測量與地圖學

測量與地圖學第1頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章普通地圖第一節(jié)普通地圖概述第二節(jié)自然地理要素的表示第三節(jié)社會經(jīng)濟要素的表示第四節(jié)地形圖及其應(yīng)用第五節(jié)國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫第2頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)地形圖及其應(yīng)用一、八種基本比例尺地形圖我國把1：5000、1：1萬、1：2.5萬、1：5萬、1：10萬、1：25萬、1：50萬、1：100萬八種比例尺的地形圖定為國家基本比例尺地形圖。地形圖的內(nèi)容包括有：水文、地形、土質(zhì)、植被、居民地、交通線和境界線。地形圖的特點：（1）內(nèi)容詳細，幾何精度高。（2）采用統(tǒng)一的大地坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)。（3）統(tǒng)一的制圖規(guī)范和圖式。第3頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月二、分類及用途

根據(jù)比例尺分為大、中、小比例尺地形圖三類，隨著比例尺的不同，其內(nèi)容與精度也有區(qū)別，從而他的用途也有所不同。地形圖的主要用途：（1）用于研究區(qū)域概況。（2）提供各種資料和數(shù)據(jù)。（3）作為填繪地理考察內(nèi)容的工作底圖。（4）野外工作的工具。（5）編制專題地圖的底圖。第4頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月1.大比例尺地形圖（1：5000——1：10萬）

用途：從圖上可以直接量取各種精確的數(shù)據(jù)，并能在圖上進行規(guī)劃設(shè)計，可作為專業(yè)調(diào)查和填圖的工作底圖和編制專題地圖的底圖，在軍事上，是指揮人員組織戰(zhàn)斗或戰(zhàn)役中不可缺少的工具，也是炮兵戰(zhàn)斗確定射擊要素的主要工具。2.中比例尺地形圖（1：25萬——1：50萬）精度低于大比例尺地形圖，一般作為總體規(guī)劃用圖，也可作為編制小比例尺專題地圖的底圖，軍事上可作為高級司令部組織戰(zhàn)役，戰(zhàn)略計劃時用圖。3.小比例尺地形圖（小于1：100萬）精度低于大、中比例尺。特點是綜合程度大。用途：概括地表示了區(qū)域的地理特征稱為“一覽圖”，作為國家、省總體規(guī)劃和全國性的各種專題圖的底圖。軍事上，用作戰(zhàn)略規(guī)劃和編繪軍事態(tài)勢圖。

第5頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月三、地形圖的數(shù)學基礎(chǔ)

為了保證地形圖具有良好的精度，對地形圖的數(shù)學基礎(chǔ)，特別是地圖投影的要求很高：方向正確，沒有角度變形，以保證圖上景物形狀與實地相似；地物之間的距離和位置關(guān)系正確，以便于量測。那么，選用什么樣的投影才能滿足這些要求呢？投影和分帶〈一〉投影我國大、中比例尺的地形圖采用橫軸等角切橢圓柱投影，即高斯——克呂格投影。小比例尺地形圖（1：100萬）采用等角圓錐投影。第7頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

高斯——克呂格投影的原理是：假設(shè)用一空心橢圓柱橫套在地球橢球體上，使橢圓柱軸通過地心，橢圓柱面與橢球體面某一經(jīng)線相切；然后，用解析法使地球橢球體面上經(jīng)緯網(wǎng)投影到橢圓柱面上，并保持角度相等的關(guān)系，最后將橢圓柱面切開展平，就得到投影后的圖形。

這個投影是德國數(shù)學家、天文學家高斯于1825年擬定，后經(jīng)德國大地測量學家克呂格于1912年對投影公式加以補充，故稱高斯——克呂格投影(gausskriging)。第8頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

該投影后的經(jīng)緯網(wǎng)圖形可看出以下三條規(guī)律：(1)中央經(jīng)線和赤道為垂直相交的直線，也是經(jīng)緯網(wǎng)圖形的對稱軸。(2)經(jīng)線為對稱并凹向于中央經(jīng)線的曲線，緯線為對稱并凸向于赤道的曲線，經(jīng)緯線投影后正交，沒有角度變形。(3)中央經(jīng)線上沒有長度變形，其余經(jīng)線的長度略大于球面實際長度，離中央經(jīng)線東西兩側(cè)愈遠，其變形愈大。（在赤道上，經(jīng)差為±3°，長度變?yōu)?.38%）。

