简史4.了解地图学的定义及学科体系5.了解地图学的历史及发展第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室3本章主要内容：地图的基本知识地图学的定义及学科体系地图分幅和编号作业与思考第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室4§1-1地图的基本知识一、地图的基本特征和定义1、地图的四个基本特征①数学法则：②地图概括（制图综合）：③符号系统（广义的包括图形符号、文字注记、数字形式）：④地理信息载体：时空信息的载体和传输工具。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室52、定义：遵循一定的数学法则，将客体（一般指地球，也包括其他星体）上的地理信息，通过科学的概括，并应用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递它们的数量和质量在时空上的分布规律和发展变化。数字地图:存储于计算机可识别的介质上,具有确定坐标和属性特征,按特殊数学法则构成的地理现象离散数据的有序组合。电子地图：数字地图经可视化处理在屏幕上显示出来的地图。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室6二、地图的构成要素1、图形要素：是地图所表示内容的主体，是把自然、社会经济现象中需要表示为地图内容的数量、质量、空间、时间状况，运用各类地图符号表示出来而形成图形要素。地图上的各种注记也属于符号系统，他们都是图形要素的组成部分。2、数学要素：是保证地图具有可量性、可比性的基础。地图的数学要素主要包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点等。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室74、补充说明：以地图、统计图表、剖面图、照片、文字等形式，对主要图件在内容与形式上的补充。其位置可根据需要配置在主要图面的适当位置。3、辅助要素：说明地图编制状况及为方便地图应用所必须提供的内容，他们大部分被安置在主要图形的外侧。辅助要素主要包括：图名、图例、地图编号、编制和出版本图的单位、时间，主要编图过程及参数。它是保证地图完整性及地图使用中不可缺少的部分。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室81、实测成图（大比例尺地图）①常规过程：图根控制测量细部测量绘制成图制印三、地图的简要制作过程地图的种类很多，功用也不尽相同，因此，地图的制作方法及成图过程也有很大的差异，主要可分为实测成图与编绘成图。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室92）高空实测：主要手段是航摄成图，这是目前由政府专业机构进行大比例尺地图测绘的主要方法。②实测的方法：1）地面实测：平板仪、经纬仪、全站仪等航空摄影成图的过程：野外控制测量室内控制加密相片纠正相片镶嵌实地调绘立体测图清绘整饰成图高空摄影第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室10近年来开始出现了通过3S集成系统与处理地面实地信息并形成地图的技术。这种技术是在一套移动式的测绘系统支持下完成的，主要设备有惯性导航系统（GPS/INS）、实时立体摄像系统（CCD）以及地理信息系统（GIS）等。2、编绘成图①传统的编绘成图：把实测所得的大比例尺地图，根据需要，逐级缩小，编制成各种较小比例尺的地图。此方法工作量繁重，成图周期长。主要过程可分为编辑准备、编绘、清绘、制印四个步骤。常规方法编绘成图过程：第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室11编辑准备收集分析资料地图设计补充资料投影选择与计算确定基本资料转绘数学基础复照晒蓝图形转绘各要素编绘审核编植字表照相植字原图复照晒蓝清绘图形要素剪贴注记图面整饰审核原图工艺设计复照翻版修版晒打样板打样审核修改晒印刷板印刷第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室12②遥感制图：信息源一般是卫星遥感的数据或影像。主要过程：图像处理—图像判读—地图要素转绘—清绘整饰—地图制印。与传统的编制地图相比的优点：1）为地图资料增加了可靠的信息源；2）突破了只能从大比例尺逐渐缩小制成较小比例尺地图的成图程式，而成为可以从小比例尺的影像经过适度放大形成较大比例尺的影像后成图；3）目前，遥感制图从图像处理一直到地图制印之前都可运用计算机进行，并与GIS等结合而成为计算机制图工艺的组成部分。卫星遥感资料成图过程：第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室13资料准备图像处理图像判读图像镶嵌地图要素转绘地图整饰地图制印③CAM：工作过程可概括为四部分：数据获取及输入—数据处理—图形显示与输出—地图制印。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室14四、现代地图的作用与类型一）地图的功能地图的功能从总体上可以归纳为以下几方面：1、认识功能2、模拟功能3、信息的载负和传递功能第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室151）普通地图：以相对均衡的程度表示地表各种自然和人文现象的地图。（基本要素：水文、地形、交通网、居民地、境界、土质植被及一些常用的社会、经济、文化要素。）二）地图的类型地图类型的划分标志：内容、比例尺、制图区域的范围、视觉化状况、瞬时状态、维数、其他指标（用途、语言种类、使用方式、感受方式、历史年代等）。1、按表示的内容分：普通地图、专题地图第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室16按二级分类标志它又可以分为地形图和地理图（一览图）。地形图——比例尺大于100万的普通地图，是国家按统一的测量和编图规范编制的比例尺较大的普通地图。地理图——比例尺小于100万的普通地图。2）专题地图：根据专业需要，突出反映一种或几种主题要素或现象及它们之间相互关系的地图。