地图学地理分解.docx

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地图学地理分解

地图学基础

2014-2015学年第1学期地理科学2013、自然地理与资源环境2013任课老师：

姜华根

1.名词解释（7个选做其中5个，每个3分，共15分）

地图：

是遵循一定的数学法则，将地理信息通过科学的概括综合，运用符号系统表示在一定的载体上的图形，以传递它们的数量、质量在时间和空间上的分布规律和发展变化。

地图学：

是以地图信息传输为中心，研究地图的理论、制作技术和使用方法的科学。

.水准面：

当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面。

大地水准面：

假想以静止海水面向大陆延伸，并穿过陆地，岛屿，形成的一个封闭曲面。

地理坐标：

用经纬度表示地面点位的球面坐标。

天文经纬度、大地经纬度、地心经纬度。

地图投影：

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。

角度变形：

投影面上任意两方向线所夹之角与球面上相应的两方向线夹角之差。

等积投影：

球面上的面状地物轮廓投影后，仍保持面积不变。

等角航线：

地球上两点之间的一条等方位线。

大圆航线：

地球球心与两点所构成的平面，在球面上的割线。

地图比例尺：

地图上一直线段长度与地面相应直线水平投影长度之比。

数据预处理：

对数据进行综合分析，或将数据压缩，增加，保留主要特征；或对数据的使用进行取舍，以期适用于符号化和地图作业。

地图概括：

地图集对相关的专题要素及底图地理要素应有相同的取舍标准。

视觉变量：

能够引起视觉差异、实现辨别的最基本的变化，包括形状，尺寸，颜色等。

亮度：

色彩的明暗程度。

彩度：

反射或透射光线接近光谱色的程度。

视觉分辨力限度：

指能够辨别出视野中空间距离最小的两个视点的能力,

地图注记：

地图上的标记和各种文字说明。

质底法：

使在区域界限或类型范围内普染颜色或填绘晕线、花纹、以显示布满制图区域专题要素的质量差别

范围法：

用轮廓线来表示制图区内间断而成片分布的专题要素的区域范围

等值线：

是用一组等值线来表示连续面状分布的制图现象数量特征渐变的方法。

伪等值线：

数据是来自统计分区上的定量数据，它们属于有各个分区单元转变为点值的相对数据，由这些数值衍生的等值线。

等高线：

地形表面高程相同点的连线。

地理图：

是指概括程度比较高，以反映要素基本分布规律为主的一种普通地图。

地形图：

通常是指比例尺大于1：

100万，按照统一的数学基础，图式图例，统一的测量和编图规范要求，经过实地测绘或根据遥感资料，配合其他有关资料编绘而成的一种普通地图。

地图集：

是围绕特定主题与用途，在地学原理指导下，运用信息论、系统论、区位论，遵循总体设计原则，经过对各种现象与要素的分析评价与综合，形成具有一定数量地图的集合体。

数字地图：

是地图制作和应用的一个系统，是一种数字化了的地图。

图谱：

‘图’指的是地图，它反映人们对地球空间信息分布特征认识的图形表达，‘谱’指的是系统或系列，是从时间，空间演替系列中得到，反映内在规律，图，谱合一，能表现和反演空间和时间动态变化。

