地圖學第一章地圖基本知識

主講：羅慶Telephone-email:luoqing518@163.com金山快盤：luoqing518@163.comQQ：17799805地圖學

Cartography課程體系選修課必修課公共必修課專業(yè)核心課專業(yè)方向課公共選修課專業(yè)選修課一、本課程的性質二、本課程的學習內容基礎理論、地圖應用、地圖制作Arcgis10.0

、AutoCAD三、本課程的教與學授課方式：多媒體、上機練習期末考核：期末考試占70%（100分）、平時成績占30%（100分），平時成績包括實驗、課堂提問和考勤。

四、參考書籍教材：祁向東.地圖學原理.武漢：武漢大學出版社，2012.參考教材：1.毛贊猷等.現(xiàn)代地圖學教程.北京：高等教育出版社，2008.2.王家耀等.地圖學原理與方法.北京：科學出版社，2006.實驗教材：湯國安，楊昕.ARCGIS地理信息系統(tǒng)空間分析教程（第二版）.北京：科學出版社，2012.第1章地圖的基本知識地圖的基本特征和定義地圖的內容、功能和分類地圖的成圖方法地形圖的分幅與編號地圖學的定義及學科體系地圖的三要素比例尺方向圖例和注記刻在石頭上的地圖

古代用樹枝做的地圖

公元前1500年樹枝和貝殼制作的航海圖新石器時代的壁畫地圖

古代上海地圖

七世紀中葉的亞洲（唐朝）清代的實測地圖《皇輿全覽圖》基于CA模型的開封市土地利用演化模擬：2002、2010a、2010b

鐵路服務范圍分析移動電話信號覆蓋范圍鞏義市初級中學分布圖鞏義市行政村人口分布圖初級中學1-10km緩沖區(qū)圖各行政村最近學校示意圖河南省專業(yè)村的空間分布圖河南省林果專業(yè)村的空間分布圖河南省養(yǎng)殖、養(yǎng)蠶和食用菌專業(yè)村的空間分布圖

隨著科學技術的進步，使地圖的制作精度不斷提高，表現(xiàn)形式更加多樣、應用功能不斷擴大、制圖理論日趨成熟。地圖成為生產(chǎn)建設、科學試驗、日常生活不可或缺的工具，地圖學也發(fā)展為一門具有完善學科體系及多層次地圖理論的綜合性學科。（一）地理信息的載體

地圖容納和儲存了數(shù)量巨大的信息，而作為信息的載體，可以是傳統(tǒng)概念上的紙質地圖、實體模型、可以是各種可視化屏幕影像、聲像地圖，也可以是觸覺地圖。第1節(jié)地圖的特征和定義一、地圖的基本特征（二）數(shù)學法則的結構地圖的數(shù)學法則：地圖投影、比例尺、各種坐標系統(tǒng)。①地圖投影地球橢球體是一個不可展曲面，將其展開成平面必然會產(chǎn)生誤差。地圖投影的任務是掌握誤差的性質、分布和大小。

地球表面展開成平面②地圖比例尺確定地圖縮小的倍數(shù)地圖比例尺③坐標系統(tǒng)（地圖定向）

地圖上的三北方向（三）有目的的圖形概括縮小了的地圖不可能容納地面所有的現(xiàn)象。（四）符號系統(tǒng)的運用

把制圖對象的地理位置及范圍，質量和數(shù)量特征，時-空分布規(guī)律與相互關系，用十分概括與抽象的符號加以表示。二、地圖的定義A.H.Robinson等認為，地圖是空間關系和空間形式的視覺圖解表象。C.Board提出，地圖是為某種目的或若干目的，需要傳達的地理現(xiàn)實的全面表象和智能的抽象。K.Wiss認為，地圖是“地理現(xiàn)實世界的表現(xiàn)或抽象，以視覺的、數(shù)字的或觸覺的方式表現(xiàn)地理信息的工具”。地圖的定義：

