地图学总复习.docx
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地图学总复习
地图学
1、地图的定义：
地图是依据特定的数学法则，通过科学的概括，并运用符号系统将地理信息表示在一定载体上的图形，以传递客观现象的数量、质量特征在空间和时间上的分布规律和发展变化。
2、地图的基本特征：
①地理信息的载体②数学法则的结构：
地图投影、坐标系统、比例尺构成地图的数学法则。
③有目的的图形概括：
地图概括：
经过分类、简化、夸张、符号化，从地理信息形成地图信息的过程。
④符号系统的运用
3、地图的构成要素（地图的基本内容）：
①图形要素（地理要素②数学要素③辅助要素（图边要素）④补充说明
模型特点对比表（模拟功能）：
4、地图的功能:
①地图信息的载负功能；②地图的传递功能；③地图的模拟功能；④地图的认知功能
种类特点
文字描述
表格图表
航空与卫星像片
数学模型
物理模型
地图
直观性
∨
∨
∨
∨
一览性
∨
∨
∨
∨
抽象性
∨
∨
∨
∨
合成性
∨
∨
∨
∨
比列与可量测性
∨
∨
∨
几何相似性
∨
∨
∨
地理对应性
∨
∨
∨
∨
5、地图的类型:
①按尺度分：
大比例尺（比例尺≥1∶10万）、中比例尺（比例尺1∶10万～1∶100万）和小比例尺（比例尺≤1∶100万）地图；
②按区域范围分：
可以包括多个层次：
星球、世界、半球等；
③按地图的图型分：
普通地图、专题地图；
④按地图的维数分：
2维平面、三维立体、四维动态图；
⑤其他分类指标：
用途、语种、年代、出版方式等
6、地图的成图方法：
①实测成图法:
通过实地测量而制成地图的方法。
②编绘成图法：
根据各种制图资料，以室内作业为主制作地图的过程。
A、常规编图：
根据地图、航空像片判读成果、统计数据、文字资料及必要的外业调绘，应用传统的制图技术编制地图的方法。
B、遥感制图：
利用航空和卫星数据进行各种地图编制的过程。
C、数字制图：
应用计算机和图像输入、显示和输出设备，在制图软件的支持下，模拟手工作业各阶段进行地图设计和原图编绘的成图方法。
7、地图的优点（作用）：
①地图不仅能形象直观、生动具体地表现地理事物，而且还能给予简洁、通俗、一目了然地表述，这是语言文字、电讯码无法做得到的；
②地图能以简化的图形清晰地表达地理事物；
③地图既能表示出大的物体，又能表示出一些形体小却又很重要的物体；
④地图既可以表示出物体的形态特征，又可以表现出它们的质量、数量特征
8、地图学的定义：
地图学是以地理信息可视化为核心，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。
9、地图学的现代特征：
①地图学的跨学科特征；②地图学的信息传输特征；
③地图学的模型化特征；④地图学的高技术特征；
10、大地水准面：
以理想水准面作为基准面向大陆延伸，穿过陆地、岛屿，最终形成的封闭曲面。
11、地球量度：
地球体的自然表面
12、地球体的物理表面：
地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近似的不规则椭球体。
13、理想水准面：
它是一个无波浪、无潮汐、无水流、无大气压变化，处于流体平衡状态的静止海平面。
它没有棱角，没有褶皱。
14、地理坐标：
就是用经线（子午线）、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。
15、天文纬度：
在地球上定义为铅垂线与赤道平面间的夹角。
16、天文经度λ：
是过观测点子午面与本初子午面间的两面角。
通常应用天文测量和天文台授时的方法解决。
17、大地经度λ（L）：
参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。
东正西负。
18、大地纬度（B）：
参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角。
北正南负。
19、大地高：
指某点沿法线方向到参考椭球面的距离。
20、地心经度：
等同大地经度。
21、地心纬度：
指参考椭球面上观测点和椭球质心或中心连线与赤道面之间的夹角。
22、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，称为地图投影。
23、地图投影的实质：
是将地球椭球面上的经纬线网按照一定的数学法则转移到平面上。
经纬线网是绘制地图的“基础”，是地图的主要数学要素。
24、地图投影的作用：