第9頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）分帶

為了控制變形，采用分帶投影的辦法，規(guī)定1：2.5萬——1：50萬地形圖采用經(jīng)差6°分帶;1:1萬及更大的比例尺地形圖采用3°分帶。6°分帶法：從格林威治0°經(jīng)線（本初子午線），自西向東按經(jīng)差每6°為一投影帶，全球共分60個投影帶，依次編號為1——60。我國位于東經(jīng)72°——136°之間，共包括11個投影帶，即13——23帶。3°分帶法：從東經(jīng)1°30′算起，自西向東按經(jīng)差3°為一個投影帶，全球共分為120個帶，我國位于24——45帶。第10頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

每帶帶號與其中央經(jīng)線的經(jīng)度有如下關(guān)系：centralmeridian

6°帶中央經(jīng)度λ中=6°xn-3°3°帶中央經(jīng)度λ中=3°xn地形圖上的坐標網(wǎng)

為了在地圖上迅速而準確的指示目標位置和確定方向，距離、面積等，高斯——克呂格投影的地圖上繪有兩種坐標網(wǎng)：地理坐標網(wǎng)（經(jīng)緯網(wǎng)）和直角坐標網(wǎng)（方里網(wǎng)）。

(一）地理坐標網(wǎng)規(guī)定1：1萬——1：10萬比例尺的地形圖上，每幅圖的內(nèi)圖廓為經(jīng)緯線，而圖內(nèi)不加繪經(jīng)緯線，經(jīng)緯度數(shù)值注記在內(nèi)圖廓的四角，在內(nèi)外圖廓間，還繪有黑白相間或僅用針線表示經(jīng)差、緯差1′的分度帶。需要時將對應(yīng)點相連接，就可構(gòu)成很密的經(jīng)緯網(wǎng)。在1：25萬——1：100萬地形圖上，直接繪出經(jīng)緯網(wǎng)有時還繪有加密經(jīng)緯網(wǎng)的加密分割線。緯度注記在東西內(nèi)外圖廓間，經(jīng)度注記在南北內(nèi)外圖廓間。第11頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）直角坐標網(wǎng)1.坐標系的建立和起算直角坐標網(wǎng)是以每一投影帶的中央經(jīng)線為縱軸（X軸），赤道作為橫軸（Y軸），縱坐標以赤道為0起算，赤道以北為正，以南為負。我國位于北半球，縱坐標都是正值。

橫坐標本來應(yīng)以中央經(jīng)線為0起算，以東為正，以西為負，但因坐標數(shù)值有正有負，不便于使用，所以，又規(guī)定凡橫坐標值均加500千米即等于將縱坐標軸向西移500千米，橫坐標從此起算則均為正值。第13頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月2.直角坐標網(wǎng)又叫方里網(wǎng)的構(gòu)成。3.坐標的注記縱坐標注記在東西內(nèi)外圖廓間，由南向北增加（四位數(shù)）；橫坐標注記在南北內(nèi)外圖廓間，由西向東增加。地圖四角注有全部坐標數(shù)。橫坐標前兩位為帶號，其余只注最后兩位公里數(shù)。第14頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

規(guī)定1：10萬和更大的比例尺地形圖繪制方里網(wǎng)，其間隔規(guī)定如下表：比例尺圖上方里網(wǎng)間隔相應(yīng)實地長度1：1萬10cm1km1：2.5萬4cm1km1：5萬2cm1km1：10萬2cm2km（三）相鄰?fù)队皫D幅的拼接

由于高斯——克呂格投影的經(jīng)線是向投影帶的中央經(jīng)線收斂的，它和坐標縱線有一定的夾角，叫子午線收斂角。所以當相鄰兩帶的圖幅拼接時，方里網(wǎng)就形成了折角。這就給拼接使用地圖帶來很大的困難，第15頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