按照一定的數(shù)學法則,將地球(也包括其他星球）上的地理信息（內容），通過科學的概括，并運用符號系統(tǒng)表示在一定載體上的圖形（形式），以傳遞他們的數(shù)量、質量特征及其空間分布和發(fā)展變化（目的、結果）。

第2節(jié)地圖的內容、功能和分類一、地圖的構成要素

表達地理信息的各種圖形符號、文字注記。

確定地圖空間信息的依據(jù)，包括比例尺、地圖投影各種坐標系統(tǒng)、控制點。

圖名、圖例、地圖編號編制出版信息等輔助地圖使用的要素。（一）圖形要素（二）數(shù)學要素（三）輔助要素（1）地圖投影（2）坐標系統(tǒng)（3）比例尺（4）控制點（5）地圖定向二、地圖的功能

（一）地理信息的載負地圖是空間信息的理想載體，可獲得直接信息和間接信息。（二）地圖的傳遞功能（三）模擬功能模型與它表示的對象具有相似性。1.可以組成整體、全局的概念，也就是確立地理信息明確的空間位置。

（四）認識功能2.獲得物體所具有的定性及定量特征。1990年各縣人均GDP與全國之比1998年各縣人均GDP與全國之比（3）建立地物與地物或現(xiàn)象與現(xiàn)象間的空間關系。（4）易于建立正確的空間圖像（一）按比例尺分類大（≥1：10萬）中（1：10萬～1：100萬）小（≤1：100萬）三、地圖的類型（二）按圖的圖型分類有普通地圖與專題地圖之分。普通地圖是表示自然地理和社會經(jīng)濟一般特征的地圖，它并不偏重某個要素。主要表示水文、地形、土質植被、交通網(wǎng)、居民點和境界線七大要素。普通地圖按內容的概括程度，區(qū)域及圖幅的劃分狀況等分為地形圖和地理圖。專題地圖是著重表示一種或幾種主體要素及它們之間互相關系的地圖。

洛陽一拖集團供應商空間分布圖（三）按區(qū)域范圍⑴星球圖，地球圖⑵世界圖，大洲圖,大洋圖,半球圖⑶國家圖，次級行政區(qū)圖等⑷局部區(qū)域圖:海域圖，區(qū)域圖等（四）其他分類1.按地圖的瞬時狀態(tài)：靜態(tài)地圖和動態(tài)地圖。

2.按用途：教學地圖、文化地圖、軍用地圖等。

3.按語言種類：漢語地圖、少數(shù)民族語言地圖等。

4.按出版使用方式：桌圖、掛圖、屏幕地圖、地圖集。5.按歷史年代：分為古代地圖、近代地圖、現(xiàn)代地圖。

6.按地圖維數(shù)分類：平面圖形及立體圖形第3節(jié)地圖的成圖方法

現(xiàn)代地圖的生產(chǎn)，可以分為實測成圖和編繪成圖兩類。一、實測成圖法指在現(xiàn)場或記錄載體上，利用各種測量設備、采用不同方法進行測量作業(yè)，將成果縮小繪制在介質上的過程。大比例尺地圖一般都采用該方法。

（一）野外地形測圖應用不同的儀器設備，如水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀等直接在現(xiàn)場施測，獲得測量數(shù)據(jù)，進行地形圖制作。（二）攝影測量成圖IKONOS影像TheimagewereacquiredbytheShuttleRadarTopographyMissionaboardtheSpaceShuttleEndeavor,Feb.,2000二、編繪成圖法

根據(jù)已有的地圖或其他編圖資料，在室內編制新圖的方法。中小比例尺地形圖、普通地圖和專題地圖都采用編繪成圖。根據(jù)編圖資料、應用的設備和技術手段不同，可分為常規(guī)編圖、遙感制圖和數(shù)字制圖三種。（一）常規(guī)編圖