地图投影是地图的数学基础，起着基础、骨架作用，正是地图投影才使得地图具有严密的科学性、精确的可量测性。
从广义上讲，地图投影系统是实现空间信息定位的基础，是地球空间数据的基础框架，是空间信息可视化的基础。
25、地图投影引起变形的具体表现：
长度（距离）变形；角度（形状）变形；面积变形
26、长度变形即长度比（μ）与1之差，用V表示长度变形。
长度变形有正负之分，长度变形为正，表示投影后长度增加；长度变形为负表示投影后长度缩短；长度变形为零，则长度无变形。
27、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，称为角度变形，它是形状变形的具体标志。
28、面积变形就是面积比与1之差，以Vp表示，面积变形有正有负，面积变形为零，表示投影后面积无变形，面积变形为正，投影后面积增加；面积变形为负，投影后面积缩小。
29、地图投影方法：
（一）按地图投影的构成方法分类
（1）几何投影：
①方位投影：
以平面作投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。
②圆柱投影：
以圆柱面作投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。
③圆锥投影：
以圆锥面作投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。
（2）非几何投影：
①伪方位投影：
在方位投影的基础上，根据某些条件改变经线形状而成，除中央经线为直线外，其余均投影为对称中央经线的曲线。
②伪圆柱投影：
在圆柱投影基础上，根据某些条件改变经线形状而成，无等角投影。
除中央经线为直线外，其余均投影为对称中央经线的曲线。
③伪圆锥投影：
在圆锥投影基础上，根据某些条件改变经线形状而成，无等角投影。
除中央经线为直线外，其余均投影为对称中央经线的曲线。
④多圆锥投影：
设想有更多的圆锥面与球面相切，投影后沿一母线剪开
展平。
纬线投影为同轴圆弧，其圆心都在中央经线的延长线上。
中央经线为直线，其余经线投影为对称于中央经线的曲线。
（二）按地图投影变形性质分类
①等角投影：
投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等。
②等积投影：
投影面与椭球面上相应区域的面积相等。
③任意投影：
投影图上，长度、面积和角度都有变形，既不等角又不等积。
④等距投影：
在特定方向上没有长度变形的任意投影。
30、圆锥系数：
圆锥顶角与360°之比，0<α<1（当α=1时，为方位投影；当α=0时，为圆柱投影）
31、高斯-克吕格投影：
（1）条件：
①中央经线和赤道投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；
②具有等角投影的性质；
③中央经线投影后保持长度不变。
（2）应用：
中国国家基本比例尺地形图采用高斯-克吕格6°分带投影：
1∶1万（3°分带）1∶2.5万、1∶5万、1∶10万、1∶25万、1∶50万。
32、通用横轴墨卡托投影（UTM投影）：
（1）条件：
①中央经线和赤道投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；
②具有等角投影的性质；
③中央经线投影后长度比为0.9996。
（2）应用：
海图、世界地图和赤道附近的区域图。
33、地图投影选择的依据：
（1）制图区域的地理位置、形状和范围：
①制图区域的地理位置决定投影种类；
②制图区域的形状直接制约投影选择；③制图区域的范围大小影响投影选择
（2）比例尺
（3）地图的内容
（4）出版方式
34、等角割圆锥投影条件：
w=0;m=n;n1=n2=1相割纬线：
1=25°；2=45
纬线长度比
经线长度比
长度、面积的变形
n1、n2以外
n﹥1
m﹥1
为正
n1、n2上
n=1
m=1
无变形
n1、n2之间
n﹤1
m﹤1
为负
35、圆锥投影经纬线长度比变化情况表
标准纬线
等角圆锥
等积圆锥
等距圆锥
n
m
n
m
n
m
切于Ф0
n﹥1
n0=1
n﹥1
m﹥1
m0=1
m﹥1
n﹥1
n0=1
n﹥1
m﹤1
m0=1
m﹤1
n﹥1
n0=1
n﹥1
m=1
m0=1
m=1
割于Ф1、Ф2
n﹥1
n2=1
n﹤1
n1=1
n﹥1
m﹥1
m2=1
m﹤1
m1=1
m﹥1
n﹥1
n2=1
n﹤1
n1=1
n﹥1
m﹤1
m2=1
m﹥1
m1=1
m﹤1
n﹥1
