地圖學(xué)自主學(xué)習(xí)

1、地圖學(xué)自主學(xué)習(xí)班級：姓名： 學(xué)號：作業(yè)一：地圖投影一、 地圖投影的概念：地圖投影是把地球表面的任意點，利用一定數(shù)學(xué)法則，轉(zhuǎn)換到地圖平面上的理論和方法。其書面概念化定義：地圖投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的點與投影平面（即地圖平面）上點之間的一一對應(yīng)關(guān)系的方法。即建立之間的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換公式。它將作為一個不可展平的曲面即地球表面投影到一個平面的基本方法，保證了空間信息在區(qū)域上的聯(lián)系與完整。這個投影過程將產(chǎn)生投影變形，而且不同的投影方法具有不同性質(zhì)和大小的投影變形。由于球面上任何一點的位置是用地理坐標（，）表示的，投影在平面上的點位以直角坐標表示（x、y），按投影的定義，地圖投影的一

2、般方程式為：=f1(，)y=f2(，) 根據(jù)地圖投影的一般公式，只要知道地面點的經(jīng)緯度（，），便可以在投影平面上找到相對應(yīng)的平面位置（，），這樣就可按一定的制圖需要，將一定間隔的經(jīng)緯網(wǎng)交點的平面直角坐標計算出來，并展繪成經(jīng)緯網(wǎng)，構(gòu)成地圖的“骨架”。經(jīng)緯網(wǎng)是制作地圖的“基礎(chǔ)”，是地圖的主要數(shù)學(xué)要素。二、地圖投影的變形：1、投影變形的性質(zhì):地圖投影的變形具體表現(xiàn)為以下三個方面：長度（距離）、角度（形狀）變形和面積變形。為了能夠正確使用地圖，必須了解因投影所產(chǎn)生的變形。2、變形的橢圓：其意思是，地球上一個無窮小的圓微分圓（也稱單位圓），在投影后一般地成為一個微分橢圓，然后再利用變形橢圓去解釋各種變形

3、的特征。3、長度比：投影中長度比在一般情況下是個變量，它不僅隨該點的坐標位置變化，而且隨著在一點上的方向亦變化。4、角度變形：當一只某點的主方向長度比a、b時，我們可通過sin/2=a-b/a+b 來計算出該點的最大角度變形值。5、面積比：可以通過變形橢圓來研究面積比：P=ab式中a、b為主方向長度比。三、地圖投影的分類：地圖投影的種類很多，通常采用按地圖投影的構(gòu)成分類和按地圖投影的變形性質(zhì)分類兩種分類方法：1、按地圖投影的構(gòu)成方法分類：1）幾何投影2）非幾何投影2、按投影變形性質(zhì)的分類：1）等角投影2）等積投影3）任意投影四、投影計算舉例：1、等角割圓錐投影：1）圓錐投影的一般公式。2）等角

4、圓錐投影的一般公式。3）等角割圓錐投影公式。2、等角圓柱投影：1）圓柱投影的一般公式。2）墨卡托投影。3）高斯-克呂格投影 ：高斯投影是建立高斯平面直角坐標系的理論基礎(chǔ)。假象一橢圓柱套在地球橢球外面，并與某一子午線（稱中央子午線）相切，橢圓柱中心軸通過地球橢圓中心。按保角條件一一投影后角度不變，將中央子午線東西兩側(cè)個一定經(jīng)度范圍內(nèi)相應(yīng)地區(qū)的地球表面圖形投影到橫圓柱面上。沿過極點P的母線將橢圓柱面剪開并展成平面，此平面稱高斯投影面。（如圖所示）高斯投影有以下三條規(guī)律：（1）旋轉(zhuǎn)橢球體面上兩極間經(jīng)差相等的投影帶的子午線，除中央子午線投影后長度不變且為直線外，其余子午線投影后為凹向中央子午線的曲線，

5、并以中央子午線為對稱軸，其長度大于投影前長度，且離中央子午線愈遠變形愈大，因此投影帶上的線段除位于中央子午線上者外，其投影后長度均較實地長度增長。（2）投影后的緯圈除赤道為直線外，其余均為凸向赤道的曲線，并以赤道為對稱軸。 （3）經(jīng)線與緯圈投影以后仍然保持正交。中央子午線與赤道投影后，變成互相垂直的直線。高斯投影直角坐標系：以各投影帶中央子午線與赤道交點為原點，中央子午線北方向為X軸正方向，赤道東方向為Y軸正方向所建立的平面坐標系稱為高斯平面直角坐標系。高斯投影的分帶：為了將投影變形控制在允許范圍內(nèi)，可將地球橢球按一定經(jīng)差劃分若干投影區(qū)，然后逐區(qū)進行高斯投影，并展開成的高斯投影面，稱高斯投影分