根據(jù)地圖、航空像片判讀成果、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文字資料及必要的室外調繪，應用傳統(tǒng)的制圖技術編制地圖的方法。（二）遙感制圖它是利用航空和衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行各種地圖編制的過程。（三）數(shù)字制圖它是應用計算機和圖像輸入、顯示和輸出設備，在制圖軟件的支持下，模擬手工作業(yè)各階段進行地圖設計和原圖編繪的成圖方法。一、地形圖的分幅與編號（舊）為了保管和使用方便，每一種基本比例尺地形圖都規(guī)定有一定的圖廓大小，每一幅圖都具有相應的號碼標志，這項工作叫地形圖的分幅和編號（我國1：10萬7000幅；河北省1：1萬8090幅）地形圖分幅方法：一是矩形分幅，一是經(jīng)緯線分幅（也叫梯形分幅）。我國基本比例尺地形圖采用經(jīng)緯線分幅。第4節(jié)地形圖的分幅與編號（一）1：100萬地形圖分幅編號分幅（經(jīng)差6°緯差4°）：由經(jīng)度180°始按經(jīng)差6°自西向東將全球分成60縱行，用1、2…60表示；由赤道始，按緯差4°將南北半球各分22橫列，用字母A、B…V表示。編號:每幅1：100萬地形圖編號由列號和行號組成，列號在前，行號在后，中間連一短線，如北京所在圖幅，J-50(北京116°05′15″E，39°50′10″N)北京所在圖幅，J-50(116°05′15″E，39°50′10″N)（二）1:50萬；1:25萬；1:10萬地形圖分幅編號1：50萬：按經(jīng)差3°緯差2°分幅；每幅1：100萬圖含4幅1：50萬圖；代號A,B,C,D；例J-50-A1：25萬：經(jīng)差1°30′緯差1°分幅；每幅1：100萬圖含16幅；代號[1]、[2]…[16]；例:J-50-[1](編號1：100萬幅后加上代號)1：10萬：按經(jīng)差30′緯差20′分幅；每幅1：100萬圖含144幅；代號1、2…144；例：J-50-5（編號在1：100萬幅編號后加上自然序數(shù)代號）（三）1:5萬、1:2.5萬、1:1萬分幅編號1：5萬：(經(jīng)差15′緯差10′)，每幅1:10萬圖含4幅；編號是在1：10萬幅后加上自己的序號A、B、C、D；例：J-50-5-B。1:2.5萬(經(jīng)差7′30″，緯差5′)：每幅1:5萬圖含4幅；代號為1、2、3、4；例：J-50-5-B-4。1:1萬：(經(jīng)差3′45″，緯差2′30″），每幅1:10萬圖含64幅；代號為（1）、（2）、（3）…（64）；編號：1:10萬圖號后，分別加上各自的代號，例：J-50-5-(24)。1：5000：在1:1萬地形圖基礎上，

按經(jīng)差1′52.5″，緯差1′15″，劃分為2行2列，用小寫（a),(b),(c),(d)表示，如J-50-5-（31）-（c)。河北100萬圖幅編號K-49J-49J-50K-50114°00′40°00′114°00′40°00′J-50-1１6457８1:1萬J-50-1-8河北10萬、1萬圖幅編號J-50-144J-50-12二、地形圖的分幅與編號（新）

（一）新的地形圖分幅：各種比例尺地形圖均以1：100萬地形圖為基礎圖，沿用原分幅各種比例尺地形圖的經(jīng)緯差（如表），全部由1：100萬地形圖按相應比例尺地形圖的經(jīng)緯差逐次加密劃分圖幅，以橫為行，縱為列。（二）地形圖的分幅與編號（新）按經(jīng)度劃分按緯度劃分河北新圖幅編號114°00′40°00′2×2＝４幅50萬B4×4＝16幅25萬C12×12＝144幅10萬D24×24＝576幅5萬E48×48＝2304幅2.5萬F96×96＝9216幅1萬GJ