2.地图投影判断（6分）

根据投影面和轴的位置判断如下3个图各属于什么投影。

3.地图投影描述（12分）

如图所示是一种地图投影的示意图，请说出投影名称，并描述经纬线的特征和投影变形的特征。

4.简答题（6题选做4题，每题8分，共32分）

5.详答题（2题选做1题，15分）

地图学基础要点

2014-2015学年第1学期地理科学2013、自然地理与资源环境2013任课老师：

姜华根

1.地图基本特征

地理信息载体、数学法则的结构、有目的图形概括、符号系统运用

2.数学法则

数学法则：

地图投影、坐标（高程）系统和比例尺，可量测。

3.地图功能

地图信息载体、参与地图信息传递、模拟客观实际、对时空认知

4.地图类型

（1）按尺度划分：

大比例尺地图；中比例尺地图；小比例尺地图。

（2）按区域范围划分：

星球图、地球图；世界图、半球图、大洲图、大洋图；国家图、下属行政区（大区或省、市、县）地图；局部区域，如海湾图、流域图。

（3）按地图图型划分：

普通地图，地形图和地理图，专题地图。

（4）按地图的维数划分：

平面地图（2维）和立体地图（3维）。

（5）按用途：

国民经济与管理地图、教育与科学技术地图、文化地图。

（6）按语言种类：

汉字地图、外文地图、各少数民族文字地图、盲文（可触摸）地图。

（7）按历史年代：

古地图、历史地图、近代地图、现代地图。

（8）按出版和使用方式：

桌图、挂图、折叠图、地图集。

5.我国大地坐标系统

1954年北京坐标系：

从前苏联引进的克拉索夫斯基椭球体为参考椭球建立的，起点在北京附近。

1956黄海高程系：

采用青岛验潮站19501956年观测记录，以黄海平均海平面作为全国统一的高程起算基准面，在青岛观象山埋设永久性的水准原点，以青岛验潮站平均海平面为零点。

1980年中国国家大地坐标系：

在全国范围内选了约2000个点，进行天文测量和重力测量，按最小二乘法进行平差计算，大地原点选在我国的几何中心（西安市泾阳县永乐镇）。

1985国家高程基准：

1988年1月1日正式启用，采用1952年1980年验潮数据，平均海平面高出0.029m，水准原点高程为72.2604m。

2000国家大地坐标系：

国务院批准,2008年7月1日启用。

6.控制测量意义

（1）统一坐标系和高程系

（2）统一精度标准

（3）提高工作效率

7.地球仪上经纬网特征

长度特征：

（1）纬线长度不等,赤道最长,纬度愈高其长度愈短，极点为0；

（2）同一条纬线上，经差相同的纬线弧长相等；（3）所有经线长度相等；（4）在同一条经线上，纬差相同的经线弧长相差不大（在正球体上完全相等，在椭球体上由赤道向两极逐渐增长）。