6、帶。如圖所示： 4、通用橫軸墨卡托投影。五、地圖投影的選擇：1、投影選擇的依據(jù)：1）制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍。2）比例尺。3）地圖的內(nèi)容。4）出版方式。2、世界地圖投影的選擇：1）多圓錐投影。2）圓柱投影。3）偽圓柱投影：（1）桑森投影（2）摩爾威特投影（3）庫德投影3、區(qū)域地圖投影的選擇：1）方位投影：（1）正軸方向投影（2）橫軸與斜軸方位投影。2）圓錐投影：（1）等角割圓錐投影(2)等積割圓錐投影。3)偽圓錐投影 六、地圖投影的變換：在地圖編制的過程中，經(jīng)常遇到資料地圖與新編地圖之間投影不一致，因而必須將資料地圖所用的投影，通過某種變換，成為新編地圖的投影網(wǎng)格。1、投影變換的一般公式

7、2、解析變換法3、數(shù)值變換法。七、圖號：舊圖號劃分：在1：100萬中緯度4度、經(jīng)度6度一帶劃分，經(jīng)度是自西向東劃分。緯度用字母表示如A：0-4度，B：4-8度.，C：8-12度。經(jīng)度用數(shù)字表示如1：180-174w，2：174-168w。 在1：50萬中把1：100萬 四等分從左到右，從上到下。以此編為ABCD。在1：100萬后加上A或者B、C、D，來表示區(qū)域。 在1：25萬 圖中把1：100萬中的十六等分計為12316。 1：10萬圖中把1：100萬的圖分為12*12等分計為1，2，3，144在1：5萬的圖中以1：10萬為基礎(chǔ)，把每個格子四等分計為ABCD。在1：2.5萬圖中在1：5萬為基礎(chǔ)

8、進行每個單元四等分，計為1、2、3、4。以下就這幾種 圖號舉例。1：100萬 H-50。1：50萬H-50-A。1：25萬H-50-15。1：10萬H-50-89。1：5萬H-50-89-A。1：2.5萬H-50-89-A-1。接著介紹新圖號的劃分：1、比例尺代號:A: 1：100萬，B: 1：50萬，C: 1：25萬，D:1：10萬， E: 1：5萬，F(xiàn): 1：2.5萬，G: 1：10000，H：1：5000。2、方法：100萬圖幅行號100萬圖幅列號比例尺編號行號數(shù)（3位）列號數(shù)（3位）。3、舉例：如舊的J-50-C 轉(zhuǎn)換 為新的 J-50-B-002-001（002 表示 在第二行，00

9、1 表示在第一列）如舊的 J-50-11 轉(zhuǎn)換 位新的 J-50-C-003-003。說明，比例尺代號就已經(jīng)確定了圖幅的劃分，后面的行號數(shù)表示此圖副在整個劃分中的所在行數(shù)，同理列號數(shù)表示此圖副在整個劃分中的列數(shù)。圖號的計算，如何根據(jù)圖號推算經(jīng)緯度數(shù)：如H-50-89-A，推算四個角點。1.H表示緯度，H是第八個字母，它代表的緯度的上線 8*4=32；可知H的緯度范圍是28-32度之間。50表示經(jīng)度，它所代表的是東面的經(jīng)度，|180-50*6|=120度是東面的經(jīng)度。而且超過30表示E。所以50所表示的是E114-E120度。2.計算89，因為89是1：10萬中的分幅，89/12=75。可知89

10、是在第7+1行，第5列，所以89的緯度范圍是從32-7*4/12到32-8*4/12。經(jīng)度范圍是從114+4*6/12到114+5*6/12。3.A是表示是1：5萬的圖幅是在89號的圖幅中進行四等分。例：“H”代表緯度在28-32，具體是從北緯0-4用A開始依次分劃?！?9”代表：在1：10萬的圖中，劃分成12行*12列，計算第89格所在的位置。八、三北方向：真北 磁北 坐標北九、國家基本比例尺：1：1000000 1：500000 1：250000 1：100000 1：500001：25000 1：10000 1：50000作業(yè)二：統(tǒng)計圖的編制浙江省各市、縣總戶數(shù)的統(tǒng)計圖的編制步驟一、專題

