理學(xué)地圖投影及地形圖的應(yīng)用PPT課件

1、投影變形：橢球面是一個(gè)凸起的、不可展平的曲面。將這個(gè)曲面上的元素（距離、角度、圖形）投影到平面上，就會(huì)和原來(lái)的距離、角度、圖形呈現(xiàn)差異，這一差異稱為投影變形。投影變形的形式：角度變形、投影變形的形式：角度變形、長(zhǎng)度變形和面積變形。長(zhǎng)度變形和面積變形。1 .投影與變形第1頁(yè)/共40頁(yè) 等面積投影等面積投影: :保持投影前后圖形面積相等，使其長(zhǎng)度和角度變形盡量小 等角投影等角投影（正形投影）正形投影）: : 保持投影前后圖形角度相等，使其長(zhǎng)度和面積變形盡量小第2頁(yè)/共40頁(yè)二、高斯投影 高斯投影:等角橫切橢圓柱投影 設(shè)想用一個(gè)橢圓柱套在地球橢球體外面，并與地球表面上某一子午線相切，這條子午線稱為中

2、央子午線。橢圓柱中心軸通過(guò)地球的中心，按等角投影條件，將中央子午線東西兩側(cè)各一定范圍內(nèi)的經(jīng)緯線投影到橢圓柱面上，然后將橢圓柱面沿其母線剪開(kāi)，展成平面，即得平面上的經(jīng)緯線格網(wǎng) 第3頁(yè)/共40頁(yè) 中央子午線 橢圓柱中心軸 赤道 O 第4頁(yè)/共40頁(yè) 中央子午線投赤 道 投 影 X Y 第5頁(yè)/共40頁(yè)主要經(jīng)、緯線投影結(jié)果主要經(jīng)、緯線投影結(jié)果 （1） 中央子午線投影后為一條直線，且無(wú)長(zhǎng)度變形，其余經(jīng)線為凹向中央子午線投影線的對(duì)稱曲線，其投影長(zhǎng)度大于橢球面長(zhǎng)度，且離中央子午線愈遠(yuǎn)長(zhǎng)度變形愈大 （2） 赤道的投影也為一條直線，但長(zhǎng)度有變形，其余緯線的投影為凸向赤道投影線的對(duì)稱曲線； （3）投影前后角度相

3、等，即無(wú)角度變形。 第6頁(yè)/共40頁(yè)高斯投影高斯投影 高斯投影無(wú)角度變形，在中央子午線上也無(wú)長(zhǎng)度變形，但除中央子午線外均存在長(zhǎng)度變形，且離中央子午離中央子午線愈遠(yuǎn)長(zhǎng)度變形愈大線愈遠(yuǎn)長(zhǎng)度變形愈大。為了限制投影變形對(duì)測(cè)圖的影響，必須縮小投影區(qū)域，即采用分帶投影法 第7頁(yè)/共40頁(yè)六度分帶法 1.自0子午線開(kāi)始，按經(jīng)差6為一帶，自西向東將全球分為60個(gè)條帶，依次編號(hào)1，2，60，并逐帶投影 2.設(shè)帶號(hào)為n，中央子午線的經(jīng)度為L(zhǎng)0，則中央子午線的經(jīng)度：L06n3帶號(hào) ： 3.六度分帶投影能滿足1:25000及更小比例尺測(cè)圖 )3(610Ln第8頁(yè)/共40頁(yè)（2）分帶投影）分帶投影高斯投影 帶：自 子午

4、線起每隔經(jīng)差 自西向東分帶，依次編號(hào)1,2,3,。我國(guó) 帶中央子午線的經(jīng)度，由 起每隔 而至 , 共計(jì)11帶（1323帶），帶號(hào)用 表示，中央子午線的經(jīng)度用 表示，它們的關(guān)系是 ,如下圖所示。高斯投影 帶：它的中央子午線一部分同 帶中央子午線重合，一部分同 帶的分界子午線重合，如用 表示 帶的帶號(hào)， 表示 帶中央子午線經(jīng)度，它們的關(guān)系 下圖所示。我國(guó) 帶共計(jì)22帶（2445帶）。6066756135n0L360 nL366n3nL 33L3第9頁(yè)/共40頁(yè)三度分帶法 1.自東經(jīng)1.5子午線開(kāi)始，按經(jīng)差3為一帶，自西向東將全球分為120個(gè)條帶，依次編號(hào)1，2，120，并逐帶投影 2.設(shè)帶號(hào)為m，