球面梯形面积特征：

（1）同一纬度带内，经差相同的球面梯形面积相等；

（2）同一经度带内，纬度愈高球面梯形面积愈小。

经纬线的相交（角度）关系：

经线与纬线处处都是正交。

8.地图投影变形

球面经纬网经过投影后，几何特征受到扭曲，产生了地图投影变形。

地图投影变形具体表现：

长度（距离）变形、角度（形状）变形、面积变形。

10.长度比与长度变形

长度比：

地面上微分线段投影后长度与原有长度比值。

地图上不同地点或同一地点的不同方向长度比不一样。

特定方向长度比：

最大长度比、最小长度比；经线长度比、纬线长度比。

投影后经纬线仍为正交关系，经线长度比和纬线长度比就是最大长度比和最小长度比。

长度变形：

指长度比与1的差值，公式：

11.角度变形

角度变形：

任意两条方向线夹角与投影后角度之差。

最大角度变形：

不同方向线所构成的角度产生变形不同。

12.面积比与面积变形

面积比P：

微分圆投影后面积比值。

投影后经纬线正交，最大长度比与最小长度比即为经线长度比与纬线长度比，故：

。

点的位置（经纬度）不同面积比也不同。

面积变形（）：

面积比与1的差值，用公式表示：

13.按地图投影变形性质分类

按变形性质分：

等角投影，等积投影和任意投影。

（1）等角投影：

投影面上两条方向线所夹角度与球面上对应的两条方向线所夹角度相等。

球面上小范围内地物轮廓经投影之后，仍保持形状不变。

等角投影也称相似投影或正形投影。

（2）等积投影：

地球椭球面上的面状地物轮廓经投影之后，仍保持面积不变。

以破坏图形的相似性来保持面积上的相等，角度变形大。

（3）任意投影：

既不等角也不等积，长度、角度、面积三种变形同时存在。

角度变形小于等积投影，而面积变形小于等角投影。

（4）等距投影：

保持变形椭圆主方向中某一个长度比等于1，可用于对面积变形和角度变形都不太大的一般参考图和中小学教学用图。

14.投影选择依据

（1）制图区域地理位置、形状和范围；

（2）比例尺；（3）地图内容；（4）出版方式。

15.地图投影变换

资料地图与新编地图之间投影不一致。

将资料地图投影，通过变换成新编地图的投影网格。

地图投影变换的数学模型：

、

变换方法：

解析变换法、数值变换法。

16.地图比例尺

地图上所表示的空间尺度称作比例尺。

地图比例尺含义：

进行地图投影时对地球半径缩小的比率，通常称为地图主比例尺。

地图比例尺表示形式：

数字比例尺、文字比例尺（说明比例尺）、图解比例尺。

17.数据预处理

数据预处理：

对数据进行综合分析，或将数据压缩、增加、保留主要特征；或对数据的使用进行取舍，以期适用于符号化和地图作业。

当数据具有随机分布的特点时，数理统计方法进行数据分析，以阐明现象的空间分布规律，推导各现象间相互关系及进行预测。

18.地图概括性质

地图概括贯穿于普通地图、专题地图，外业测图、内业编图，内容取舍、专题要素分类、分级、表示方法的选择、地图符号设计的全过程。

比例概括：

不应丧失制图现象规律性和清晰易读性。

目的概括：

不应破坏图面要素客观性和几何精确性。

地图概括实质：

在制图过程中对地图数据和图解形式经过科学化处理，表现出制图区域的基本特征和制图现象的基本的、典型的面貌和主要特点。

19.影响地图概括因素

影响因素：

地图用途与主题、地图比例尺、制图区域特征、制图数据质量、制图图解限制。

20.地图概括内容和方法

地图概括方法：

选取、简化、夸张和符号化。

21.地理现象的空间维度及其符号化

空间维度5种类型：

0维、1维、2维、2.5维、3维。

点状：

0维，不具有空间尺寸，或空间尺寸可以忽略；测量控制点、气象观测站、商业网点等。

线状要素：

1维，只有长度没有宽度，或宽度可以忽略；境界线、海岸线、交通线。

面状分布要素：

2维，既有长度，也有宽度；森林、水域、行政区域。

2.5维表达连续现象的分布趋势面，对应于每一个空间x,y坐标对都有一个独立属性值；高低起伏地球表面、地表降水分布、温度变化。

现象属性值作第3维Z坐标，如：

高程、降水量、温度。

真正3维现象在每一个空间点（x,y,Z）上都有独立属性值。

在不同比例尺图上维数会发生变化。

22.视觉变量

视觉变量是构成图形符号的基本要素，也称图形要素。

视觉变量：

基本变量、从属变量。

形状变量：

符号图形本身的轮廓形状。

尺寸变量：

长度、宽度、高度、面积、体积等变化。

方向变量：

（1）基本变量中整个符号图形本身的方向变化；

（2）网纹中同类纹理的方向变化。

颜色变量：

表达定性特征和定量特征；彩色和非彩色；色相、亮度和彩度。

网纹（纹理）：

具有一定形状和大小的点、线及点线组合而成的图案按照一定的方式排列。

23.各种视觉变量在地图符号设计中的基本功能

要素特征类型空间特征定性特征定量特征

可采用

变量类型基本变量形状

（线路径、面轮廓）形状

（点状符号）方向颜色网纹尺寸颜色网纹

从属变量色相图案

样式排列

方式排列

顺序排列

方向亮度彩度排列

间隔图案

尺寸

24.视觉变量组合

常用的组合：

形状+形状、形状+尺寸、形状+方向、形状+颜色、形状+网纹、颜色+网纹、色相+亮度（彩度）。

25.色彩三属性