11、地圖數(shù)據(jù)類型及處理1.專題地圖數(shù)據(jù)類型：地圖數(shù)據(jù)：把浙江省69個行政區(qū)劃圖作為地圖數(shù)據(jù)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)：2010年浙江省統(tǒng)計年鑒，在統(tǒng)計圖中，所有涉及的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，均來源于各級政府的有關(guān)統(tǒng)計部門和各專業(yè)單位統(tǒng)計機構(gòu)所收集、整理、發(fā)布的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)。因為這樣收集到的資料具有政治性、科學(xué)性、完備性以及現(xiàn)實性。2.專題數(shù)據(jù)的處理加工：歸并、分類，在統(tǒng)計年鑒中選出總戶數(shù)的數(shù)據(jù)如下：浙江省各市、縣總戶數(shù)地區(qū)總戶數(shù)（萬戶）地區(qū)總戶數(shù)（萬戶）地區(qū)總戶數(shù)（萬戶）杭州市區(qū)126.92海寧市18.27岱山縣8.14富陽市21.88桐鄉(xiāng)市18.29嵊泗縣3.02臨安市18.86嘉善縣12.43衢州市區(qū)29.17建德市1

12、7.49海鹽縣12.05江山市19.52桐廬縣15.07湖州市區(qū)34.49常山縣10.3淳安縣15.06德清縣13.57開化縣10.94寧波市區(qū)88.81長興縣21.38龍游縣15.25余姚市31.14安吉縣15.57臺州市區(qū)50.17慈溪市42.75紹興市區(qū)23.88溫嶺市42.9奉化市18.27諸暨市40.15臨海市38.45象山縣19.08上虞市29.29玉環(huán)縣14.07寧海縣22.41嵊州市26.9三門縣13.2溫州市區(qū)43.29紹興縣25.66天臺縣19.57瑞安市32.02新昌縣16.51仙居縣14.98樂清市38.15金華市區(qū)37.22麗水市區(qū)15.88洞頭縣3.86蘭溪市23.

13、08龍泉縣8.99永嘉縣28.06東陽市32.14青田縣15.56平陽縣24.44義烏市31.35云和縣3.54蒼南縣34.37永康市21.93慶元縣7.34文成縣12.52武義縣13.32縉云縣17.74泰順縣11.41浦江縣14.92遂昌縣8.1嘉興市區(qū)27.12磐安縣8松陽縣8.45平湖市14.65舟山市區(qū)25.54景寧自治縣5.35由于對圖的準確性要求不高，于是可以根據(jù)數(shù)據(jù)分成6個等級每個級差為10萬戶大致可以區(qū)分各個地區(qū)的總戶數(shù)等級。因為是統(tǒng)計總戶數(shù)有關(guān)于人數(shù)的問題，故選擇采用暖色調(diào)來表示總戶書的多少，顏色越鮮艷則總戶數(shù)越多，顏色越淺則作業(yè)三：規(guī)劃圖的編制寧波化工區(qū)總體用地規(guī)劃圖的編

14、制步驟（網(wǎng)紋圖）1、收集資料：在編制寧波化工區(qū)用地整體規(guī)劃圖的過程中，收集了寧波化工區(qū)土地利用規(guī)劃圖，此圖來自寧波市政府的有關(guān)統(tǒng)計部門和各專業(yè)單位的統(tǒng)計機構(gòu)所搜集、整理、發(fā)布。所選材料具有權(quán)威性和代表性。2、數(shù)據(jù)處理：根據(jù)詳細城區(qū)圖中各塊土地的使用狀況進行分類，分成：1、居住用地 2、水域及其他用地 3、倉儲用地4、綠地 5、公共用地 6、特殊用地7、山地 8、市政用地 9、工業(yè)用地 10、對外交通用地3、地圖底圖的編制打開Photoshop圖像處理軟件，導(dǎo)入寧波化工區(qū)用地整體規(guī)劃圖。（1）用放大鏡放大該圖，截取寧波化工區(qū)的區(qū)域后對所截取圖片進行矢量化處理。使用地圖概括基本方法中的簡化、夸張，

15、對城市的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行簡化，合并同類底物的碎片。（2）然后，創(chuàng)建圖層，用白色掩蓋掉城區(qū)以外地區(qū)所表示的顏色。并用魔法棒鎖定區(qū)域，然后用橡皮檫檫除原有地圖中原有顏色。（3）根據(jù)寧波化工區(qū)整體規(guī)劃圖中各塊土地的使用狀況進行分類，并選用不同的能表示各種用地特征的網(wǎng)紋來表示不同用地。用魔法棒鎖定要填充網(wǎng)紋的區(qū)域，并在該區(qū)域上填充上特定的網(wǎng)紋。以此類推來填充完整張圖，用不同的特殊的網(wǎng)紋來填充完整張圖，以不同的網(wǎng)紋來區(qū)分不同用地，以此來形成網(wǎng)紋的和諧性，以增加易讀性。以綠地和工業(yè)用地為例，綠地用象征草的線條來表示；工業(yè)用地用細密的網(wǎng)格的網(wǎng)紋來表示。(4)圖例設(shè)計：圖例是地圖上所使用全部地圖符號的說明。圖例對

