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1、44地图地理信息导航第九章 地图制图 第1节地图概述知识点一：地图的特性：可测量、直观、一览。(1)可量测性。由于地图采用了地图投影、地图比例尺和地图定向等特殊数学法则。(2)直观性。地图符号系统称为地图语言(符号、色彩、注记)。(3)一览性。地图是缩小了的地面表象，需要通过制图综合(取舍、概括)的方法，使地面上任意大小的区域缩小制图，一览无遗地呈现出来。知识点二：地图的分类地图分别以内容、比例尺、制图区域范围、用途、介质表达形式和使用方法等作为标志进行分类1.按内容分类1)普通地图2)专题地图2.按比例尺分类(1)大比例尺地图：比例尺大于等于1：10万的地图(2)中比例尺地图：比例尺在1：1

2、0万1：100万之间的地图。(3)小比例尺地图：比例尺小于等于1：100万的地图。3.按制图区域范围分类按自然区域划分，可分为：世界地图、大陆地图、洲地图等。按政治行政区域划分，可分为：国家地图、省(区)地图、市地图、县地图等。4.按使用方式分类可分为：桌面用图(如地形图、地图集等)、挂图(如教学挂图等)、随身携带的地图(如小图册、折叠地图等)、专用地图(如盲文地图、航空地图、航海地图等)等。5.按介质表达形式分类纸质地图、丝绸地图、塑料地图，以及以磁盘、光盘为介质的电子地图、数字地图等。6.特种地图知识点三：地图语言：地图符号、地图色彩、地图注记1地图符号：根据地理要素的抽象特征，地图符号可

3、以分为点状符号、线状符号和面状符号。地图符号按比例尺关系可分为不依比例尺符号、半依比例尺符号和依比例尺符号。地图符号有形状、尺寸、方向、色彩、亮度、密度6个基本变量。2地图色彩地图色彩主要是运用色相、亮度、饱和度的不同变化与组合，结合人们对色彩感受的心理特征，建立起色彩与制图对象之间的联系。一般情况下，色相主要表示事物的质量特征，如淡水用蓝色，咸水用紫色；亮度和饱和度通常表示事物的数量特征和重要程度。地图上一般重要的事物符号通常用较浓、艳的颜色表示，而次要的事物符号用较浅、淡的颜色表示。3地图注记地图注记通常分为名称注记、说明注记、数字注记、图外整饰注记等。地图注记的要素包括字体、字大(字号)

4、、字色、字隔、字位、字向和字形等，它们使注记具有符号性意义。地图上一般根据被注物体的特点，注记有水平字列、垂直字列、雁行字列和屈曲字列4种布置方式。知识点四：地图内容地图的内容由数学要素、地理要素(或主题要素)、辅助要素构成，通称地图“三要素”。1数学要素地图的数学要素包括地图的坐标网、控制点、比例尺、定向等内容，是地图制图的基础。(1)坐标网指地理坐标网(经纬线网)、直角坐标网(方里网)。(2)控制点指平面控制点(天文点、三角点)、高程控制点(有埋石点的水准点)。(3)比例尺指地图的缩小程度，是地图上某一线段的长度与实地相应位置水平距离之比。(4)地图定向指地图的三北方向，一般通过坐标网的方

5、向来体现。2地理要素(1)对普通地图而言，地图的主体是基本地理要素，它表示了制图区域最基本的自然、社会经济要素和其他要素，主要有独立地物、居民地、交通网、水系、地貌、土质与植被、境界线等要素。(2)对专题地图而言，地图的主体是主题要素，它表示了制图区域所要反映的专题要素和为专题要素进行地理定位的地理基础(地理底图)要素。专题要素是主题要素的主要组成部分，通常需要使用特定的表示方法来描述专题内容的数量、质量或分布特征。地理基础(地理底图)要素一般按专题要素的需要选取，内容通常要比同比例尺的普通地图内容简略。3辅助要素为方便使用地图，在地图的图廓(或主图)外，除注明图名，还配置有供读图用的工具性图