色彩三属性（要素）：

色相、亮度和彩度（或饱和度、纯度）。

色相：

基本色，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫；三原色，红、绿、蓝；三间色。

亮度也称为明度，表示色彩的明暗程度。

彩度（纯度或饱和度）：

反射或透射光线接近光谱色的程度。

26.计算机表色系统

色彩模型：

RGB、HSB、CMYK。

（1）RGB模型：

用红（R）、绿（G）、蓝（B）来描述物体颜色特征的，每一个原色的取值范围都是0255，调整原色数值大小便可获得不同的色彩。

（2）HSB模型：

色相（hue）,彩度/饱和度（saturation）,亮度（brightness）三属性值来表述颜色的。

色相取值：

0360，饱和度及亮度取值范围均为：

0100。

（3）CMYK模型：

色料减色法，青（cyan）、品（magenta）、黄（yellow）、黑（black）是用于印刷或打印的4种基本色，其中黄、品、青为色料三原色。

在CMYK模型中的颜色值是以百分数表示的，因此各基本色的变化范围是0100，100表示各色全饱和。

27.视觉分辨力限度

视觉分辨能力也称视觉敏锐度，表示视觉辨认物体细节的能力。

分辨力的限度称为阈值。

包括两个方面：

看物体的最小视角和看到物体的最小尺寸。

人眼能分辨两点间最小距离所形成的视角为最小视角1。

28.地图注记

地图注记：

地图上的标注和各种文字说明，包括：

地名注记、说明注记和图幅注记。

注记设计：

内容、表现形式、图上定位。

注记的字体、尺寸、颜色，是信息归类的手段。

普通地图：

黑色表示居民地，蓝色表示水系，棕色表示地貌，绿色表示植被。

注记的尺寸反映地物的重要程度，而字体则反映地物的等级。

地图要素标注的位置、方向、排列方式。

点状符号注记应以无间隔密排方式紧靠相应符号标出，其优选顺序是右上、右下、左上、左下，尽量选择横排。

带状分布要素或线状要素的注记：

雁行字列和屈曲字列。

面状要素注记应全部放置在它的区域范围内。

面积小时采用密排方式，面积大时适当拉开字距。

如果某方向延伸距离较远，则应顺其方向标注。

注记的字头原则上都应保持向上，尽量避免上下翻倒。

图名注记的位置和尺寸应与整幅图的大小、形状协调，达到图面平衡。

副标题则小一些。

保持同一词组的字间距相等。

图例注记的尺寸也应服从地图的总体布局。

29.面状现象空间分布形态

空间分布形态：

全域连续、局域成片和离散。

全域连续分布：

布满整个地表空间域且连续的2维及3维分布现象。

如：

地貌、高程、气温、气压、行政区划、地表覆盖。

统计面：

空间分布变化面，很多连续分布现象可视化表达方式。

通过点、线、面、体不同维度的符号体现。

全域连续分布表示方法：

质底法、等值线法、定位图表法、分区统计图法和等值区域图法。

局域成片分布：

在局部空间范围内存在且间断成片的2维、3维面状分布现象。

如：

湖泊、水库、洪水淹没范围、地震波及范围、降雪范围、油田分布等。

局域分布现象的表示：

范围法。

离散分布：

在制图区域内整体呈2维或3维面状，但个体单元相对独立且存在间隔分布的现象。

如：

人口、植物、动物分布等。

离散分布现象的表示：

点值法、范围法。

质底法：

以线划表示分类界线，以色相或网纹表示图斑。

范围法：

局部成片和离散分布的地理现象是以真实或隐含的轮廓线表示事物的分布范围，以颜色、网纹、注记或排列分量等表示数据的性质和类型。

30.等值线特性

特性：

①等值线图形是对制图现象空间形态较好的几何模拟。

②等值线是封闭连续的曲线，同一条等值线上数值相同。

③通常情况下，等值线彼此不相交，但特殊情况下（如垂直悬崖），可能会重叠。

④在数值间隔相同的情况下，等值线愈密，空间的垂直变化就愈大，其几何形态上的坡度就愈陡；相反，等值线稀疏，空间的垂直变化就愈小，其几何形态上的坡度就愈缓。

特点：

①等值线地图通过对连续分布的3维离散点采样，经过内插制图，构成一个封闭的、3维的、线状符号的表面，显示了空间数据的整体变化。

②等值线是定量定位符号，可以进行图上测量，以获得任意点值。

还可通过进一步的图上作业，获得点间的水平面与垂直面图解数据。

③在比例尺变换时，等值线容易通过制图法则进行图形的概括。

④由于等值线制图对空间数据的3维模拟具有重要价值，制图者必须充分研究制图对象的背景，深入分析数据分布的特点，才能编制出符合客观实际的等值线图。

31.等高线测绘

等高线：

地形表面高程相同点的连线，将其垂直投影到2维平面上，即是等高线地形图。

步骤：

获取地面离散点的高程数据和等高线的勾绘。

高程获取：

实地测量、摄影测量。

地貌特征点：

山脊线、山谷线等地性线的坡度变换点。

等高线勾绘，等高距，基本等高距，基本等高线（首曲线）、半距等高线（间曲线），1/4距等高线（助曲线）。

32.普通地图

表示地球表面的水系、地势、土质、植被、居民点、交通网、境界线等自然地理要素和社会人文要素一般特征的地图。

普通地图分为：

地理图、地形图。

地理图：

概括程度高，以反映要素基本分布规律为主。

地理图的地势要素：

等高线、分层设色、晕渲。

地形图：

比例尺大于1:

100万，按照统一的数学基础、图式图例，统一的测量和编图规范要求，经过实地测绘或根据遥感数据和相关数据编绘。

地形图最重要和特征是有等高线。

33.国家基本地形图

特点：

（1）具有统一的大地坐标系统和高程系统，1980年中国国家大地坐标系、1985国家高程基准。

（2）具有完整的比例尺系列和分幅编号系统。

（3）依据国家测绘管理部门统一制订的测量与编绘规范和《地形图图式》完成的，以便能保证由各地方测绘部门分工完成的地形图，在质量、规格上的完全统一。

国家基本地形图投影：

1:

100万，双标准纬线等角圆锥投影。

1:

2.5万、1:

5万、1:

10万、1:

25万、1:

50万地形图采用6分带高斯分带投影。

1:

1万、1:

5千地形图采用经差3分带高斯分带投影。

34.地形图辅助要素

说明性内容、工具性内容。

（1）说明性内容：

图名、图号注记、图廓上配置的说明注记、图幅相关内容的文字说明。

（2）工具性内容：

地形图图例、坡度尺、三北方向偏角图和接图表。

35.专题地图按内容分类

按内容分类：

自然地图、社会经济地图、环境地图及其他专题图件。

按概括程度分类：

解析图、组合图、合成图。

36.遥感地图的种类

卫星影像镶嵌图：

不另外进行数据的几何纠正，将多幅影像依像幅边框显示的经纬度位置，镶嵌拼贴而成的影像图。

卫星影像图：

进行了影像平面位置的几何纠正（纠正误差相对于地面控制点可达到小于1个像元）和影像增强，图上绘制出较全面的地理要素。

卫星影像地图：

在卫星影像上，能够依据数字高程模型（DEM）进行正射纠正，有详细的符号化地理要素的影像图。

37.地图集

地图集是围绕特定的主题与用途，在地学体系的影响下，运用信息论、系统论、区位理论，遵循总体设计原则，经过对各种现象与要素的分析与综合，形成具有一定数量地图的集合体。

