地圖學河南理工2011級
第一章.地圖學概論
地圖學的定義：
地圖學研究地理資訊的表達、處理和傳輸的理論和方法，以地理資訊視覺化為核心，**地圖的製作技術和使用方法。
地圖的定義：地圖是根據一定的數學法則，將地球（或其他星體）表面上的自然和人文現象，使用地圖語言，通過製圖綜合，縮小反映在平面上，反映各種現象的空間分布、
組合、聯絡、數量和質量特徵以及在時間中的發展變化。
地圖的基本特徵：1. 由特殊的數學法則產生的可量測性（數學法包括：
地圖投影，地圖比例尺，地圖定向）2. 使用地圖語言表示事物所產生的直觀性（地圖語言：地圖符號，地圖註記）3.
實施製圖綜合產生的一覽性
地圖的內容1. 數學要素（控制點，座標網，比例尺，地圖定向）2. 地理要素（普通地圖七要素：
獨立地物，水系，交通網，土質和植被，居民地，境界線，地貌；專題地圖：地理基礎要素，專題要素）3. 輔助要素（圖名、圖例、坡度尺、接圖表、三北方向、編圖資訊、外圖廓）
地圖的分類:普通地圖：以相對平衡的程度表示地表的自然和人文現象的地圖。
大比例尺：1：10萬或更大；中比例尺：1：10萬至1：100萬；小比例尺：1：100萬小
國家基本比例尺：1：5000，1：1萬，1：2.5萬，1：5萬，1：10萬，1：25萬，1：5萬，1：100萬。
專題地圖：
根據專業的需要，
突出反映一種或幾種主要要素的地圖，
其中作為主
題的要素表示得很詳細，其他要素圍繞主題需要，作為地理基礎要素概略表示。
專題地圖包括：
自然地圖，人文地圖，其他專題地圖
第二章地圖的分幅與編號
地圖的分幅:矩形分幅，經緯線分幅
矩形分幅
優點： 1.圖幅間拼接方便
2.各圖幅面積相對平衡，充分利用圖紙和印刷版面
3.圖廓線可避免分割重要地物。
缺點：1.製圖區域只能一次投影，變形較大
2.地理位置不易精確描繪。
經緯線分幅：
優點 1.圖幅有明確的地理範圍；
2.可分開多次投影，變形較小。
缺點：1.圖廓為曲線時拼接不便；
2.高緯度地區圖幅面積縮小，不利於紙張的使用和印刷。
3.破壞重要地物的完整性。
舊的地圖編號方法
（**見書本）
新的地圖分幅方法
（**見書本）1:50萬 1:25萬1:10萬1:5萬1:2.5萬1:1萬1:5千
b c d e f g h
求地圖分幅編號的例項
示例：已知某點地理座標為經度114°33′45″ ；緯度39°22′30 ″計算其所在1：100
萬，1：25萬地形圖的編號。a = [a/4°]＋1，b =[b/6°]+31。西經範圍用：b=30-[b/6°]
c=4°/△a-[ (a/4°) / △a ]，d=[ (b/6°) /△b]+1c
為地形圖行號數字碼；d為地形圖列號數字碼；a為某點緯度； b為某點經度；[ ] 為數值取整數；( )為整除後，商取所餘經、緯度數
⊿a 表示所求比例尺地形圖分幅的緯差
⊿b表示所求比例尺地形圖分幅的經差
a = [39°22′30 ″/ 4°] +1 = 10 (字元為j)
b = [114°33′45″ / 6°]+31 = 50
則該點在1：100萬地形圖中的編號 j50
c = 4°/1°－[3°22′30 ″/ 1°] = 1
d = [33′45″ /1°30′]+1 = 1
則該點在1：25萬地形圖中的編號 j50c001001
第三章.地圖數學基礎
空間座標系
第四章地圖投影
比例尺主比例尺：在製作地圖時，將地球橢圓按一定的比率縮小而表示在平面上，該比率稱為主比例尺。
區域性比例尺
地圖定向：
上北下南，左西右東
利用經線來確定南北方向，北半球圖上經線向北極方向為北，向南極方向為南；利用緯線來確定東西方向，北半球圖上沿緯線逆時針方向是從西向東。
三北方向：
子午線方向，磁北方向，座標縱線北方向。真方位角，磁方位角，座標方位角。
地圖投影
地圖投影的實質是將地球橢球面上的經緯網按一定的數學法則轉移到平面上。
投影變形
長度變形、角度變形、面積變形
投影變形的一般規律
任何地圖都有投影變形
地圖上存在沒有變形的點或線距沒有變形的點或線愈遠，投影變形越大，反之亦然
地圖投影反映的實地面積越大，投影變形越大，反之越小
投影分類
按變形性質：等角、等積、
變形特點（變形橢圓）
按投影面的型別劃分：方位投影、圓錐投影、圓柱投影
按投影面與地球橢球體的位置關係劃分：正軸投影、橫軸投影、斜軸投影
按投影面與地球面的相切或相割的關係劃分
各種投影的經緯線和等變形線的形狀？
圓錐投影的特點：
緯線是同心圓弧，經線是放射狀直線束，經緯線互相垂直，經緯線方向是主方向。等變形線是平行與緯線的同心圓弧，離開標準緯線越遠變形越大。
該投影適合繪製中緯度沿東西方向延伸地區的地圖。
方位投影的特點：
幾種方位投影變形性質的圖形判別
正軸投影，
其緯線為以投影中心為圓心的同心圓，
經線為交於投影中心的放射狀
直線，夾角相等。