16、地圖信息傳遞的全部過程都具有重要意義，此處繪制網(wǎng)紋圖，選用面狀符號中大小適中的長方形，并填充了表示相應(yīng)用地的網(wǎng)紋。在設(shè)計時應(yīng)遵循了圖例符號的完備性于一致性，圖例系統(tǒng)的科學(xué)性的基本要求并考慮了藝術(shù)性、易讀性以及便于制作的特點。（5）進行圖面配置。為使該規(guī)劃圖擁有良好的圖面配置總體效果，設(shè)計了清晰易讀的符號及圖形，通過網(wǎng)紋上的變化增強了整體圖面上的視覺區(qū)分度，對編制后的圖放縮到最佳的尺度，配以圖名，圖名為寧波化工區(qū)總體用地規(guī)劃圖，圖名的主要功能是為讀圖者提供地區(qū)的區(qū)域和主題的信息，故將圖名放置在圖的北上方，適當?shù)恼{(diào)節(jié)好圖名的大小，突出圖名。并將圖例放置于圖面中并不顯著的某一角，以減少圖中空白部分，

17、并適當叫調(diào)節(jié)圖例的大小和圖例符號的排列方式、密度、注記字體等的調(diào)節(jié)。以之表現(xiàn)了圖形的平衡視覺效果和良好的圖面內(nèi)容安排。（6）最后，成果輸出，使用噴墨打印機打印該規(guī)劃圖。3、研究結(jié)果：研究寧波化工區(qū)用地整體規(guī)劃的情況，可見寧波化工區(qū)各個區(qū)安排合理，倉儲用地跟交通用地和工業(yè)用地臨近，這樣可以減少運輸成本和符合工業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟布局。并且在工業(yè)區(qū)內(nèi)有大面積的綠地和大面積的河流，這樣可以改善工業(yè)區(qū)的環(huán)境。由圖可看出化工區(qū)的交通便利，并且通過圖可以看出工業(yè)區(qū)位于郊區(qū)，遠離市區(qū)。寧波化工區(qū)總體用地規(guī)劃圖作業(yè)四：規(guī)劃圖的編制寧波化工區(qū)總體用地規(guī)劃圖的編制步驟（文字注記圖）1、收集資料：在編制寧波化工區(qū)用地整體規(guī)

18、劃圖的過程中，收集了寧波化工區(qū)土地利用規(guī)劃圖，此圖來自寧波市政府的有關(guān)統(tǒng)計部門和各專業(yè)單位的統(tǒng)計機構(gòu)所搜集、整理、發(fā)布。所選材料具有權(quán)威性和代表性。2、數(shù)據(jù)處理：根據(jù)詳細城區(qū)圖中各塊土地的使用狀況進行分類，分成：1、居住用地 2、水域及其他用地 3、倉儲用地4、綠地 5、公共用地 6、特殊用地7、市政用地 8、工業(yè)用地 9、對外交通用地3、地圖底圖的編制打開Photoshop圖像處理軟件，導(dǎo)入寧波化工區(qū)用地整體規(guī)劃圖。（1）用放大鏡放大該圖，截取寧波化工區(qū)的區(qū)域后對所截取圖片進行矢量化處理。使用地圖概括基本方法中的簡化、夸張，對城市的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行簡化，合并同類底物的碎片。（2）然后，創(chuàng)建圖層，

19、用白色掩蓋掉城區(qū)以外地區(qū)所表示的顏色。并用魔法棒鎖定區(qū)域，然后用橡皮檫檫除原有地圖中原有顏色。（3）根據(jù)寧波化工區(qū)整體規(guī)劃圖中各塊土地的使用狀況進行分類，并選用不同的能表示各種用地特征的文字注記來表示不同用地。用輸入文字的工具在特定區(qū)域輸入表示該區(qū)域用地情況的文字注記，輸入完后在新建的文字圖層中，移動該文字注記使之處于合理的位置。以此類推來填充完整張圖，用特定的文字注記來填充完整張圖，以不同的文字注記來區(qū)分不同用地，以此來形成注記的和諧性，以增加易讀性。以綠地、居住用地為例，綠地用G來表示；居住用地用R來表示。(4)圖例設(shè)計：圖例是地圖上所使用全部地圖符號的說明。圖例對地圖信息傳遞的全部過程都