6、表和说明性内容，统称为地图的辅助要素。它分为读图工具和参考资料。读图工具图表主要包括图例、图号(图幅编号)、接图表、图廓间要素、分度带、比例尺、坡度尺、附图等；参考资料指说明性内容，主要包括编图及出版单位、成图时间、地图投影(小比例尺地图)、坐标系、高程系。知识点五：地图投影1地图投影的概念：按照一定的数学法则，使地面点的地理坐标(，)与地图上相对的点平面直角坐标(x，y)建立函数关系。2投影变形：实质上，就是由投影产生了长度变形、面积变形、角度变形。3投影分类：按投影的变形性质和构成方式进行分类。(1)按投影变形性质分类有等角投影、等面积投影、任意投影。(2)按投影构成方式分类可分为几何投影

7、、条件投影(或称非几何投影)。几何投影：特点是将椭球面上的经纬线投影到辅助面上(见图911)，然后再展开成平面，如圆锥投影、圆柱投影、方位投影等。条件投影：是在几何投影的基础上，根据制图的具体要求，有条件按数学法则加以改造形成的，如伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影等。知识点六几种常见的地图投影1.圆锥投影：设想将一个圆锥套在地球椭球体上，而把其上的经纬网线投影到圆锥面上，再沿某一条母线(经线)将圆锥切开展成平面(见图912)。正轴圆锥投影的纬线表现为同心圆弧，经线表现为放射状的直线束，夹角相等，投影的变形大小随纬度变化，与经度无关，即同一条纬线上的变形相等。与圆锥相切、相割的标准纬线上没有变

8、形。所以，标准纬线的选择决定了图幅内各部分的变形分布，离标准纬线越远，变形越大，在双标准纬线之间为负向变形，在以外为正向变形。这种投影方式最适合于中纬度地带沿东西伸展区域的地图使用，地球上广大陆地都处中纬地带，所以被广泛使用。2.圆柱投影：从几何意义上看，圆柱投影是圆锥投影的一个特殊情况。正轴圆柱投影(见913)的经纬线表现为相互正交的平行直线，其变形规律与圆锥投影相同，即等变形线为与纬线一致的平行直线，变形特点是以赤道为对称轴，南北同名纬线上的变形大小相等，标准纬线上无变形，低纬度地区变形较小。等角圆柱投影(墨卡托)具有等角航线表现为直线的特性，因此最适宜于编制各种航海图、航空图。3.万位投

9、影：方位投影可视为将一个平面切于或割于地球某一点或某一部分，再将地球球面上的经纬线网投到此平面上。正轴方位投影(见图914)的经线表现为交于一点的放射状直线，纬线表现为同心圆，夹角与实地经度差相等。该投影具有从投影中心到任何一点的方位角保持不变的特点。等变形线为同心圆，最适宜于表示圆形轮廓的区域，如表示两极(南、北极)地区的地图。知识点七：地图分幅、编号、比例尺与定向1地图分幅：通常有矩形分幅和经纬线分幅两种分幅形式。1.矩形分幅：用矩形的图廓线分割图幅，相邻图幅间的图廓线都是直线，矩形的大小根据需要自定。矩形分幅一般用于依区域为制图单元的地图及工程建设方面的大比例尺地形图。2.经纬线分幅：图

10、廓线由经线和纬线组成，大多数情况下表现为上下图廓为曲线的梯形。中小比例尺地形图、大区域的分幅地图多用经纬线分幅。图915中实线连接表示其编号系统，虚线表示图幅只是包含关系，编号上不发生直接联系。1：100万比例尺地形图的编号采用“列行”法编号。(1)列：从赤道算起，纬度每4。为一列，至南北纬88。各22列，用大写英文字母a、b、v表示。(2)行：从180度经线算起自西向东每6度为一行，全球分60行，用阿拉伯数字1、2、60表示。(3)一个列号和一个行号就组成一幅1：100万地形图的编号。北京市所在的1：100万图幅位于东经114。120。，北纬36。40。，其编号为j50。经度/6向下取整+3

11、11：50001：50万比例尺地形图的编号。1：50001：50万比例尺地形图的编号都是在1：l00万地形图的基础上进行的，其编号都是由10个代码组成，其中前3位是所在的1：100万地形图的行号(1位)和列号(2位)，第4位是比例尺代码(见表911，每种比例尺有一个特殊的代码)，后面6位分为两段，前3位是图幅行号数字，后3位是列号数字；不足三位时前面加“0”(见图917)。每幅l：100万地形图划分为(1)1：50万：2行、2列；(2)1：25万：4行、4列；(3)1：10万：12行、12列；(4)1：5万：24行、24列；(5)1：2.5万：48行、48列；(6)1：1万：96行、96列；(