n2=1
n﹤1
n1=1
n﹥1
m=1
m2=1
m=1
m1=1m=1
36、等积割圆锥投影条件：
P=mn=1;n1=n2=1
多用于要求面积对比正确的图种，如分布图、类型图、区划图
纬线长度比
经线长度比
纬线长度变形
经线长度变形
n1、n2以外
n﹥1
m﹤1
正
负
n1、n2上
n0=1
m0=1
0
0
n1、n2之间
n﹤1
m﹥1
负
正
37、等距割圆锥投影条件：
m=1;n1=n2=1原苏联出版的苏联全图
纬线长度比
经线长度比
角度长度变形
面积变形
n1、n2以外
n﹥1
m=1
正
正
n1、n2上
n0=1
m0=1
0
0
n1、n2之间
n﹤1
m=1
负
负
38、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。
可表达为（d为图上距离，D为实地距离M即地面距离对应图上距离的倍数）
①主比例尺：
在投影面上没有变形的点或线上的比例尺
②局部比例尺：
在投影面上有变形处的比例尺。
39、地图比例尺的作用
①测制和使用地图必不可少的数学基础；
数字统计量
定名量表——众数
顺序量表——分位法
间隔量表——算术平均值和标准差
比率量表——等比数列法
②反映地图的量测精度（地图上0.1mm相当于实地的水平长度—比例尺精度或极限精度）
40、地图比例尺的表示
（1）数字比例尺如1:
10000
（2）文字比例尺如百万分之一
（3）图解比例尺：
①直线比例尺；②斜分比例尺；③复式比例尺
41、量表系统：
是按从定性到定量的四级（或四类）精确度描述和区分制图对象的属性特征，由低到高依次为：
定名量表；顺序量表；间隔量表；比率量表
42、定名量表：
众数是最佳的数字统计量，它是一个群体中出现频率最大的类别。
其检验公式是变率V：
V=1－（众数的频率F／总数N）;V值愈小，命名的代表性愈大。
一般用于区划图或类型图上制图现象的分类表示
43、顺序量表:
按定量特征将制图对象排序，表现为相对顺序、等级。
其运算方法是选择中位数，并以四分位法研究数据的排序位置或编号的离差。
分位法是一种常用的定量分类方法。
一般用于地图上制图现象的分类、分级表示。
44、间距量表：
通过一定量值形成的制图对象排序。
在制表之前，要先提供测量的标准或确定单位；其也无零值。
常用的统计量是算术平均值X和标准差d；一般用于地图上制图对象的分类、分级和数量差别的表示。
45、比率量表：
以明确的比率数值描述制图对象的数值差异。
它有原始零起点，因此在制表前，要知道两个现象之间的差别及其比率；等比数列是常用的方法之一；一般用于地图上制图现象的分类、分级和具体数量的表示。
46、地理现象与地图符号类型及量表方法之间的关系
空间维度
分布形式
量表方法及符号类型
点
离散分布
定名或顺序点状符号表示点状现象的结构
间距或比率点状符号（均匀的小圆点）表示点状现象的密度结构
间距或比率点状符号（分级符号）表示呈集中式散列分布的点状现象在点或区域单元中心的总量
线
有序分布
定名或顺序线状符号表示线状现象的结构
间距或比率线状符号（分级流向线）表示点与点之间的联系
面
连续分布
定名或顺序面状符号表示面状现象的结构
间距或比率面状符号表示面状单元内数量的结构
体
连续分布
顺序面状符号图案（显示山体）表示主体现象的相对差异
间距或比率线状、面状符号（普染或不普染的等值线）表示立体现象的空间形式与增减率
间距或比率面状符号（等值区域）表示立体现象的变化
47、地图概括：
也称制图综合。
就是采取分类、简化、夸张、符号化等科学手段，提取空间数据中主要的、本质的数据。
48、地图概括的实质：
在制图过程中，对地图数据和图解形式经过科学化处理，使其能表现出制图区域的基本特征和制图现象的基本、典型的面貌和主要特点。
49、地图概括的主要手段：
分类、选取、简化、夸张和符号化是地图概括的主要手段，以数学方法及计算机为基础的自动综合概括已逐步发展起来。
50、地图概括的效果（优越性）：
经过制图综合处理，则图面上主次分明，重点突出，区域与地物的特征鲜明，提高了地图的质量和使用效果。
51、地图在变换比例尺的过程中，应保持地图内容详细性与清晰性的对立统一，几何精确性与地理适应性的对立统一。
①几何精确性：
指地图上要素（长度、面积、形状）的点位坐标的准确程度，随着地图比例尺的缩小，其相对降低；大比例尺地图上，强调的是几何精确性
②地理适应性：
指地图上用图形符号所反映的地面要素（现象）空间分布及其相互关系与实地的相似程度，即：
地图模型与实地之间的相似程度。
在小比例尺地图上，强调的是地理适应性