主题要素可以为普通图固有的，也可为专业部门需要的内容。主题要素详细表示，其他要素视主题需要作为地理基础选绘。按内容的专题性质它又可以分为自然地图、人文地图及其他专题地图。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室172、按比例尺分：大比例尺地图（比例尺≥1：10万）、中比例尺地图（1：10万～1：100万）、小比例尺地图（比例尺≤1：100万）。国家基本比例尺地形图：由指定的国家机构和其他公共事业部门按照统一规格测制或编制的1：5千、1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万（原来1：20万）、1：50万和1：100万共八种比例尺的普通地图。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室183、按区域分：4、按视觉化状况分：实地图、虚地图。5、按地图瞬时状态分：静态地图、动态地图。6、按地图维数分：平面地图、立体地图。7、其他指标：用途、使用方式、存储介质、颜色、结构、感受方式等。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室19五、地图的应用1、地图的用途：1）经济建设方面2）科研方面3）国防建设方面4）政治活动、文化教育、日常生活中第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室202、地图分析地图分析的基本方法：1）阅读分析2）图解分析3）量算分析4）解析分析六、地图简史（自学）第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室21§1-2地图学的定义及学科体系一、地图学的定义它是以地图信息传递为中心的，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。1、人们对地图的认识2、地图学定义的发展二、地图学的结构体系第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室22地图学理论地图学（地图学的理论基础）地图学概论地图模型论地图感受论制图综合理论综合制图理论数学地图学地图信息理论地图传输论地图符号论地图制图学（编图方法与技术）普通地图制图学专题地图制图学遥感制图学机助制图学地图制印学应用地图学（地图应用原理与方法）地图基本功能地图评价地图分析（方法、利用步骤、利用方法）地图的实际应用地图信息自动分析与处理第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室23三、地图学与其它学科的关系在我国，王之卓、陈述彭、李德仁等均大力倡导发展地理信息学，李德仁认为：“地理信息学是利用各种现代化方法来采集、量测、分析、存储、显示、传播和应用与地理和空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和产业实体，是测量学、地图学、遥感学、计算机图形学、卫星定位技术、专家系统与现代通讯技术等的有机结合。”地图学与测量学、地理学、数学、遥感技术、计算机技术、色彩学、美学、GIS等有密切联系。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室242、现代地图学理论研究的发展现代地图学理论主要是用地图的方法来研究地理环境信息的表示和变换的一些理论问题。由于其他科学（计算机、信息论、系统论等）的渗透，丰富和发展了地图学理论的研究。从目前发展来看，主要包括以下内容：1）地图信息论：研究地理环境信息的变换、表达和利用的理论。它着重研究地图图形的表示、转换、传递、存贮、处理、利用等方面的技术与理论问题。四、现代地图学的进展1、地图制图新技术的研究与应用第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室252）地图信息传递论：研究地图信息传递过程和方法的理论。3）地图感受论：研究地图视觉感受的基本过程和特点，分析用图者对图像感受的心理、物理因素和地图感受效果的理论。4）地图符号论：研究作为地图语言的地图符号系统及其特性与使用的理论。它着重研究符号与符号之间，符号与表示对象之间，符号与使用者之间的关系。5）地图模型论：用模型来研究地图的性质，解释地图的制作和应用的理论。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室266）地图认知理论：研究人类如何通过地图对客观环境进行认知和信息加工，并弄清地图设计、制作的思维过程及其描述的理论。7）综合制图理论：研究制作综合地图的理论和方法。综合性地图是反映自然环境或人类社会多种要素和现象及其联系的地图。综合制图在内容上要反映各种现象的空间结果和时间序列的变化，它必须研究一系列方法，并对它们进行综合性处理，保证内容的完整性、互补性和内容与形式的统一协调性。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室273、地图学的学科重点转移方向1）模拟地图向数字地图转移2）制图向制图、用图并重转移3）品种单一向产品多样化转移4）信息传输向地理信息深加工转移5）二维静态地图向三维动态地图转移6）地图产业化第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室284、我国今后一段时期的主要任务、目标：1）加强理论研究；2）加速建立和发展GIS与DBMS,并向以遥感影像为基础的空间动态EIS发展；3）加强机助制图软件的研究，并转化为生产力，进一步开展人工智能的研究；4）进一步加强专题地图制图理论和方法的研究，再次提高综合制图水平，实现专题制图的规范化、标准化和系统化；第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室295）加强遥感技术的研究扩大应用范围，提高应用水平，完善遥感信息自动分类与制图系统；6）大力加强地图印刷理论和技术的研究，提高印刷水平；7）加强地图尤其是数字地图的分析与应用的研究，发展地图显示技术，开拓应用范围。第一章地图与地图学概述2020/6/4交通与测绘学院测绘系地理信息教研室30作业与思考1.地图与地图学的概念。2.试述数字地图、电子地图的含义、联系与区