地圖學(xué)第一章地圖基本知識(shí)

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

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(zhì)二、本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容基礎(chǔ)理論、地圖應(yīng)用、地圖制作Arcgis10.0

、AutoCAD三、本課程的教與學(xué)授課方式：多媒體、上機(jī)練習(xí)期末考核：期末考試占70%（100分）、平時(shí)成績(jī)占30%（100分），平時(shí)成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)、課堂提問(wèn)和考勤。

四、參考書(shū)籍教材：祁向東.地圖學(xué)原理.武漢：武漢大學(xué)出版社，2012.參考教材：1.毛贊猷等.現(xiàn)代地圖學(xué)教程.北京：高等教育出版社，2008.2.王家耀等.地圖學(xué)原理與方法.北京：科學(xué)出版社，2006.實(shí)驗(yàn)教材：湯國(guó)安，楊昕.ARCGIS地理信息系統(tǒng)空間分析教程（第二版）.北京：科學(xué)出版社，2012.第1章地圖的基本知識(shí)地圖的基本特征和定義地圖的內(nèi)容、功能和分類地圖的成圖方法地形圖的分幅與編號(hào)地圖學(xué)的定義及學(xué)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(shù)枝做的地圖

公元前1500年樹(shù)枝和貝殼制作的航海圖新石器時(shí)代的壁畫(huà)地圖

古代上海地圖

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

鐵路服務(wù)范圍分析移動(dòng)電話信號(hào)覆蓋范圍鞏義市初級(jí)中學(xué)分布圖鞏義市行政村人口分布圖初級(jí)中學(xué)1-10km緩沖區(qū)圖各行政村最近學(xué)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(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使地圖的制作精度不斷提高，表現(xiàn)形式更加多樣、應(yīng)用功能不斷擴(kuò)大、制圖理論日趨成熟。地圖成為生產(chǎn)建設(shè)、科學(xué)試驗(yàn)、日常生活不可或缺的工具，地圖學(xué)也發(fā)展為一門具有完善學(xué)科體系及多層次地圖理論的綜合性學(xué)科。（一）地理信息的載體

地圖容納和儲(chǔ)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(zhì)地圖、實(shí)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(jué)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(xué)法則的結(jié)構(gòu)地圖的數(shù)學(xué)法則：地圖投影、比例尺、各種坐標(biāo)系統(tǒng)。①地圖投影地球橢球體是一個(gè)不可展曲面，將其展開(kāi)成平面必然會(huì)產(chǎn)生誤差。地圖投影的任務(wù)是掌握誤差的性質(zhì)、分布和大小。

地球表面展開(kāi)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(biāo)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(hào)系統(tǒng)的運(yùn)用

把制圖對(duì)象的地理位置及范圍，質(zhì)量和數(shù)量特征，時(shí)-空分布規(guī)律與相互關(guān)系，用十分概括與抽象的符號(hào)加以表示。二、地圖的定義A.H.Robinson等認(rèn)為，地圖是空間關(guān)系和空間形式的視覺(jué)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(dá)的地理現(xiàn)實(shí)的全面表象和智能的抽象。K.Wiss認(rèn)為，地圖是“地理現(xiàn)實(shí)世界的表現(xiàn)或抽象，以視覺(jué)的、數(shù)字的或觸覺(jué)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(xué)法則,將地球(也包括其他星球）上的地理信息（內(nèi)容），通過(guò)科學(xué)的概括，并運(yùn)用符號(hào)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(zhì)量特征及其空間分布和發(fā)展變化（目的、結(jié)果）。

第2節(jié)地圖的內(nèi)容、功能和分類一、地圖的構(gòu)成要素

表達(dá)地理信息的各種圖形符號(hào)、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(biāo)系統(tǒng)、控制點(diǎn)。

圖名、圖例、地圖編號(hào)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(xué)要素（三）輔助要素（1）地圖投影（2）坐標(biāo)系統(tǒng)（3）比例尺（4）控制點(diǎn)（5）地圖定向二、地圖的功能