12、7)1：5000：192行、192列。3地图比例尺地图比例尺通常有数字式(数字比例尺)、文字式(文字比例尺)、图解式(直线比例尺、复式)等形式。小比例尺地图上，往往根据不同纬度的不同变形，绘制复式比例尺，又称经纬线比例尺(见图919)，用于不同地区的长度量算。4地图定向：1.地形图定向、2.一般地图定向1.地形图定向为了地形图使用的需要，规定在l：2.5万、1：5万、1：10万比例尺地形图上绘出三北方向(见图9110)。一般情况下，三北方向线的方向是不一致的，它们之间相互构成一定的角度称之为偏角或三北方向角。(1)真北方向：过地面上任意一点，指向北极的方向叫真北方向。对一幅图，通常把图幅的中央

13、经线的北方向作为真北方向。（陀螺经纬仪）(2)坐标北方向：纵坐标值递增的方向称为坐标北方向。大多数地图上的坐标北方向与真北方向不完全一致。(3)磁北方向：实地上磁北针所指的方向叫磁北方向。它与真北方向并不一致。2.一般地图定向一般地图通常采用真北方定向。但是，有时制图区域的形状比较特殊，用真北方定向不利于有效利用标准纸张，此时也可以采用斜方位定向，但需要在地图明显位置加注“指北方向，标志。在我国基本比例尺地形图中，若某点经度为1143345”,纬度为392230”，其所在1：100万比例尺地形图的编号是（）。cj50。某厂区需要测定1:500的地形图(50cm*50cm),面积为1.5平方公里

14、,需要多少幅图?地图三要素是：数学要素、地理要素和（辅助要素）；68、高斯投影属于（）b、等角投影；69、一幅1：100万幅图包括（144）张1：10万地形图；70、小比例尺地图上，不同纬度的不同变形，此时，应选用（复式比例尺）68、兰伯特投影常用小比例尺制图，属于（圆锥投影）窗体底端窗体顶端第九章第2节地图设计知识点一：地图设计的基本程序，通常按以下步骤开展工作：(1)确定地图的用途和对地图的基本要求。确定新编地图的用途是设计地图的起点，承担任务的编辑，首先是要同有关方面充分接触，从确立地图的用途、使用方式、使用对象、使用范围入手，就地图的内容、表示方法、出版方式等同委托单位充分交换意见。(

15、2)分析已成图。为了使设计工作有所借鉴，在接受任务之后，往往先要收集一些同新编地图性质上相类似的地图加以分析，明确其优点和不足，作为设计新编地图的参考。(3)研究制图资料。在地图生产中，制图资料的收集、整理、分析评价以及制图资料的使用，是地图制图的主要工作之一。(4)研究制图区域的基本情况。(5)设计地图的数学基础。包括设计或选择一个适合于新编地图的地图投影(确定变形性质、标准纬线或中央经线的位置、经纬线密度、范围等)，确定地图比例尺和地图的定向等。(6)地图的分幅和图面设计。当所编地图需要分幅时要进行分幅设计。图面设计是对所编地图的主区位置、图名、图廓、图例、附图等的图面配置设计(国家基本比

16、例尺地形图的分幅和图面设计一般有相应的标准可执行)。(7)地图内容选取及表示方法设计。(8)各要素制图综合指标的确定。规定各要素的选取指标、概括原则和程度。制图综合指标决定表达在新编地图上地物的数量及复杂程度，是地图设计的主要环节。(9)地图制作工艺设计。主要包括：数据输入，地图的数学基础建立，制图资料补充，数据处理，地图符号和注记的配置，数据的输出等。(10)样图试验。知识点二：制图资料收集与制图区域分析知识点三：地图设计文件：地图编制技术设计文件主要包括项目设计书、专业技术设计书。项目设计书是对项目进行的综合性整体设计；专业技术设计书是对专业活动的技术要求进行的设计，是指导制图区域各图幅编