5、中央子午線的經(jīng)度為 則 3m帶號(hào)：0L0L 3.三度分帶投影能滿足1:20001:10000比例尺測(cè)圖的精度要求 12310nLm第10頁(yè)/共40頁(yè)高斯克呂格投影的分帶 第11頁(yè)/共40頁(yè)高斯平面直角坐標(biāo) 坐標(biāo)系建立：以中央子午線的投影線為X軸，赤道的投影線為Y軸，兩軸的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O而建立起來(lái)的平面直角坐標(biāo)系 規(guī)定:縱坐標(biāo)由原點(diǎn)向北量為正，向南量為負(fù)，橫坐標(biāo)由原點(diǎn)向東量為正，向西量為負(fù) 公里格網(wǎng)(方里網(wǎng)):地形圖上通常繪有X、Y的坐標(biāo)值為整公里坐標(biāo)方格網(wǎng)第12頁(yè)/共40頁(yè)在投影面上，中央子午線和赤道的投影都是直線，并且以中央子午線和赤道的交點(diǎn) 作為坐標(biāo)原點(diǎn)，以中央子午線的投影為縱坐標(biāo) 軸，

6、以赤道的投影為橫坐標(biāo) 軸。OxyABBByxyAAxxyByxBByAxAAxy500Km（3）高斯平面直角坐標(biāo)系）高斯平面直角坐標(biāo)系第13頁(yè)/共40頁(yè)在我國(guó) 坐標(biāo)都是正的， 坐標(biāo)的最大值（在赤道上）約為330km。為了避免出現(xiàn)負(fù)的橫坐標(biāo)，可在橫坐標(biāo)上加上500 000m。此外還應(yīng)在坐標(biāo)前面再冠以帶號(hào)。這種坐標(biāo)稱為國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)。例如，有一點(diǎn) =19 123 456.789m，該點(diǎn)位在帶內(nèi)，其相對(duì)于中央子午線而言的橫坐標(biāo)則是：首先去掉帶號(hào)，再減去500000m,最后得 =-376 543.211m。xyYy（3）高斯平面直角坐標(biāo)系）高斯平面直角坐標(biāo)系第14頁(yè)/共40頁(yè)高斯平面直角坐標(biāo) 通用坐標(biāo)通

7、用坐標(biāo): :我國(guó)規(guī)定將縱坐標(biāo)軸西移500km當(dāng)作起始軸，即將Y值加上500km；為了區(qū)別某點(diǎn)位于何帶，又規(guī)定在Y值前冠以帶號(hào)例：點(diǎn)a1和a2均位于21帶內(nèi)，其橫坐標(biāo)值分別為：y1+189572.5m和y2109572.5m（自然值）將點(diǎn)a1和a2的橫坐標(biāo)（自然值）加上500km并冠以帶號(hào)，則通用坐標(biāo)值為Y121689572.5m，Y221390427.5m。至于縱坐標(biāo)值，無(wú)論在那一帶自然值與通用值都相等，即xX 第15頁(yè)/共40頁(yè) 投影帶的重疊投影帶的重疊 規(guī)定每一六度帶向東加寬30（相當(dāng)于1:10萬(wàn)地形圖的經(jīng)幅），向西加寬15或7.5（相當(dāng)于1:5萬(wàn)或1:2.5萬(wàn)地形圖的經(jīng)幅） 子午線收斂角

8、子午線收斂角 圖85 投影帶的重疊7.5 30西帶中央子午線公共邊緣子午線高斯投影中，在經(jīng)線與坐標(biāo)縱線之間形成一夾角，這個(gè)角稱為子午線收斂角，用表示 第16頁(yè)/共40頁(yè)8 82 2 地形圖的分幅與編號(hào)地形圖的分幅與編號(hào) 分幅：將大面積的地形圖按照不同比例尺劃分成若干幅 小區(qū)域的圖幅編號(hào)：將劃分的圖幅按比例尺大小和所在的位置，用文字符號(hào)和數(shù)字符號(hào)進(jìn)行編號(hào)分幅方法經(jīng)緯網(wǎng)梯形分幅法：用于國(guó)家基本比例尺地形圖坐標(biāo)格網(wǎng)矩形分幅法：用于工程建設(shè)大比例尺地形圖。第17頁(yè)/共40頁(yè)二、1991年新的分幅與編號(hào)方法: 1）分幅 1100萬(wàn)地形圖的分幅標(biāo)準(zhǔn)按國(guó)際分幅法進(jìn)行。其余比例尺的分幅均以1100萬(wàn)地形圖為基