于是規(guī)定在一定的范圍內(nèi)把鄰帶的坐標延伸到本帶的圖幅上，這就使某些圖幅上有兩個方里網(wǎng)系統(tǒng)，一個是本帶的，一個是鄰帶的，為了區(qū)別，圖廓內(nèi)繪有本帶方里網(wǎng)，圖廓外繪鄰帶方里網(wǎng)的小段，需要使用時才連繪出來，這樣相鄰圖幅就具有統(tǒng)一的直角坐標系統(tǒng)。第16頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

繪有鄰帶方里網(wǎng)的區(qū)域范圍是沿經(jīng)線呈帶狀分布的，所以叫重疊帶。重疊帶的實質(zhì)就是將投影帶的范圍擴大，即西帶向東帶延伸30′（1：10萬），東帶向西帶延伸15′（1：5萬）。第17頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月地形圖上的高程和注記1.絕對高程、相對高程和高差絕對高程：地面上點到大地水準面的垂直距離，也叫海拔或真高。相對高程：地面上點到任意假定水準面的高度叫相對高度或假定高度。高差：地面上兩點間高程差叫高差或比高。

2.注記高程注記有兩種：一種是點的高程，用黑色數(shù)字注記，字頭朝向北圖廓；另一種是等高線的高程，用棕色數(shù)字注記，字頭朝向上坡方向。第18頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月四、地形圖的分幅與編號

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(yīng)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）地形圖的分幅方法：一是矩形分幅，一是經(jīng)緯線分幅（也叫梯形分幅）。我們國家基本比例尺地形圖采用經(jīng)緯線分幅。第20頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）1：100萬地形圖的分幅和編號

分幅：經(jīng)差6°緯差4°由經(jīng)度180°開始按經(jīng)差6°自西向東將全球分成60縱行，用1.2……60表示。由赤道開始，按緯差4°將南北半球各分成22橫列，依次用字母A.B……V表示。（60°-76°經(jīng)差12°，76°-88°經(jīng)差24°）編號:每幅1：100萬地形圖的編號是由列號和行號所組成，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″E39°50′10″N)第21頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月1:100萬J-50；1:50萬J-50-A；1:25萬J-50-A-b；1:10萬J-50-5；1:5萬J-50-5-B；1:2.5萬J-50-5-B-4；1:1萬J-50-5-(24)。第22頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）1:50；1：25萬；1：10萬地形圖分幅和編號1、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。代碼為A,B,C,D例J-50-A第23頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月2、1：25萬：按經(jīng)差1°30′緯差1°分幅，1：100萬一幅地形圖含16幅1：25萬地形圖。代碼為a,b,c,d。

編號：在1：50萬圖幅編號后加上該代碼例如：J-50-A-b3、1：10萬：按經(jīng)差30′緯差20′分幅，每幅1：100萬圖含144幅1：10萬圖代碼為1、2...144，編號是在1：100萬的編號后加上自然序數(shù)代碼：例J-50-5

第24頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）1：5萬、1：2.5萬、1：1萬；分幅編號1、1：5萬：分幅按經(jīng)差15′緯差10′分幅，每幅1：10萬圖含4幅1：5萬地形圖編號是在1：10萬圖編號后加上自己的序號A、B、C、D例J-50-5-B2、1：2.5萬：按經(jīng)差7′30″，緯差5′分幅，每幅1：5萬圖含4幅1：2.5萬地形圖。代碼為1、2、3、4，例J-50-5-B-43、1：1萬：按經(jīng)差3′45″，緯差2′30″分幅，每幅1：10萬圖含64幅1：1萬地形圖。代號（1）（2）、（3）……（64）編碼為在1：10萬地形圖的圖號后面，分別加上各自的代號，例J-50-5-(24)

第25頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月1991年實施的國家地形圖分幅和編號新情況1:100萬圖幅行號字母碼1:100萬圖幅列號數(shù)字碼圖幅行號數(shù)字碼圖幅列號數(shù)字碼比例尺代碼I49D006002第26頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月比例尺行號列號編號示例1:100萬A、B…V1、2…60I491:50萬001-002001-002I49B0010011:25萬001-004001-004I49C0020011:10萬001-012001-012I49D0060021:5萬001-024001-024I49E011