52、影响地图概括的因素
（1）地图的用途与主题对地图概括的影响（目的综合）
地图的用途不同，在图上表示空间数据的种类、数量、质量以及简化程度不同。
用途与主题是影响地图概括的主导因素。
地图主题决定要素的重要程度和选取。
（2）地图比例尺对地图概括的影响（比例综合或概括）
地图比例尺是决定地图概括数量特征的主要因素，限定了制图区域幅面和要素总量。
（3）制图区域的地理特征对地图概括的影响（景观综合）
地图需要反映制图区域的自然景观或人文景观的结构和区域分异规律，要根据区域的特点确定要素的选取指标。
（4）制图数据质量对地图概括的影响
地图概括是以空间数据为基础，数据的种类、特点及质量直接影响地图概括的质量。
（5）制图图解限制对地图概括的影响
在地图上对图形表示精细程度的制图限制。
构成地图图形的基本要素：
形状、尺寸、颜色、结构。
地图的内容受符号的形状、尺寸、颜色和结构的直接影响，并制约着概括程度和方法。
53、地图概括的四个步骤：
（1）选取——空间数据的排序、分级或分群。
①选取的原则：
保持事物分布特点；反映事物密度对比；既尊重指标又灵活掌握
②基本规律：
制图对象的密度越大，其选取标准越高，反之亦然
遵循从主到次、从大到小的顺序原则进行选取，以使地图保持原来区域的基本面貌
在保持各密度去之间具有最小辨认系数的前提下，保持各区域间的密度对比关系
③选取的方法：
资格法（重要性排队）；定额法；区域指标法；
④开方根规律用于从大比例尺编制小比例尺图
以比例尺为主，考虑到地物选取还受其他多种因素的影响,公式增加了符号尺寸改正系数C和地物重要性改正系数D，公式扩展为
•
符号尺寸符合开方根规律，符号尺寸随比例尺缩小，C=1。
•符号尺寸不符合开方根规律，但新编地图与资料地图的符号（注记）尺寸相同。
•符号尺寸不符合开方根规律，尺寸也不同。
对于改正系数D，可能出现三种情况：
扩展公式的各种情况简化
X为选取级，
可设为0,1,2,3，
对应为很重要，重要，一般，次要。
⑤常用数量分析方法：
图解计算法——用于居民点选取；等比数列法——用于河流等线状地物要素的选取；区域指标法——适用于各类要素的选取；回归分析法适用于某一类要素的选取；开方根规律——用于从大比例尺编制小比例尺图
（2）简化——显示空间信息的重要特征，删除次要的细部。
①质量特征的简化：
空间数据质量特征简化，是将空间数据按其属性进行合并，用概括的分类取代详细分类，或者取消低级分类。
②数量特征的简化：
数量特征的简化主要表现为减少数量分级，增大各等级间的数值间距。
③图形特征的简化：
对线状地物、地物分界线、面状地物的复杂轮廓进行简化，通常采取删除、合并等处理手段。
④地物内部结构的简化:
图形碎部的删除;图形碎部的合并;图形内部的分割
（3）夸张——提高或强调符号的重要特征。
在符号化过程中往往要突破比例尺限制，采取不依比例尺的表示方式。
从图解形式看，是在图形上减少一些多余的碎部，夸大表示一些有重要意义的细部。
（4）符号化——将空间信息通过分类、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制成各种图形。
地图数据的符号化，其实质就是空间数据的可视化，是地图概括的最终效果的体现概括的最终结果体现。
54、地图符号：
表示地图信息各要素空间位置、大小、数量和质量特征，具有不同颜色的特定的点、线、几何图形等图解语言称地图符号。
55、地图符号的实质：
通过对地理事物的归纳、分类、分级而制订的抽象的、概念化的地图符号，实质上就是对地理事物进行了一次制图综合，是直观形象地表示地理事物的重要形式。
56、地图符号的构成要素：
图形、尺寸、颜色
57、地图符号的作用：
（1）、地图符号能保证所表示的地理事物的空间位置具有较高的几何精度；
（2）、地图符号便于对地理事物进行不同程度的抽象、概括、简化，以满足各方面的需求，即使地图比例尺缩小了，也能反映制图区域的基本面貌，保持图面清晰易读；
（3）、地图符号可以赋予地图极大的表现力，使地图既能表示具体事物、现实存在的事物、事物的外形、宏观现象；又能表示抽象事物、历史上存在过的事物、事物的内部性质、微观现象
（4）、地图符号可提高地图的应用效果，通过地图符号可以在平面上建立地理事物的空间模型，以再现或塑造此时此地无法观测的地理现象，以供量算和比较，进行各种分析和研究。
58、符号的分类：
（1）按地图符号的空间分布特征分类：
点状符号：
①表达空间上一个点位的符号；②具定位特征；③为不依比例符号。
④作用：
通过形状或颜色的色相来表示类别；通过符号的定位点来表示位置；通过符号的尺寸来表示等级或数量值