（一）地理信息的載負(fù)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(duì)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(rèn)識(shí)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(guó)之比1998年各縣人均GDP與全國(guó)之比（3）建立地物與地物或現(xiàn)象與現(xiàn)象間的空間關(guān)系。（4）易于建立正確的空間圖像（一）按比例尺分類大（≥1：10萬(wàn)）中（1：10萬(wàn)～1：100萬(wàn)）?。ā?：100萬(wàn)）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(huì)經(jīng)濟(jì)一般特征的地圖，它并不偏重某個(gè)要素。主要表示水文、地形、土質(zhì)植被、交通網(wǎng)、居民點(diǎn)和境界線七大要素。普通地圖按內(nèi)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(guān)系的地圖。

洛陽(yáng)一拖集團(tuán)供應(yīng)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(guó)家圖，次級(jí)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(shí)狀態(tài)：靜態(tài)地圖和動(dòng)態(tài)地圖。

2.按用途：教學(xué)地圖、文化地圖、軍用地圖等。

3.按語(yǔ)言種類：漢語(yǔ)地圖、少數(shù)民族語(yǔ)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(shí)測(cè)成圖和編繪成圖兩類。一、實(shí)測(cè)成圖法指在現(xiàn)場(chǎng)或記錄載體上，利用各種測(cè)量設(shè)備、采用不同方法進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，將成果縮小繪制在介質(zhì)上的過(guò)程。大比例尺地圖一般都采用該方法。

（一）野外地形測(cè)圖應(yīng)用不同的儀器設(shè)備，如水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等直接在現(xiàn)場(chǎng)施測(cè)，獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行地形圖制作。（二）攝影測(cè)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(nèi)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(yīng)用的設(shè)備和技術(shù)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(jì)數(shù)據(jù)、文字資料及必要的室外調(diào)繪，應(yīng)用傳統(tǒng)的制圖技術(shù)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(jìn)行各種地圖編制的過(guò)程。（三）數(shù)字制圖它是應(yīng)用計(jì)算機(jī)和圖像輸入、顯示和輸出設(shè)備，在制圖軟件的支持下，模擬手工作業(yè)各階段進(jìn)行地圖設(shè)計(jì)和原圖編繪的成圖方法。一、地形圖的分幅與編號(hào)（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(yīng)的號(hào)碼標(biāo)志，這項(xiàng)工作叫地形圖的分幅和編號(hào)（我國(guó)1：10萬(wàn)7000幅；河北省1：1萬(wàn)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(guó)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(hào)（一）1：100萬(wàn)地形圖分幅編號(hào)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(hào):每幅1：100萬(wàn)地形圖編號(hào)由列號(hào)和行號(hào)組成，列號(hào)在前，行號(hào)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(wàn)；1:25萬(wàn)；1:10萬(wàn)地形圖分幅編號(hào)1：50萬(wàn)：按經(jīng)差3°緯差2°分幅；每幅1：100萬(wàn)圖含4幅1：50萬(wàn)圖；代號(hào)A,B,C,D；例J-50-A1：25萬(wàn)：經(jīng)差1°30′緯差1°分幅；每幅1：100萬(wàn)圖含16幅；代號(hào)[1]、[2]…[16]；例:J-50-[1](編號(hào)1：100萬(wàn)幅后加上代號(hào))1：10萬(wàn)：按經(jīng)差30′緯差20′分幅；每幅1：100萬(wàn)圖含144幅；代號(hào)1、2…144；例：J-50-5（編號(hào)在1：100萬(wàn)幅編號(hào)后加上自然序數(shù)代號(hào)）（三）1:5萬(wàn)、1:2.5萬(wàn)、1:1萬(wàn)分幅編號(hào)1：5萬(wàn)：(經(jīng)差15′緯差10′)，每幅1:10萬(wàn)圖含4幅；編號(hào)是在1：10萬(wàn)幅后加上自己的序號(hào)A、B、C、D；例：J-50-5-B。1:2.5萬(wàn)(經(jīng)差7′30″，緯差5′)：每幅1:5萬(wàn)圖含4幅；代號(hào)為1、2、3、4；例：J-50-5-B-4。1:1萬(wàn)：(經(jīng)差3′45″，緯差2′30″），每幅1:10萬(wàn)圖含64幅；代號(hào)為（1）、（2）、（3）…（64）；編號(hào)：1:10萬(wàn)圖號(hào)后，分別加上各自的代號(hào)，例：J-50-5-(24)。1：5000：在1:1萬(wàn)地形圖基礎(chǔ)上，