9、礎(chǔ)，按照橫行數(shù)縱列數(shù)的多少劃分圖幅。 2）編號(hào) 1100萬(wàn)圖幅的編號(hào)，由圖幅所在的“行號(hào)列號(hào)”組成。150萬(wàn)與15000圖幅的編號(hào)，由圖幅所在的“1100萬(wàn)圖行號(hào)（字符碼）1位，列號(hào)（數(shù)字碼）2位，比例尺代碼1位，該圖幅行號(hào)3位，列號(hào)3位”共10位代碼組成。第18頁(yè)/共40頁(yè)1. 1:100萬(wàn)地形圖的分幅與編號(hào) 1）列號(hào)：從經(jīng)度180起按經(jīng)差6自西向東分成60列，用1-60表示； 2）行號(hào)：從赤道起向南、向北分別按緯差4分成22行，由低緯向高緯用A,B,CV表示 3）編號(hào)由行號(hào)（字符碼）與列號(hào)（數(shù)字碼）組合而成，如北京所在的1:100萬(wàn)地圖圖號(hào)為J50；武漢所在的1:100萬(wàn)地圖圖號(hào)為H50

10、（緯度6076之間經(jīng)差為12、緯度7688之間經(jīng)差為24、緯差4）第19頁(yè)/共40頁(yè)4）1:100萬(wàn)地形圖行列號(hào)計(jì)算萬(wàn)地形圖行列號(hào)計(jì)算 行號(hào) 列號(hào) 式中 、 分別指北緯和東經(jīng)1)6180int(L1)4int(BLB第20頁(yè)/共40頁(yè)5) 5) 計(jì)算計(jì)算1:1001:100萬(wàn)圖幅范圍萬(wàn)圖幅范圍計(jì)算計(jì)算H50的圖幅范圍的圖幅范圍:行號(hào)H得到第8行, 則圖幅最小緯度為8 * 4 = 32;由列號(hào)50,則圖幅最小經(jīng)度為6 * (50 1) - 180 = 114第21頁(yè)/共40頁(yè)2. 1:502. 1:50萬(wàn)萬(wàn)1:50001:5000地形圖的分幅和編地形圖的分幅和編號(hào)號(hào) 1）以1:100萬(wàn)地形圖編號(hào)

11、為基礎(chǔ)（圖89）；2）將1:100萬(wàn)地形圖按所含各比例尺的經(jīng)差和緯差劃分成若干行和列，橫行從上到下、縱列從左到右按順序分別用數(shù)字編號(hào)；3）表示圖幅編號(hào)的行、列代碼均采用三位數(shù)字表示，不足三位時(shí)前面補(bǔ)0，取行號(hào)在前、列號(hào)在后的排列形式標(biāo)記，加在1:100萬(wàn)圖幅的圖號(hào)之后。 第22頁(yè)/共40頁(yè)4）1: :5000001: :5000地形圖地形圖編號(hào)計(jì)算編號(hào)計(jì)算 行號(hào) 列號(hào) 為1:100萬(wàn)地形圖圖廓西北角的經(jīng)度 為1:100萬(wàn)地形圖圖廓西北角的緯度1)int(BBBN1)int(LLLWWLNB第23頁(yè)/共40頁(yè)第24頁(yè)/共40頁(yè)第25頁(yè)/共40頁(yè)3.3.基本比例尺代碼基本比例尺代碼比例尺比例尺 1

12、50萬(wàn) 125萬(wàn) 110萬(wàn) 15萬(wàn) 12.5萬(wàn) 11萬(wàn) 15000 代 代 碼 碼 B C D E F G H 第26頁(yè)/共40頁(yè) 圖 圖幅大小幅大小 1 1 100100萬(wàn)圖幅包含關(guān)系萬(wàn)圖幅包含關(guān)系 地形圖地形圖 比例尺比例尺 緯差緯差 經(jīng)差經(jīng)差 行數(shù)行數(shù) 列數(shù)列數(shù) 圖幅數(shù)圖幅數(shù) 1100萬(wàn) 150萬(wàn) 125萬(wàn) 110萬(wàn) 15萬(wàn) 12.5萬(wàn) 11萬(wàn) 15000 4 2 1 20 10 5 230 115 6 3 130 30 15 730 345 152.5 1 2 4 12 24 48 96 192 1 2 4 12 24 48 96 192 1 4 16 144 576 2304 921