线状符号：
①表达空间上沿某个方向延伸的线状或带状现象的符号；②具定位特征；③为半依比例符号；④作用：
通过形状或颜色的色相来表示类别；通过符号的中心线来表示位置；通过符号的尺寸（线的粗细）或颜色的亮度变化来表示等级
面状符号：
①表达空间上具连续两维分布的现象的符号；②具定位特征；③为依比例符号。
④作用：
通过面状符号内部的颜色的色相、亮度、饱和度、网纹的变化或点状符号的形状变化来表示性质；通过面状符号的外围轮廓线来表示分布范围。
体积符号：
①表达空间上具三维特征的现象的符号；②具定位特征；③与比例尺相关。
（2）地图符号的视觉含义分类：
形象符号；抽象符号
（3）地图号的比例分类：
依比例符号：
指能保持地物平面轮廓形状的符号，又称真形符号或轮廓符号；一般用于表示在实地占有相当大面积，按比例缩小后，仍能清晰地显示真形轮廓形状的地物；缩小程度与地图比例尺一致，具有相似性、准确性，如：
大比例尺地形图中的街区、湖泊、林区、沼泽地、草地等。
非依比例符号：
指不能保持地物平面轮廓形状的符号，又称点状符号、独立符号或记号性符号。
一般用于表示在实地占有很小面积，且独立的重要物体，当按比例尺缩小后，仅为一个小点子，无法显示其平面轮廓，通常用一定图形与尺寸的符号夸大表示。
它仅显示地物的位置、类别、意义，而不能量测其实际大小。
如：
三角点、水井、独立树、油库、灯塔
半依比例符号：
指只能保持地物平面轮廓长度，而不能保持宽度的符号；一般用于表示在实地狭长分布的线状地物，按比例尺缩小后，长度依比例表示，宽度却不能依比例表示，只能夸大表示。
此种符号只供量测其位置、长度
（4）按符号表示的制图对象的地理尺度分类
定性符号：
表示制图对象质量特征的符号。
这种符号主要反映制图对象的名义尺度，即性质上的差别。
普通地图上的符号除注记外基本上属于定性符号。
定量符号：
表示制图对象数量特征的符号。
这种符号主要反映制图对象的定量尺度，即数量上的差别。
在地图上，通过定量符号的绝对比率（或相对比率）关系，可以获取制图对象的数量值。
等级符号：
表示制图对象大、中、小顺序的符号这种符号主要反映制图对象的顺序尺度，即等级上的差别。
在地图上，一般通过符号的大小来判定其等级大小
（5）按符号的形状特征分类：
几何符号；透视符号；象形符号；艺术符号；文字符号
（6）按定位情况分类：
定位符号；非定位符号
（7）按其构成的繁简程度和构成方式分类：
单一符号；结构符号；集合符号；系列组合符号；发展符号
59、视觉变量（图形变量）：
是引起视觉的生理现象差异的图形因素；它的研究对图形符号设计的科学性、系统性、规范性、可视性起到了重要作用。
（1）形状变量：
是视觉上能区别开来的几何图形的单体。
（2）尺寸变量:
是组成不同形状的符号在量度上的变量。
（3）方向变量:
指符号方向的变化
（4）颜色变量:
是最活跃的视觉变量,表达地理要素
（5）网纹变量:
指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
60、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
61、色彩的三属性（三要素）：
（1）色相：
又称色别或色调，色与色的区别，或指色彩的相貌与类别，是颜色最基本的特征。
锥体细胞包含三种感色细胞：
感红细胞，感绿细胞和感蓝细胞。
①色光三原色（加色原色）：
指颜色光学中的红光、绿光、蓝光。
它们等量相加即产生白光。
主要用于的光混合、彩色监视器的彩色显示。
A、间色（第二次色）：
是由两种原色混合得到的颜色；
B、复色（第三次色或再间色）：
是由两种间色或三原色不等量混合得到的颜色；
C、补色（余色或对比色）：
两个原色等量混合而成的间色，即为另一原色的补色。
或任何两种色料（光）相混合后如能产生黑色（白光），这两种色料（光）就互为补色。
②色料三原色（减色原色或三间色或第一次色或色光二次色）：
指颜料的调和中的黄色、青色、品红色，并与色光三原色形成互补关系。
理论上，它们等量相加即产生黑色。
主要用于颜料、印刷（四色印刷）
（2）亮度（明度或光度）：
色光的强度，色彩和非色彩的明暗特征。
消色：
白色最亮，黑色最暗，黑白之间不同深浅的灰，就是不同明暗程度的表现。
（3）彩度（彩色的鲜艳程度）:
相对于光谱色的纯洁度，也称纯度、饱和度、色度。
色彩接近标准色（各种单色）的纯净程度，
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