地图学考试资料简整1.docx

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地图学考试资料简整1

考试题型：

判断（10′）、选择（30′）、填空（20′）、简答（30′）、计算（10′）

第一章导论

1.地图的定义

地图是根据一定的数学法则，将地球（或其他星球）上的自然现象和社会经济现象，通过制图综合所形成的信息，运用地图语言——符号系统缩绘到平面上，反映各种现象的空间分布、组合、联系、数量和质量特征及其在时间中的发展变化。

1）地图的基本特性

1、地图是按照一定的数学法则建立的图形——有特殊的数学法则产生的可量测性

数学法则：

地图投影、地图比例尺、地图定向等

地图投影的任务是掌握误差的性质、分布和大小。

2、地图是通过地图语言——系统符号表示的图形

地图语言：

地图符号和地图注记

地图表现的客体主要是地球。

地球上具有数量极其庞大的，包括自然与社会经济现象的地理信息。

只有透过完整的符号系统，才能准确的表达这种现象。

3、地图是经过科学概括的图形

4、地图是地理信息的载体

2.地图的构成要素

1）图形要素（地图符号、注记）2）数学要素（地图投影、坐标系统、比例尺、控制点）

3）辅助要素（图名、图例、地图编号，编制和出版地图的单位、时间，主要编图过程及参数）4）补充说明（地图、统计图表、剖面图、照片、文字）

3.地图的基本功能

（一）地图信息的载负与传递功能

（二）地图模拟功能

（三）地图认知功能

（1）可以组成整体、全局的概念，也就是确立地理信息明确的空间位置。

（2）获得物体所具有的定性及定量特征。

（3）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系（4）易于建立正确的空间图像。

第二章地图的数学基础

基础

1.地球物理表面：

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。

在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面，这就是大地水准面。

它所包围的形体称为大地体。

大地水准面包围的球体，叫大地球体，它是对地球形体的一级逼近。

3.地球体的数学表面——地球椭球表面，它是一个规则的数学表面，是对地球形体的二次综合，用于测量计算的基准面。

地球椭球体是地球形体的二级逼近。

将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上——地球椭球体定位——对地球形体的三级逼近。

这种局部定位的地球椭球体，称为参考椭球体

一、地理坐标——用经纬度表示地面点位的球面坐标。

①天文经纬度②大地经纬度③地心经纬度

天文经纬度：

表示实际地面点在大地水准面上的位置，用天文经度和天文纬度表示。

大地经纬度：

表示地面点在参考椭球面上的位置，用大地经度l、大地纬度和大地高h表示。

地心经纬度：

地心经度同大地经度l在地图学中，以大地经纬度定义地理坐标。

我国沿用了两个大地坐标系,即

（1）1954年北京坐标系

（2）1980年国家大地坐标系

1.地图投影（定义）：

就是按照一定的数学法则,将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，使地面点的地理坐标（，）与地图上相对应的点的平面直角坐标（x，y）或平面极坐标（，）间，建立起一一对应函数关系。