13、6 36864 第27頁(yè)/共40頁(yè)第28頁(yè)/共40頁(yè)課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：已知我國(guó)某點(diǎn)大地坐標(biāo)為（已知我國(guó)某點(diǎn)大地坐標(biāo)為（L117 33 45 ，B39 22 30 ） ，試計(jì)算其在基本，試計(jì)算其在基本比例尺地形圖中的編號(hào)比例尺地形圖中的編號(hào) 1:100萬(wàn)地形圖的編號(hào): 1:50 萬(wàn)地形圖的編號(hào): 1:25 萬(wàn)地形圖的編號(hào): 1:10 萬(wàn)地形圖的編號(hào): 1:5 萬(wàn)地形圖的編號(hào): 1:2.5萬(wàn)地形圖的編號(hào): 1:1 萬(wàn)地形圖的編號(hào): 1:5000 地形圖的編號(hào):J50 J50 J50J50B B001002001002 J50J50C C001003001003J50J50D D002008002

14、008J50J50E E004015004015 J50J50F F008029008029 J50J50G G016058016058J50J50H H031115031115 第29頁(yè)/共40頁(yè)課后自學(xué)內(nèi)容課后自學(xué)內(nèi)容：矩形分幅與編號(hào)：矩形分幅與編號(hào)（ 109頁(yè)）頁(yè)）第30頁(yè)/共40頁(yè)在地形圖上可以：確定點(diǎn)位、點(diǎn)間距離和直線間夾角；可以確定直線的方位；能用地圖進(jìn)行實(shí)地定向；可以確定點(diǎn)的高程和點(diǎn)間高差；可以在圖上勾繪出集水線和分水線，；可以從地形圖上計(jì)算出面積和體積；可以從圖上切取斷面，繪制斷面圖，確定架空和地下管線、隧道、隧洞、人防工程等的位置。 8.3 8.3 地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容地形圖

15、應(yīng)用的基本內(nèi)容一、地形圖的重要作用和用一、地形圖的重要作用和用途途第31頁(yè)/共40頁(yè)二、讀圖注意事項(xiàng)二、讀圖注意事項(xiàng)1.了解地形圖所使用的坐標(biāo)系和高程系統(tǒng) 注意地圖左下角所使用的坐標(biāo)系和高程系統(tǒng)的文字注明 2.熟悉圖例 使用前應(yīng)對(duì)有關(guān)圖例進(jìn)行認(rèn)真閱讀，要熟悉常用的地物符號(hào)和地貌符號(hào) 3.了解測(cè)圖成圖的時(shí)間和圖的類別第32頁(yè)/共40頁(yè)三、三、地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容 1. 1. 判讀點(diǎn)的高程判讀點(diǎn)的高程 點(diǎn)在等高線上：A 點(diǎn)在兩等高線之間：BHBHn hmnnB第33頁(yè)/共40頁(yè)2. 2. 量測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)量測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)根據(jù)坐標(biāo)格網(wǎng)，按圖上距離與比例尺量測(cè)yyyxxxaMaM第34頁(yè)/

16、共40頁(yè)3. 3. 量測(cè)兩點(diǎn)間的距離量測(cè)兩點(diǎn)間的距離 量取直線的長(zhǎng)度-直接量取: 在1:10萬(wàn)的地形圖上量得兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度 L20.2mm，其實(shí)地平距為： D20.21000002020000mm=20200m-坐標(biāo)反算： 量取折線和曲線的長(zhǎng)度：分段2222)()(yxyyxxDABAB第35頁(yè)/共40頁(yè)4. 4. 量測(cè)直線的方位角量測(cè)直線的方位角 直接量?。毫拷瞧?坐標(biāo)反算MNMNMNxxyy arctan注意象限角的劃分第36頁(yè)/共40頁(yè)5. 5. 量測(cè)直線的坡度量測(cè)直線的坡度 要確定圖中地面線AB的坡度i，可用下式計(jì)算：式中d為圖上AB長(zhǎng)度，M為比例尺分母，h為A、B間的高差，D為AB直線的實(shí)