17、绘作业的专业技术文件。1.制图区域概况2.已有资料情况说明:已有资料采用的平面和高程基准、比例尺、等高距、测制单位和年代，资料的数量、形式，主要质量情况和评价，并列出基本资料、补充资料和参考资料(包括可利用的图表、图片、文献等)，分析这些制图资料利用的可能性并提出利用方案等。3引用文件4成果(或产品)主要技术指标:说明地图比例尺、投影、分幅、密级、出版形式、坐标系统及高程基准、等高距，地图类别和规格，地图性质、精度以及其他主要技术指标等。对于地图集(册)，还应说明图集的开本、成品尺寸及印张数、图集(册)的内容结构等主要情况。对于电子地图，则应说明其主题内容、制图区域、比例尺、用途、功能、媒体集

18、成程度、数据格式、可视化模型、数据发布方式等。5、设计方案1.地图内容设计:确定地图(集、册)设计的指导思想、内容及结构、表现形式、图式符号系统、地图投影、地图(集、册)内容编排形式等。2.编辑计划:编辑计划的内容通常不应重复上一级设计文件的一般原则，应着重将一般原则结合区域(图幅)的具体情况加以细化。通常包括以下内容：1)任务说明:包括区域位置，图幅数量，建立数学基础的方法，应遵循的规范、图式及上一级的编制文件，完成作业的期限等内容。2)制图区域的概况说明:说明同地图内容有关的区域类型特征和典型地理特点等。3)制图资料:区分基本资料、补充资料和参考资料，说明每种资料的使用方法和使用程度。4)

19、作业方案:说明地图编制工作程序以及所使用设备、软件的配置等。5)规定各要素制图综合指标:结合制图区域和制图资料的特点，使上一级设计文件、规范中的原则具体化，为本区域或本图幅确定具体的选取指标和制图概括的方法。6)附录:包括整饰样图、相关的样图以及图纸设计等。6编制技术路线7质量控制8印刷与装帧9提交成果10制作进度计划11编制经费预算表12附录包括附表、制图区域图幅接合表、基本资料略图、行政区划略图、整饰样图、设计样图、新旧图式符号对照表、相邻图幅接边关系、相关的样图以及不能用文字清晰、形象地表达其内容和要求时所增加的图纸设计等内容。知识点四：数学基础与比例尺设计,地图投影选择和比例尺大小确定

20、了地图内容的数学精度。1地图投影选择，通常根据以下条件确定投影的选择：(1)制图区域位置。极地附近宜选正轴方位投影；中纬度地区宜选圆锥投影。我国1:100万地形图采用分带的边纬与中纬变形绝对值相等的双标准纬线正等角圆锥投影，其分带方法是由赤道起每纬度4度为一投影带，我国共有15个投影带，每幅图经差为6度(每幅图单独进行投影)。(2)制图区域形状。接近圆形轮廓区域选择方位投影(中华人民共和国全图斜轴等面积方位投影)。(3)东西延伸的区域。在赤道附近用正轴圆柱投影，在中纬度地区用圆锥投影，南北延伸地区多选用横圆柱投影。(4)要求面积对比正确的。常选用等面积投影。(5)要求方位正确的(如地形图、航空

21、、航海图)。常选用等角投影。(6)要求距离较精确的(如交通图)。常选用任意投影中的等距离投影。(7)一般参考图和中小学教学用图。常选用任意投影。(8)已成固定模式的。海洋地图都用墨卡托(正轴等角圆柱)投影，各国的地形图都用等角横切(割)圆柱投影；我国地形图用的是等角横切椭圆柱投影(高斯一克吕格投影)。(9)我国分省(区)地图常用投影：正轴等角割圆锥投影(必要时也可采用等面积和等距离圆锥投影)，或宽带高斯克吕格投影(经差可达9)；我国的南海海域单独成图时，可采用正轴圆柱投影。2坐标网的选择：确定坐标网的种类、定位、密度、表现形式。1.种类：地形图上的坐标网大多选用双重网的形式。大比例尺地形图，图