38.地图集特点

（1）图集是对空间、时间环境的认知模型

（2）地图集是科学成果的综合总结

（3）地图集所选主题具有系统的、完备的内容

（4）地图集必须实现内容、形式诸方面的统一协调

（5）表示方法多样

（6）地图是科学性与艺术性相结合的成果

（7）编图程序及制印工艺复杂

39.地形图的认识、使用、量测

经纬度、坐标、高程、距离、坡度、方位角量测。

比例尺、比例尺精度、图上距离与实地距离、等高距、高程精度、最高点高程、最低点高程、高斯投影带、高斯坐标，实地面积（公顷、亩）。

40.数字地图

数字地图：

以数字形式储存在磁带、磁盘、光盘等电子介质上的地图。

数字地图按数据结构分为：

矢量数字地图、栅格数字地图和矢栅混合数字地图。

数字地图特点：

动态特性、无缝特性、多媒体特性、共享特性、多维特性、易于编辑，便于更新，方便使用。

41.数字地图产品

三种类型：

（1）公开出版的数字地图光盘，大多为专题地图，其定位精度较低，以栅格数据为主。

（2）网络地图，在Internet上供人们查询使用。

如：

图行天下（）的一般查询地图、美食天下地图。

（3）GIS行业用的专业地图，一般由国家基础地形图数字化产生，定位精度高。

数字地图产品：

数字线划图（DLG）、数字栅格图（DRG）、数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）。

42.地图生产出版管理

中华人民共和国著作权法，简称《著作权法》。

地图、示意图等图形作品是正式列入著作权的范畴，受《著作权法》保护的科学作品。

地图作品著作权：

直接参与设计、编制的作者（或群体）。

地图审校的依据：

已形成文件的各种有关法规和规范，还包括地图学的基本理论与方法，有时也包括一些长期形成、约定俗成的规定。

地图审校的部门：

设计及生产单位、出版单位、政府有关部门三方面。

设计及生产单位的审校：

从地图资料收集处理直至印刷的全过程，每一道工序的自校、前后工序的互校、上级部门的审校及验收。

出版单位的审校：

对于出版事宜有关的工序进行质量把关。

应根据地图的性质与需要，确定进入审校程序的时机。

政府有关部门的审校：

测绘管理部门对涉及测绘法规、规范的地图资料、内容、精度以及各类境界线的审校与验收；地名管理部门对各类地名的审校与验收。

凡涉及重大政治问题，如国界线，陆地、岛屿、水域的归属等，必要时还应送政府主管部门审批。

43.地图分析

（1）目视分析、观察（一般可视分析）

（2）量测（量测具体的数量指标、需工具）

（3）图解（从原图上提取要素作辅助图）

（4）复合分析（多要素）

（5）地学信息图谱

44.地图分析数学方法

地图分析方法：

定性描述、定量的图解分析、解析分析、复合分析。

（1）地图上采集数据的统计抽样

（2）用测度地图信息量的方法研究地图

（3）地图要素的定量量算

（4）地图表示方法的变换

（5）空间信息的相关分析

（6）趋势面分析

（7）主成分分析

（8）模糊数学的应用

45.地图分析作用

（1）各要素或现象分布特点和规律。

（2）认识一种要素或现象的分布特点、规律以及区域间差异。

（3）各要素或现象间联系。

（4）各现象动态变化：

单幅地图、不同时期的地图的动态变化。

（5）预测预报：

空间分布的预测预报、随时间节奏变化而变化的现象的预测预报、随时间推移空间和状态变化的预测预报。

（6）综合评价：

根据一定的目的对各种相关因素进行综合分析，进而对区域的资源、环境作出评价，评价出优劣等级。

46.阅读分析

地图阅读分析：

一般性阅读、阅读后期综合分析。

（1）一般性阅读：

整幅图一般性阅读；指定路线一般性阅读。

（2）综合阅读：

自然景观、人文景观分异规律和结构特征。

（3）单要素分析：

对单一要素或指标，进行逐一分析。

（4）比较分析：

寻求要素或现象间异同，找出他们之间相互联系和相互制约关系，以便认识一种要素或一个区域的本质特征。

（5）推理分析：

根据地理要素或现象之间的相互联系、相互制约关系及分布规律和变化趋势，利用相关的专业知识，由已知推未知。

47.复合分析

地图复合分析途径：

不同比例尺地图之间的复合；不同主题内容地图之间的复合；不同时间序列地图之间的复合。

地图与遥感图像复合分析：

从遥感图像角度，地图为定向、定位和专题信息提取提供参考和依据，可以补充高程信息。

从地图角度，修正变化了地理基础，修正专题信息的图斑界线。

地图与遥感图像复合两种途径：

（1）地形图、地理图与遥感图像复合。

（2）专题地图与遥感图像套合：

专题解译、制作专题影像图和专题线划图。

48.地学信息图谱

图谱：

“图”指地图，对地球空间信息分布特征认识图形表达。

“谱”指系统或系列，时间、空间演替系列中得到的，反映的是内在的规律性。

“图”、“谱”合一：

表现和反演空间与时间动态变化。

地带性图谱、空间格局图谱、过程图谱、旋律图谱和区域分异图谱。

地学图谱特征：

①图是可感知的外部特征表现，谱是反映内在的规律；②图所表达的是要素或现象的静态特征，谱所表达的则是动态特征；③图是可感知的现象，谱是推演得出的规律；④图表现空间单元特征，谱表示事件发展之起点和过程；⑤图用二维表达非线性源，谱用一维表达规律，实现多维分析；⑥图描述复杂系统的初始和边界条件，谱为运动变化规律描述的主导方程。

49.地形图野外应用

在工程建设和资源调查过程中：

如工厂选址、实地选线、土壤调查、土地利用现状调查和土地利用的规划、设计、施工放样等，常需野外作业。

地形图实地判读，实地变化的标定。

在野外判读地形图：

定向、站立点、周围点的关系、图上确切位置、图纸实地的对应关