20、具有重要意義，此處繪制文字注記圖，則直接用文字注記來作為圖例并在其后標注其所代表的用地名稱，在設(shè)計時應(yīng)遵循了圖例符號的完備性于一致性，圖例系統(tǒng)的科學(xué)性的基本要求并考慮了藝術(shù)性、易讀性以及便于制作的特點。（5）進行圖面配置。為使該規(guī)劃圖擁有良好的圖面配置總體效果，設(shè)計了清晰易讀的符號及圖形，通過文字注記上的變化增強了整體圖面上的視覺區(qū)分度，對編制后的圖放縮到最佳的尺度，配以圖名，圖名為寧波化工區(qū)總體用地規(guī)劃圖，圖名的主要功能是為讀圖者提供地區(qū)的區(qū)域和主題的信息，故將圖名放置在圖的北上方，適當?shù)恼{(diào)節(jié)好圖名的大小，突出圖名。并將圖例放置于圖面中并不顯著的某一角，以減少圖中空白部分，并適當叫調(diào)節(jié)圖例的

21、大小和圖例符號的排列方式、密度、注記字體等的調(diào)節(jié)。以之表現(xiàn)了圖形的平衡視覺效果和良好的圖面內(nèi)容安排。（6）最后，成果輸出，使用噴墨打印機打印該規(guī)劃圖。3、研究結(jié)果：研究寧波化工區(qū)用地整體規(guī)劃的情況，可見寧波化工區(qū)各個區(qū)安排合理，倉儲用地跟交通用地和工業(yè)用地臨近，這樣可以減少運輸成本和符合工業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟布局。并且在工業(yè)區(qū)內(nèi)有大面積的綠地和大面積的河流，這樣可以改善工業(yè)區(qū)的環(huán)境。由圖可看出化工區(qū)的交通便利，并且通過圖可以看出工業(yè)區(qū)位于郊區(qū)，遠離市區(qū)。寧波化工區(qū)總體用地規(guī)劃圖作業(yè)五：規(guī)劃圖的編制寧波化工區(qū)總體用地規(guī)劃圖的編制步驟（色彩圖）1、收集資料：在編制寧波化工區(qū)用地整體規(guī)劃圖的過程中，收集了寧

22、波化工區(qū)土地利用規(guī)劃圖，此圖來自寧波市政府的有關(guān)統(tǒng)計部門和各專業(yè)單位的統(tǒng)計機構(gòu)所搜集、整理、發(fā)布。所選材料具有權(quán)威性和代表性。2、數(shù)據(jù)處理：根據(jù)詳細城區(qū)圖中各塊土地的使用狀況進行分類，分成：1、居住用地 2、水域及其他用地 3、倉儲用地4、綠地 5、公共用地 6、特殊用地7、山地 8、市政用地 9、工業(yè)用地 10、對外交通用地3、地圖底圖的編制打開Photoshop圖像處理軟件，導(dǎo)入寧波化工區(qū)用地整體規(guī)劃圖。（1）用放大鏡放大該圖，截取寧波化工區(qū)的區(qū)域后對所截取圖片進行矢量化處理。使用地圖概括基本方法中的簡化、夸張，對城市的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行簡化，合并同類底物的碎片。（2）然后，創(chuàng)建圖層，用白色掩蓋

23、掉城區(qū)以外地區(qū)所表示的顏色。并用魔法棒鎖定區(qū)域，然后用橡皮檫檫除原有地圖中原有顏色。（3）根據(jù)寧波化工區(qū)整體規(guī)劃圖中各塊土地的使用狀況進行分類，并選用不同的能表示各種用地特征的網(wǎng)紋來表示不同用地。用魔法棒鎖定要填充顏色的區(qū)域，并在該區(qū)域上填充上具有代表性的顏色。以此類推來填充完整張圖，用不同的具有的代表性的顏色來填充完整張圖，以不同的顏色來區(qū)分不同用地，以此來形成色彩上的和諧性，以增加易讀性。以綠地、公共用地為例，綠地用綠色來表示；公共用地用紅色來表示，因為公用用地人流量大，故用暖色調(diào)表示。(4)圖例設(shè)計：圖例是地圖上所使用全部地圖符號的說明。圖例對地圖信息傳遞的全部過程都具有重要意義，此處繪制色彩圖，選用面狀符號中大小適中的長方形，并填充了表示相應(yīng)用地的色彩。在設(shè)計時應(yīng)遵循了圖例符號的完備性于一致性，圖例系統(tǒng)的科學(xué)性的基本要求并考慮了藝術(shù)性、易讀性以及便于制作的特點。（5）進行圖面配