22、面多以直角坐标网为主，地理坐标网为辅(绘于内、外图廓之间)；中小比例尺地形图及地理图则只选地理坐标网；不求几何精度(如旅游地图)或大比例尺的城市图(由于保密原因)，通常不表示任何坐标网。2.定位：定位指确定坐标网在图纸上的相对位置。定位的依据是确定地图投影的标准线、图幅的中央经线和地图的定向。图幅的中央经线应是靠近图幅中间位置的整数位的经线，它应位于图纸的中间，其余的经纬线网格以它为对称轴分列两侧。当地图用北方定向时，只需要将中央经线朝向正上方(垂直于南北图廓)，用斜方位定向时，根据需要将中央经线旋转一个角度。3.密度4.表现形式：坐标网的表现形式有粗细线、阴阳线、实虚线之分。3地图比例尺设计

23、：地图上标明的比例尺是指投影中标准线上的比例尺(即地图主比例尺)。1.选择比例尺的条件：取决于制图区域大小、图纸规格、地图需要的精度等。2.选择地图比例尺的套框法：在设计地图(集、册)时，图纸规格是固定的，在这个固定的图面上，各制图单元(例如省或县)要选用什么比例尺，最适合用套框法确定。知识点五：地图分幅与拼接设计1地图分幅设计：地图的幅面用纸尺寸称为地图的开幅。顾及纸张、印刷机的规格和使用等条件，地图的开幅应当是有限的。出版地图时通常使用的规格见表921。表9-2-1地图开幅规格单位：mmmm1.统一分幅地图的分幅设计国家统一分幅地图是按一定规格的图廓分割制图区域所编制的地图，如地形图。分幅

24、地图的图廓可能是经纬线，也可能是一个适当尺寸的矩形。两种分幅方式各有优缺点，在具体使用中常采取：合幅，破图廓或设计补充图幅，设置重叠边带等的分幅设计来弥补其缺点，使之更加完善。经纬线分幅地图，在分图幅投影时，会产生拼接时的裂隙。为了解决这一问题，往往设置一个重叠边带。例如：1：100万世界航空图其东、南方向将地图内容扩充至图纸边，西方向扩充至一条与南图纸边垂直的最近图廓的纵线，北方向保持原来的范围，这样拼图时就可以不必折叠，从而方便使用。2.内分幅地图的分幅设计内分幅地图是区域性地图，特别是多幅拼接挂图的分幅形式，其外框是一个大的矩形，内部各图幅的图廓也都是矩形，沿图廓拼接起来成为一个完整的图

25、面。在实施分幅时，要顾及以下各因素：(1)纸张规格。(2)印刷条件(包括考虑印刷时，印刷机的咬口量，咬口通常设在纸张的长边处，一般对开印刷机的咬口量在8mm左右，全开印刷机咬口量在15mm左右)。(3)主区在总图廓中基本对称，同时要照顾到同周围地区的经济和交通联系，在两者有矛盾时往往会优先照顾后者。(4)内分幅的各图幅的印刷面积尽可能平衡。(5)其他要求：分幅时还应照顾到图面配置和尽量不破坏重要目标的完整等。2地图拼接设计1.图廓拼接：使用时沿每幅图图廓拼接起来。经纬线分幅的地图由于分带、分块投影的影响，图幅拼接时会有困难，可采用设置重叠边带的方法解决。基本比例尺地形图向东加宽30分，向西加宽

26、15或7.5分。2.重叠拼接：多幅印刷的挂图拼接时为避免裁切不准导致的露白或切掉地图内容，通常在两幅相邻的分幅图之间设置一个重叠带(通常为l0mm左右)，这条带的内容在两幅相邻分幅图上是重复绘制的。3.图幅拼接原则：通常图幅拼接时按上幅压下幅、左幅压右幅的顺序进行拼接。知识点六：地图内容设计普通地图内容包括水系、地貌、土质植被、居民地、交通网、境界、控制点与独立地物等地理要素。1.普通地图内容设计的原则在普通地图内容设计时，一般遵循如下原则：(1)满足用途要求。(2)达到图面清晰易读。(3)保证制图精度。(4)反映制图区域的地理特征。任何地图都服务于一定的使用目的，其内容表示的详细程度，首先取

27、决于地图的用途；地图用途决定地图比例尺，也决定地图内容反映实地自然和社会要素的程度；反过来，地图比例尺一经确定，其用途也受到一定限制。在保证地图内容清晰易读的前提下，地图内容设计要满足地图载负量的需求。客观反映制图区域地理特点，是编绘地图内容的一条根本原则。区域地理特点包括制图物体和现象的类型、形态、分布密度、分布规律和相互联系。2专题地图内容设计专题地图内容主要包括数学基础、主题要素(专题要素、地理基础要素)和辅助要素。专题地图按其内容的专题性质，分为三种类型：自然地图、人文地图、其他专题地图。3.专题地图内容设计的原则(1)满足使用要求。(2)使用专门的符号和特殊的表示方法。(4)反映现象