50

G

003

004100萬行100萬列比例代碼行號列號河北新圖幅編號114°00′40°00′1-96列1-96行J50G005003J50圖解法某地地理坐標為北緯30°18′10″，東經(jīng)120°09′15″，求該地1：5萬和1：1萬地形圖圖號（舊）求點所在地1：100萬比例尺地形圖圖號，以列行形式表達，并注出該圖幅四角點的經(jīng)緯度；列數(shù)=φN/4°（有余數(shù)，則加1）行數(shù)=30+λE/6°（有余數(shù)，則加1,我國在東半球多30）以經(jīng)差Δλ=30′，緯差Δφ=20′，將1：100萬圖幅分成12行12列，計144幅1：10萬圖幅，確定1：10萬圖幅序號以經(jīng)差Δλ=15′，緯差Δφ=10′，將1：10萬圖幅分成2行2列，計4幅1：5萬圖幅，，確定1：5萬圖幅序號以經(jīng)差Δλ=3′45″，緯差Δφ=2′30″，將1：10萬圖幅分成8行8列，計64幅1：1萬圖幅，，確定1：1萬圖幅序號。H-51北緯30°18′10″，東經(jīng)120°09′15″(三）新編號系統(tǒng)的應用

（1）由已知某地地理坐標（x，y），則按下列程序計算其所在某比例尺地形圖的圖號：

A.按下列公式求出基礎圖1：100萬圖幅的圖號：

h=[y/△y]+31l=[x/△x]+1

其中y表示緯度，△y表示百萬分之一地圖的緯差；x表示經(jīng)度，△x表示百萬分之一地圖的經(jīng)差。[]為商取整符號，如9.3則取9。h表示行號，l表示列號B.按下式計算所求圖號的地形圖在基礎圖幅內位于的行號和列號：

h′=△y/△y′

—[（y/△y）/△y′] l′=[(x/△x)/△x′]+1

其中△y、△x表示百萬分之一地形圖的緯差、經(jīng)差；△y′、△x′表示所求圖號的地形圖圖幅的緯差與經(jīng)差，h’表示行號、l′表示列號。備注：其中[]為商取整符號，()表示求余數(shù)如(39°22’30’’/4°)=3°22’30’’C.計算的結果引入欲求圖號那地形圖的比例尺代碼，按圖號構成規(guī)律，寫出所求的圖號。如北京某地的地理坐標為（114°33’45’’，39°22’30’’），則該地所在1：10萬地形圖的圖號為：J50D002002。[作業(yè)]已知某地地理坐標為λ=116°03′45″Eδ=39°40′求其所在1：100萬，1：50萬，1：25萬，1：10萬和1：1萬地形圖的編號。傳統(tǒng)地圖學的定義:ICA（InternationalCartographicAssociation）的定義

:魯濱遜（Robinson）的定義

:J.L.莫里遜——信息論:第5節(jié)地圖學的定義及相關學科一、地圖學的定義

地圖學是研究空間信息圖形表達、存貯和傳遞的科學。地圖學是一個傳輸系統(tǒng)，包含了從地圖制作到使用的各個環(huán)節(jié)之間聯(lián)系的探索。傳輸鏈：客觀存在→制圖者的概念→地圖→地圖讀者。研究制作地圖的藝術、科學和技術以及把地圖作為科學文件和藝術作品。研究地圖的發(fā)展與實質,同時也是研究地圖編制與復制的科學。K.A.薩里謝夫——模型論:《辭?！罚?980版）的定義:本書的定義:

地圖學是用特殊的形象符號模型（地圖圖形）來表示和研究自然與社會現(xiàn)象的空間分布、組合和相互聯(lián)系及其在時間中變化的科學。研究地圖及其制作理論、工藝技術和應用的科學。地圖學是以地圖信息傳遞為中心的，探討地圖的理論實質、制作技術和使用方法的綜合性科學。二、地圖學的學科體系和理論的發(fā)展

地圖學在其逐步發(fā)展過程中，所包括的學科組成結構也在不斷的變化與組合。早期的地圖學是由數(shù)學地圖學、地圖編制學、地圖制印三個分支學科組