第1讲:地图与地图学.ppt
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赵卫锋长安大学地测学院,地图编制与设计,教学目的,了解现代地图学的基本体系,掌握普通地图设计与编绘的基本理论和方法,通过练习与思考较好地理解普通地图编制的实质、内容、工艺与过程。
教材及参考书目,教材:
地图设计与编绘,祝国瑞等编著。
参考书目:
地图学地图投影普通地图编制(上、下册)专题地图编制地图整饰地图设计,课程考核,考勤:
10%课堂练习:
20%期末考试:
70%,地图编制与设计课程结构,第一讲地图与地图学第二讲地图符号和地图表示法第三讲地图的数学基础第四讲地理变量与图形表达第五讲制图综合的基本方法第六讲水系要素的制图综合第七讲居民地的制图综合,第八讲交通网的制图综合第九讲陆地地貌要素的制图综合第十讲其它要素的制图综合第十一讲各要素相互关系的处理第十二讲地图设计与制图工艺第十三讲地图集的编制第十四讲普通地图设计与编制工艺,第一讲地图与地图学,第一节地图的基本特征及定义第二节地图的类型第三节地图的制作过程第四节地图学第五节地图的分幅与编号,学习重点和难点,学习重点1、掌握地图的基本特性2、理解地图的定义3、掌握构成地图的基本内容4、掌握地图的分幅和编号学习难点1、地图的分幅和编号,第一节地图的基本特性及定义,本节主要内容:
一、地图的演变,二、地图的基本特性,三、地图的定义,四、地图的作用,五、新型的地图,一、地图的演变,西汉的地形图(约公元前2世纪),埃及的金矿山图(约公元前13世纪),托勒密世界地图(约公元2世纪),墨卡托世界地图(约公元1568年),大明混一图(约公元1389年),皇舆全览图(约公元1717年),1910年出版的世界地图,2014年出版的世界地图,1808年出版的欧洲地图,清末民初的中国地图,二、地图的基本特性,特殊的数学法则,可量测性,特定的符号系统,直观性,地图综合,一览性,地图特征,1、由特殊数学法则产生的可量测性,地图的数学法则包含地图投影、地图比例尺和地图定向三个方面,地图投影,地图的其他数学基础,坐标网和控制点,地图比例尺,地图定向,2、由使用地图语言表示事物产生的直观性,地图符号的优点,地图语言的形式,3、由实施制图综合产生的一览性,制图综合实例,三、地图的定义,四、地图的作用,国民经济建设方面,国防建设方面,科学文化方面,人民生活方面,五、新型的地图,3D打印地图,实景地图,室内地图,游戏地图,星球地图,Google眼睛地图,第二节地图的类型,本节主要内容:
一、地图的分类,三、几个基本概念,二、地图的基本内容,地图的种类众多,可以从以下几个方面对地图进行分类:
1、按地图表示的内容分类:
普通地图和专题地图;2、按地图的比例尺分类:
大比例尺地图:
1:
10万中比例尺地图:
1:
10万1:
100万小比例尺地图:
1:
100万注:
地图比例尺的大、中、小是相对的。
一、地图的分类,按地图的比例尺分类,1:
25万,1:
5万,1:
250万,3、按地图的用途分类:
通用地图专用地图4、按地图表示的形式分类:
纸质地图沙盘地图电子地图多媒体地图,5、按行政区域分类:
按自然区划:
珠江三角洲地图/黄河口地图/按行政区划:
中华人民共和国地图/陕西省地图/北京市地图/按经济区划:
6、按使用方式分类:
挂图/桌面用图/,1、数学基础在地图上表现为控制点、坐标网、比例尺和地图定向:
控制点分为平面控制点和高程控制点;坐标网分为地理坐标网(经纬线网)和直角坐标网(方里网);比例尺确定地图内容的缩小程度;地图定向通过坐标网的方向来体现;,二、地图的基本内容,2、地理要素是地图的主体,普通地图和专题地图上表达地理要素的种类有所区别。