橫軸投影，赤道與**經線為垂直的直線，其他經緯線為曲線。
斜軸投影，除**經線為直線外，其餘的經緯線均為曲線。
然後根據**經線上經緯線間隔的變化，判別變形性質。
等角方位投影，在**經線上，緯線間隔從投影中心向外逐漸增大；
等積方位投影，逐漸縮小；
等距方位投影，間隔相等。
如上可判斷方位投影的變形性質及推斷出投影的名稱。
正軸圓柱投影（墨卡托投影）特點：
墨卡托投影的面積變形較大。在切圓柱投影中，赤道沒有變形，隨著緯度增高，變形也也就隨之增大。等角航線：兩點間同所有經線構成相同方位角的連線。
我國常用投影
1、高斯——克呂格投影（等角橫切橢圓柱投影）：適用於（大於或等於1：50萬）大、中比例尺的地形圖
2、正軸等角圓錐投影：適用於小比例尺地形圖（小於或等於1：100萬）
3、墨卡托投影（等角正軸圓柱投影）：使用於海圖製作,等角航線、大圓航線高斯——克呂格投影的應用
我國的1∶2. 5萬—1∶50萬地形圖均採用6°分帶投影，1∶1萬及更大比例尺地形圖採用3°分帶投影
高斯——克呂格投影的分帶 6°分帶法：從格林尼治零度經線起，每6°為乙個投影帶共分60個投影帶。
3°分帶法：從東經1°30′算起，每3°為乙個投影帶，將全球劃為120個投影帶。
高斯——克呂格分帶的好處和不足
優點: 控制變形，提高地圖精度；減輕座標值的計算工作量，提高工作效率。鑑於高斯投影的帶與帶之間的同一性及每個帶內上下、左右的對稱性，全球60個帶或120個帶，只需要計算各自的1/4個帶各經緯線交點的座標值，通過
冠以相應的帶號和座標值變負，就可以得到全球每個投影帶的經緯網座標值。
不足: 分帶投影亦帶來鄰帶互不聯絡，鄰帶間相鄰圖幅不便拼接的缺陷
我國高斯座標表示法的判斷
由於我國位於北半球，x值全為正值。在每個投影帶中有一半y值為負值。為避免計算中因出現負值易造成的差錯，規定縱座標軸向西平移500km，以超過半個投影帶的最大寬度，
這樣就使全部橫座標值均為正值。此時**經線的y值不是0而是500km。
如a、b兩點，橫座標的查表值分別為；ya＝245 863.7(m) yb＝一245 863.7〔m〕
縱座標軸西移500km後，地圖上的標註分別為；
ya＝245 863.7十500 000＝745 863．7(m)
yb＝一245 863.7十500 000＝245 136．3（m)
xa、xb值不變。
因高斯投影帶間的同一性，帶內某點，只要其緯度及與**經線的經差值相等，其座標值在
60(或120)個帶內都相同，即座標成果在各帶均通用；為了加以區別，特規定在橫座標值加上500km後，於百km的位數前面冠上所在的帶號,化成通用座標。
上例中a、b兩點的通用y座標為：
ya＝20 745 863．7 (m)
yb＝20 245 136．3 (m)
其他投影：偽圓錐（等面積偽圓錐投影：彭納投影）、
偽圓柱（正弦曲線等面積偽圓柱投影：桑遜投影；橢圓經線等面積偽圓柱投影：摩爾威特投影）
偽方位多圓錐投影，
投影的經緯線的形狀
地圖投影的選擇1. 製圖區域的地理位置、形狀和範圍
極地地區：方位投影；中緯度地區：圓錐投影；赤道附近：圓柱投影
2. 製圖比例尺
3. 製圖內容
4. 出版方式（桌面用圖，掛圖，單幅地圖，地圖集的拼接）
5. 地圖用途
政區圖：等面積投影；交通圖：等距離投影；海圖：墨卡托投影；航空圖：等距
離方位投影
地圖投影的辨認：1. 經緯線的形狀2. 經緯線長度的變化
第六章.地圖語言
量表系統
按資料的不同精度程度將它們分成有序排列的四種量表，成為量表系統。
有四種型別：定名量表、順序量表、間距量表和比率量表。
地圖語言
地圖符號及其系統，地圖色彩，地圖註記，影像及裝飾圖案
地圖符號的分類
地圖學複習要點總結
地球形狀的 逼近 1 地球的大地水準面 一級逼近 當海洋靜止時，自由水面與該面上各點的重力方向 鉛垂線 成正交，這個麵叫水準面。大地水準面 假定海水靜止不動,將海水面無限延伸,穿出大陸包圍地球的球體。它實際是乙個起伏不平的重力等位面 地球物理表面。大地體 大地水準面包圍的形體。gps座標 大地水準面...
地圖學複習
第一章概論 地圖的基本特性 1.地圖是按照一定的數學法則建立的圖形 有特殊的數學法則產生的可量測性 數學法則 地圖投影 地圖比例尺 地圖定向等 2.地圖是通過地圖語言 系統符號表示的圖形。地圖語言 地圖符號和地圖註記。3.地圖是經過科學概括的圖形。4.地圖是地理資訊的載體。地圖的定義 根據一定的數學...
地圖學複習整理
一 地圖的基本特性 特定的數學法則 特定的符號與註記系統 實施製圖綜合 具有特定的數學法則 1.地圖是地球表面按一定的數學法則縮繪到平面上的，比例尺 地圖投影 各種座標系統就是地圖的數學法則。2.地圖具有可量測性，即可在地圖上量取方位 距離 長度 面積 體積等。運用特殊的符號與註記 地圖是以特定的符...