2．投影变形

1）投影变形表现在长度、面积和角度三个方面。

2）变形椭圆

3.地图投影分类

1）按变形性质分类：

等角投影、等积投影、任意投影

等角投影：

●等角投影的条件为：

w=sin（w/2）=（a－b）/（a+b）=0a=b，m=n

●等角投影在同一点任何方向的长度比都相等，但在不同地点长度比是不同的。

●多用于编制航海图、洋流图、风向图等地图。

等积投影：

●等积投影的条件是：

Vp=p―１＝０p=1因为p=ab所以a=1/b或b=1/a

●由于这类投影可以保持面积没有变形，故有利于在图上进行面积对比。

一般用于绘制对面积精度要求较高的自然地图和经济地图。

任意投影：

长度、面积和角度都有变形，但又都不大。

任意投影中，有一种等距投影。

它不是没有长度变形，只是在特定方向上没有长度变形。

等距投影的面积变形小于等角投影，角度变形小于等积投影。

多用于一般参考用图和教学地图。

三种变形的关系：

（1）在等积投影上不能保持等角特性，在等角投影上不能保持等积特性。

（2）等积投影的形状变形比较大，等角投影的面积变形比较大。

（3）在任意投影上不能保持等角和等积的特性

2）按构成方法分类：

几何投影、非几何投影

几何投影分类：

（1）方位投影

（2）圆柱投影（3）圆锥投影

非几何投影：

方位投影、伪方位投影、伪圆柱投影、桑逊投影、伪圆锥投影、多圆锥投影

4.方位投影

方位投影的特点是：

在投影平面上，由投影中（平面与球面的切点）向各方向的方位角与实地相等，其等变形线是以投影中心为圆心的同心圆。

绘制地图时，总是希望地图上的变形尽可能小，而且分布比较均匀。

一般要求等变形线最好与制图区域轮廓一致。

因此，方位投影适合绘制区域轮廓大致为圆形的地图。

从区域所在的地理位置来说，两极地区和南、北半球图采用正轴方位投影；赤道附近地区和东、西半球图采用横轴方位投影；其他地区和水、陆半球图采用斜轴方位投影。

5.圆柱投影

1）等角正轴切圆柱投影（墨卡托投影）：

特点：

赤道投影为正长；

纬线投影成和赤道等长的平行线段，即离赤道越远，纬线投影的长度比也越大；

在墨卡托投影中，面积变形最大，如在纬度60度地区，经线和纬线比都扩大了2倍，面积比P=m*n=2*2=4，扩大了4倍，愈接近两极，经纬线扩大的越多，墨卡托投影在80度以上高纬地区通常就不绘出来。

2）高斯－克吕格投影：

投影特点：

（1）中央经线和赤道被投影为互相垂直的直线，而且是投影的对称轴；

（2）投影后没有角度变形；

（3）中央经线上没有长度变形，离开中经越远变形越大，最大变形在赤道上。

高斯－克吕格投影分带：

▪6°分带法：

从格林尼治零度经线起，每6°为一个投影带，全球共分60个投影带。

▪3°分带法：

从东经1°30′算起，每3°为一个投影带，将全球划为120个投影带。

墨卡托投影应用：

1.广泛应用于航海和航空方面。

2.还用于编制赤道附近等国家和地区的地图。

3.作世界时区图和卫星轨迹图。

6.圆锥投影（经线为放射性直线）

1）切圆锥投影

圆锥面与球面相切的一条纬线投影后是不变形的线，叫做标准纬线。

它符合主比例尺，这条纬线通常位于制图区域的中间部位。

从切线向南向北，变形逐渐增大。

1）圆锥投影面展开成扇形2）纬线是以圆锥顶点为圆心的同心圆弧

3）经线为由圆锥顶点向外放射的直线束，经线间的夹角与相应的经差成正比，比实地经差小。

2）割圆锥投影

3）等角圆锥投影

投影条件:

地图上没有角度变形，w=0；每一点上经线长度比与纬线长度比相等，m=n。

4）等积圆锥投影

投影条件：

投影后面积没有变形，即P=ab=1。

等积圆锥投影常用以编制行政区划图，人口密度图及社会经济地图或某些自然图。

它是绘制我国地图时常采用投影之一，其他国家出版的许多图集也采用该投影。

5）等距圆锥投影

投影条件：

经线投影后保持正长，即经线方向上的长度比为1。

在标准纬线上也无变形，除此以外其他纬线均有变形。

7.地图投影的选择

1）制图区域的地理位置的影响

决定投影的种类，在极地，应选正轴方位；在赤道，应选横轴方位、正轴圆柱；在中纬，应选正轴圆锥或斜轴方位。

2）形状的影响

中纬地区：

沿纬线延伸，应选正轴圆锥；沿经线延伸，应选多圆锥投影；呈圆形，则应选斜轴方位。

低纬地区：

沿赤道延伸，应选正轴圆柱；如呈圆形，选横轴方位为宜

3）地图内容对投影选择的影响

主题和内容影响投影选择：

如交通图、航海图、航空图、军用地形图等多采用等角投影；

自然和社会经济地图的分布图、类型图、区划图等一般采用等积投影。

世界时区图，为使时区的表现得清楚，只能选择经线投影成直线的正轴圆柱投影。

中国政区图，为能完整连续地表示，应选用斜轴方位。

教学用图，选择变形不大的任意投影，如等距投影。

8.地图比例尺

大比例尺：

1：

10万及大于1：

10万中比例尺：

介于1：

10万到1：

100万之间

小比例尺：

1：

100万及小于1：

100万

（1）小比例尺采用等角圆锥投影

（2）大、中比例尺采用高斯－克吕格投影

主比例尺

9国家基本比例尺地形图及其投影

1）比例尺系列（小）1:

100万

（中）1:

50万、1:

25万（1:

20万）

（大）1:

10万、1:

5万、1:

2.5万、1:

1万、1:

5千

第三章地图概括

1．地图概括概念

也称制图综合，就是依据地图比例尺、用途和制图区域地理特征，对地图上的各要素和内在联系加以分析研究，采取简单扼要的手段，把空间信息中主要的、本质的数据提取后联系在一起，形成新的概念。

2．实施地图概括的四个步骤

1、分类——空间数据的排序、分级或分群。

根据地理信息的不同，在集合成类的过程中，既有归并，也有拆分。

分类:

地物的属性分级:

根据数量划分同类地物的级别

2、简化——显示空间数据的重要特征，删弃不重要的细部。

地理信息的取舍：

1）比例尺概括；2）目的概括

1数量特征的简化

2.质量特征的简化。

3图形特征的简化

（1）保持轮廓图形和弯曲形状的基本特征；

（2）保持弯曲转折点的相对精确度；

（3）保持不同地段弯曲程度的对比。

3、夸张——为提高或强调符号的重要特征。

夸张并不是没有章法的夸大，没有夸张就不成为地图符号。

地图概括时夸张的方法包括：

1、局部夸大2、位移

它与编图的目的和用途密切相关，并充分体现在地图设计过程中。

地图从设计图例开始便采用了夸张的方法。

4、符号化——将空间数据通过分类、简化、夸张等方法所获得的记号，根据其基本特征、相对重要性和相关位置指定成各种图形。

3.制约地图概括的因素

1）地图的用途和主题（主导因素）2）比例尺3）地图区域地理特征4）数据质量和图解限制5）制图者

地图符号

3.视觉变量是构成图形的基本要素，它包括：

形状——视觉上能够区别开来的几何单体。

尺寸——组成不同形状的符号在量度上的变量。

方向——适用于长形或线状的符号。

颜色（色相、亮度、彩度）

网纹（排列、纹理）——在一个符号或面积内部对线条或图形记号的重复交替使用。

注意：

线和面的形状变量指它们的构成元素的形状、而非线、面的轮廓

4.色彩在地图设计中的作用

1）色彩能提高地图的视觉效果2）色彩具有使要素简化和清晰的功能

3）色彩可诱导人对地图的主观反应4）提高地图内容表现的科学性

5）提高地图的审美价值

5.色彩的基本属性：

颜色的三要素是色相、明度和饱和度

6.地图色彩设计的一般要求

1）与地图的性质、用途相一致

地形图清爽明快；旅游图活泼华丽；教学挂图清晰易读；儿童地图活泼生动

2）与地图的内容相一致：

表示内容的主次之分

3）充分利用色彩的感觉与象征性

4）和谐美观、形成特色

7.量表在符号设计中的应用

1）定名量表

最简单的一种量表系统，用数字、字母、名称或任何记号对不同现象加以区分，实际上是一种定性的区分。

在这一量表水平上，无法对两类现象之间进行任何数学处理，只能确认类别。

定名量表的应用

按固有特征区分时，采用定名量表。

　　即定性区分（而不定量区分）制图现象

2）顺序量表

把对象按某种标志的差别排出顺序，但既无单位也无起始点，只是一个相对次序。

在这类量表

顺序量表的应用

（1）顺序量表的点状符号用于表示地图信息的强度。

（2）顺序量表的数据具有可比性，将数据简单的转化为多与少的关系。

不必考虑大与中或中与小在数值上的比例或绝对值。

所以通常只取三项顺序