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

（一）新的地形圖分幅：各種比例尺地形圖均以1：100萬(wàn)地形圖為基礎(chǔ)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(wàn)地形圖按相應(yīng)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(hào)（新）按經(jīng)度劃分按緯度劃分河北新圖幅編號(hào)114°00′40°00′2×2＝４幅50萬(wàn)B4×4＝16幅25萬(wàn)C12×12＝144幅10萬(wàn)D24×24＝576幅5萬(wàn)E48×48＝2304幅2.5萬(wàn)F96×96＝9216幅1萬(wàn)GJ

50

G

003

004100萬(wàn)行100萬(wàn)列比例代碼行號(hào)列號(hào)河北新圖幅編號(hào)114°00′40°00′1-96列1-96行J50G005003J50圖解法某地地理坐標(biāo)為北緯30°18′10″，東經(jīng)120°09′15″，求該地1：5萬(wàn)和1：1萬(wàn)地形圖圖號(hào)（舊）求點(diǎn)所在地1：100萬(wàn)比例尺地形圖圖號(hào)，以列行形式表達(dá)，并注出該圖幅四角點(diǎn)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(guó)在東半球多30）以經(jīng)差Δλ=30′，緯差Δφ=20′，將1：100萬(wàn)圖幅分成12行12列，計(jì)144幅1：10萬(wàn)圖幅，確定1：10萬(wàn)圖幅序號(hào)以經(jīng)差Δλ=15′，緯差Δφ=10′，將1：10萬(wàn)圖幅分成2行2列，計(jì)4幅1：5萬(wàn)圖幅，，確定1：5萬(wàn)圖幅序號(hào)以經(jīng)差Δλ=3′45″，緯差Δφ=2′30″，將1：10萬(wàn)圖幅分成8行8列，計(jì)64幅1：1萬(wàn)圖幅，，確定1：1萬(wàn)圖幅序號(hào)。H-51北緯30°18′10″，東經(jīng)120°09′15″(三）新編號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用

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

A.按下列公式求出基礎(chǔ)圖1：100萬(wàn)圖幅的圖號(hào)：

h=[y/△y]+31l=[x/△x]+1

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

h′=△y/△y′

—[（y/△y）/△y′] l′=[(x/△x)/△x′]+1

其中△y、△x表示百萬(wàn)分之一地形圖的緯差、經(jīng)差；△y′、△x′表示所求圖號(hào)的地形圖圖幅的緯差與經(jīng)差，h’表示行號(hào)、l′表示列號(hào)。備注：其中[]為商取整符號(hào)，()表示求余數(shù)如(39°22’30’’/4°)=3°22’30’’C.計(jì)算的結(jié)果引入欲求圖號(hào)那地形圖的比例尺代碼，按圖號(hào)構(gòu)成規(guī)律，寫(xiě)出所求的圖號(hào)。如北京某地的地理坐標(biāo)為（114°33’45’’，39°22’30’’），則該地所在1：10萬(wàn)地形圖的圖號(hào)為：J50D002002。[作業(yè)]已知某地地理坐標(biāo)為λ=116°03′45″Eδ=39°40′求其所在1：100萬(wàn)，1：50萬(wàn)，1：25萬(wàn)，1：10萬(wàn)和1：1萬(wàn)地形圖的編號(hào)。傳統(tǒng)地圖學(xué)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(xué)的定義及相關(guān)學(xué)科一、地圖學(xué)的定義

地圖學(xué)是研究空間信息圖形表達(dá)、存貯和傳遞的科學(xué)。地圖學(xué)是一個(gè)傳輸系統(tǒng)，包含了從地圖制作到使用的各個(gè)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(shù)、科學(xué)和技術(shù)以及把地圖作為科學(xué)文件和藝術(shù)作品。研究地圖的發(fā)展與實(shí)質(zhì),同時(shí)也是研究地圖編制與復(fù)制的科學(xué)。K.A.薩里謝夫——模型論:《辭?！罚?980版）的定義:本書(shū)的定義:

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

地圖學(xué)在其逐步發(fā)展過(guò)程中，所包括的學(xué)科組成結(jié)構(gòu)也在不斷的變化與組合。早期的地圖學(xué)是由數(shù)學(xué)地圖學(xué)、地圖編制學(xué)、地圖制印三個(gè)分支學(xué)科組