3、整饰要素是一组为方便使用而附加的文字和工具性资料,常包括外图廓(地形图则附有分度带)、图名、接图表、图例、坡度尺、三北方向、图解和文字比例尺、编图单位、编图时间和依据等。
概念:
普通地图是以相对平衡的详细程度表示地球表面各种自然现象和人文现象中最基本的要素(如水系、地貌、居民地、交通网、境界、土质植被及其它人文标志)的地图。
分类:
按详细程度可分为:
地形图:
按照国家统一规范测制或编制的详细表达普通地理要素的地图。
地形一览图:
又叫地形地理图,详细程度介于地形图和一览图之间,属中比例尺普通地图。
一览图:
反映较大区域中地理事物的基本轮廓及其分布规律的普通地图。
三、几个基本概念,地形图详细表示基本地理要素的普通地图,一览图概略表示基本地理要素的普通地图,国家基本比例尺地图:
我国把1:
5千、1:
1万、1:
2.5万、1:
5万、1:
10万、1:
25万、1:
50万、1:
100万等八种比例尺的普通地图称为国家基本比例尺地图。
概念:
专题地图是突出反映一种或几种主题要素的地图。
其中主题要素详细表示,地理基础要素概略表示。
分类:
专题地图按内容可分为:
a.自然地图:
水文图、气候图、土壤图、b.人文地图:
人口图、政区图、c.综合性地图:
包括自然和人文要素的地图。
概念:
按照统一的设计要求,反映同一地区多种要素或不同时相的一组地图的集合。
概念:
按照统一的设计要求编制的一组地图,装订成册,称为地图集。
分类:
按制图区域范围分:
世界地图集、国家地图集、城市地图集。
按内容分:
a.普通地图集;b.专题地图集;c.综合性地图集。
第三节地图的制作过程,本节主要内容:
一、地图成图的基本方法,二、计算机地图制图的基本过程,制作地图有两条途径:
实测地图,编绘地图。
1、实测地图实测地图又分为野外实测地图和航测法成图。
野外实测地图是利用测量仪器对地球表面的局部区域地物、地貌的空间位置和几何形状进行测定,按一定的比例尺缩小绘制成地形图。
航测法成图是利用航空影像来测制地图。
2、编绘地图编绘地图是根据各种各样的制图资料实测地形图、统计资料、航(卫)片、政府公告、地理考察资料、草图等编制成为用户需要的各种类型的地图。
一、地图成图的基本方法,常规地图实测成图过程航空摄影成图过程,卫星遥感资料成图过程,二、计算机地图制图的基本过程,从计算机制图技术的应用水平看,可以把现有的制图软件归纳为三大类:
1、通用图形软件如CorelDraw、Illustrator、Freehand、Photoshop。
这类软件在地图的生产中运用很普及,它的重点在通用图形设计上,它有强大的图形、图象、文本编辑功能、丰富的图型数据接口,可生成印刷工业标准的图形文件PS或EPS,但它不是针对地图制图的,在使用前必须做很多准备工作,如建立符号库等。
2、基础制图软件如MapGIS、AutoCAD、MicroStation:
这类制图软件是专门为地图制图开发的,提供了数字化采集、投影变换、地图整饰、专题图制作、输出EPS等功能,因此更专业化,但是系统都很庞大,系统术语很多,使用复杂,不过熟练的操作者可以制作出完善的地图。
3、GIS软件如ArcGIS、MapInfo:
这类软件具有强大的地理属性管理能力,它的目的不是地图生产,而是空间数据的分析应用。
因此,GIS中地图制图功能要求较低,不能满足地图正式出版的要求。
例如,其图象及文字的编辑处理功能较差,输出的文件格式缺乏统一标准。
第四节地图学,本节主要内容:
一、地图学的发展,二、现代地图学体系,三、地图学的发展趋势,地图学的发展经历了两个阶段:
传统地图学和现代地图学。
传统地图学研究地图制作的理论和工艺,又称为“地图制图学”。
现代地图学研究地理信息的表达、处理和传输的理论与方法,以地理信息可视化为核心,探讨地图的制作技术和使用方法。
一、地图学的发展,理论地图学:
研究现代地图学的理论问题地图制图学:
研究地图编制的方法和技术应用地图学:
研究地图的分析与应用,二、现代地图学体系,理论地图学包括:
地图信息理论研究地理信息的表达、变换、传递、存储和利用的理论问题。
地图传输理论研究地图信息传输过程和方法的理论。
地图模型理论用模型的方法研究客观世界,建立描述各要素分布特征、联系规律及发展演化进程的数学模型,这是计算机制图和地理信息系统的基础。
地图认知理论研究地图设计制作的思维过程,并用信息加工机制描述、认识地图信息加工处理的本质。
地图可视化理论研究地图信息的符号化、图形化、形象化及直观性的处理、表达、传递及解译的理论。
地图符号论研究作为地图语言的地图符号系统及其视觉特征的理论,探讨地图符号和图形的图规律、地图符号及其系统结构。
地图感受论研究视觉阅读地图的感受过程、视觉变量及视觉感受等方面的理论。
制图综合理论研究地图编制过程中对地图内容进行选取和概括的理论与方法。
地图制图学包括:
普通地图制图学研究普通地图的内容和表示方法、地图符号设计、编图技术方法、各要素的制图综合、地图编辑和设计等。
专题地图制图学研究专题地图的内容和表示方法、制图工艺、编辑设计等问题。
遥感制图学研究以遥感数据为数据源制作地图或修正地图的学科。
计算机制图学以计算机为工具,研究地图制图方法的学科。
地图制印学研究大量复制地图的学科。
应用地图学包括:
地图分析研究地图分析的方法和可能的用途,包括根据地图获得数量特征,研究结构和差异,揭示联系和从属性,分析动态,预测预报和质量评价。
地图解释和应用根据使用地图的目的选择合适的方法,对分析结果加以应用,如城市规划、地籍管理、道路设计和施工、地质调查等。
三、地图学的发展趋势,1、由模拟地图向数字地图转移2、由制图向制图与用图并重转移3、由品种单一向产品多样化转移4、由信息传输向地理信息深加工转移5、由二维静态地图向三维动态地图转移6、地图产业化,一、地图的分幅,第五节地图的分幅与编号,二、地图的编号方法,三、基本比例尺地图的分幅与编号,本节主要内容:
一、地图的分幅,
(一)地图分幅的目的当一个制图区域的内容不能在有限的纸张上完整地表达时,就需要进行地图分幅。
有两种情况:
a.受印刷纸张规模的限制(如挂图等)b.人为设计(如地图集、地图册等)标准纸张的全开大小为:
787mm1092mm其它开本概念:
对开、四开、八开、16开、32开、,地图的分幅方式有两种:
1.矩形分幅:
a.拼接的矩形分幅:
相邻图幅有共同的图廓线(可完整地观看整个制图区域)。
b.不拼接的矩形分幅:
相邻图幅之间有一定的重叠带(要求各个子区域的完整)。
2.经纬线分幅:
图廓由经纬线构成。
拼接的矩形分幅,不拼接的矩形分幅,
(二)分幅方式,(三)两种分幅方式的优缺点,1、矩形分幅优点:
a.图廓为直线,便于拼接;b.分幅线位置的选择有较大自由度,可灵活避开重要地物;c.各图幅面积相对平衡,可充分利用纸张。
缺点:
a.每幅图的地理位置(图廓坐标)不易确定;b.制图区域只能一次投影,变形可能较大。
注:
挂图、图集中的许多图幅以及我国大于1:
2000的地形图一般采用矩形分幅。
优点:
a.每幅图的地理位置(图廓坐标)非常明确;b.可分开多次投影,保持较小变形。
缺点:
a.分幅线位置的选择无法避开重要地物;b.图廓多为曲线,不便于拼接使用;c.高纬度地区图幅面积缩小,不易充分利用纸张。
注:
我国基本比例尺系列地图、部分普通地理图、专题图采用经纬线分幅。
2、经纬线分幅,二、地图的编号方法,
(一)常见的编号方式:
1、自然序数编号法矩形分幅地图多用此方法。
2、行列式编号法如:
国际百万分之一地图:
NJ49SL503、行列自然序数编号法我国基本比例尺系列地图采用此方法,如:
J50B001002,1,2,3,4,5,6,7,8,9,自然序数编号法,
(二)国际百万分之一地图的分幅与编号标准编号:
N(S)+行号+列号例:
NJ50SJ50标准分幅:
经差6纬差4,行号由赤道往北极方向,每4分幅,共22行:
A,B,V.6076:
双幅合并,经差12纬差4;7688:
四合一,经差24纬差4;88以上,单独一幅。
列号从180经线算起,自西向东每6分幅,将全球分为60列:
1,2,60。
北半球1:
100万地图的分幅与编号,例:
NJ50,三、我国基本比例尺地图的分幅与编号,我国基本比例尺地图分幅均以国际1:
100万地图为基础,逐次加密划分而成。
新旧两套编号系统:
1991年以前的分幅编号系统1991年以后新的分幅编号系统,
(一)旧分幅编号系统,1:
10万地形图图号:
J-50-144,1:
5万地形图图号:
J-50-144B,1:
100万:
J-501:
50万:
J-50-AA、D1:
25万:
J-50-11、161:
10万:
J-50-1441、1441:
5万:
J-50-144-AA、D1:
2.5万:
J-50-144-A-11、41:
1万:
J-50-144-
(1)
(1)、(64)1:
5千:
J-50-144-
(1)-aa、b、c、d,
(二)新分幅编号系统1、图号由五个元素10位码组成:
1:
100万行号比例尺代码图幅列号1:
100万列号图幅行号例:
J50B001001,2、比例尺代码1:
50万1:
25万1:
10万1:
5万1:
2.5万1:
1万1:
5千BCDEFGH,11400,11700,12000,3600,3800,4000,001,002,001,002,J50,1幅1:
100万,22幅1:
50万(32),J50B001001J50B001002J50B002001J50B002002,1:
50万图号:
3、分幅结构:
1:
50万分幅结构:
11400,11700,12000,3600,3800,4000,001,004,001,003,J50,1幅1:
100万,44幅1:
25万(1301),J50C001001J50C001002J50C001003J50C001004J50C003002,1:
25万图号:
002,003,002,004,1:
25万分幅结构:
1幅1:
100万,22幅1:
50万3244幅1:
25万13011212幅1:
10万30202424幅1:
5万15104848幅1:
2.5万73059696幅1:
1万345230192192幅1:
5千152.5115,(三)图号计算,已知某点的经纬度,求该点在不同比例尺的图幅编号。
图号计算的方法有:
图解法,计算法,求解目标:
计算法,1、计算1:
100万图幅编号公式:
分数值取整数1:
100万行号编码1:
100万列号编码,点的纬度点的经度,2、计算某点在其它比例尺地形图的编号:
()商取余数分数值取整数所求比例尺自身的行号所求比例尺自身的列号,所求比例尺纬差所求比例尺经差,例:
已知某点的经度为东经1162130,纬度为北纬3729,计算该点所在的1:
50万地形图编号。
1、首先,计算该点所在的1:
100万图幅编号:
所求点的1:
100万地图编号为:
J50,2、然后计算该点所在的1:
50万图幅编号:
所求点的1:
50万地形图编号为:
J50B002001,图解法,以前面的例题为例,所求点为:
东经1162130,北纬3729,3600,3800,4000,11400,11700,12000,001,002,001,002,所求点的1:
50万地形图编号为:
J50B002001,本章小结,地图的基本特性及定义地图的分类地图的基本内容地图的制作途径和基本过程地图学的发展及科学体系地图的分幅与编号,
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- 地图 地图学