28、的静态状况和动态发展。(3)图面层次感要强。(5)表示现象的定性与定量特征。4.地理基础(地理底图)内容设计的原则(1)地理基础(地理底图)要素必须为专题地图起到“骨架”作用并作为转绘专题内容的控制基础。(2)遵循普通地图内容的设计原则，只是内容制图综合程度要大一些，符号的色彩、形状设计以不影响专题内容的表示为准则。(3)在内容表达形式上注意与专题内容的视觉层次对比。3图式符号设计1.地图符号分类2.制约地图符号设计的基本要素：1)主观因素：符号视觉变量及视觉感受效果，符号构图的视觉生理和心理因素，地图信息的视觉感受水平，符号传统习惯与标准。2)客观因素：地图资料的特点，地图的用途和内容，地图

29、的比例尺，地图的使用环境要求，印刷要求。3.地图符号设计的要求：使符号具有可定位性、概括性、可感受性、组合性、逻辑性、系统性。知识点七：地图表示方法设计1普通地图的表示：普通地图要素一般分为独立地物要素、自然要素和社会经济要素3种。1.独立地物要素的表示方法。独立地物符号必须精确地表示地物位置，符号要规定定位点。2.自然要素的表示方法：1)水系要素：水系要素是地图内容的控制骨架，对其他要素有一定的制约作用。通常要表示其类型、形状、大小(长度和宽度)、流向。海洋及依比例尺表示的湖泊、水库、双线河流等面状水系一般用蓝色水涯线与浅蓝色水域色表示。河流、运河及沟渠等水系一般以蓝色线状符号的轴线表示其位

30、置及长度，线状符号的粗细表示河流的上游与下游、主流与支流的关系。为了与单线河衔接及美观的需要，往往用0.4mm的不依比例尺双线符号过渡到依比例尺的双线符号。运河与沟渠在图上一般用蓝色单实线表示。2)地貌要素：地貌要素是普通地图上最主要的要素之一，与水系一起构成地图上其他要素的自然地理基础。通常要反映其形态特征，表示其不同类型和分布特点，显示其地面起伏效果。地貌的表示一般有反映其数量特征的等高线法，明显反映地貌高程带的分层设色法，反映地貌立体感的晕渲法。3)土质与植被要素3.社会经济要素的表示方法：1)居民地要素2)交通要素3)境界要素4.专题地图的表示1)定位符号法：定位符号法表示点状分布的物

31、体，常采用不同形状、大小、颜色的符号表示其位置。如工业企业、文化设施、气象台站等。2)线状符号法：线状符号法用于表示呈线状分布的对象(现象)，如河流、交通线、地质构造线等。3)范围法：范围法表示呈间断成片分布的面状对象，常用真实的或隐含的轮廓线表示其分布范围，其内再用颜色、网纹、符号乃至注记等手段区分其质量和分布特征。如森林、沼泽、某种农作物分布等。4)质底法：质底法表示连续分布、满布于整个区域的面状现象，其表示手段与范围法几乎相同，同样是在轮廓界线内用颜色、网纹、符号乃至注记等表示现象的质量特征(类别差异)。如地质现象、土地利用状况、土壤类型等。5)等值线法：等值线法是一种很特殊的表示方法，它是用等值线的形式表示布满全区域的面状现象。最适用于像地形起伏、气温、降水、地表径流等布满整个制图区域的均匀渐变的自然现象。6)定位图表法：定位图表法用图表的形式反映定位于制图区域某些点的周期性现象数量特征和变化。7)点值法：点值法对制图区域中呈分散的、复杂分布的现象，像人口、动物分布，某种农作物和植物分布，当无法勾绘其分布范围时，可以用一定大小和形状的点群来反映。那么点的分布范围可大致代表现象分布范围，点子的多少反映其数量指标，点的集中程度反映现象分布的密度。用点数法作图时，点子的排布方式有两种：一是均匀布点法，二