地圖學(xué)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(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、上機練習(xí)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(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(xué)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(nèi)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(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(jì)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(wù)范圍分析移動電話信號覆蓋范圍鞏義市初級中學(xué)分布圖鞏義市行政村人口分布圖初級中學(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)用功能不斷擴大、制圖理論日趨成熟。地圖成為生產(chǎn)建設(shè)、科學(xué)試驗、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(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(wù)是掌握誤差的性質(zhì)、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(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）符號系統(tǒng)的運用

把制圖對象的地理位置及范圍，質(zhì)量和數(shù)量特征，時-空分布規(guī)律與相互關(guān)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(rèn)為，地圖是空間關(guān)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(dá)的地理現(xiàn)實的全面表象和智能的抽象。K.Wiss認(rèn)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(xué)法則,將地球(也包括其他星球）上的地理信息（內(nèi)容），通過科學(xué)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(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、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。

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(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（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(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）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(zhì)植被、交通網(wǎng)、居民點和境界線七大要素。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。

洛陽一拖集團供應(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(xué)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(shè)備、采用不同方法進行測量作業(yè)，將成果縮小繪制在介質(zhì)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(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(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)進行各種地圖編制的過程。（三）數(shù)字制圖它是應(yīng)用計算機和圖像輸入、顯示和輸出設(shè)備，在制圖軟件的支持下，模擬手工作業(yè)各階段進行地圖設(shè)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(yīng)的號碼標(biāo)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(chǔ)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(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（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(biāo)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(dá)，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(yīng)用

（1）由已知某地地理坐標(biāo)（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(chǔ)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(chǔ)圖幅內(nèi)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(jié)果引入欲求圖號那地形圖的比例尺代碼，按圖號構(gòu)成規(guī)律，寫出所求的圖號。如北京某地的地理坐標(biāo)為（114°33’45’’，39°22’30’’），則該地所在1：10萬地形圖的圖號為：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1：100萬，1：50萬，1：25萬，1：10萬和1：1萬地形圖的編號。傳統(tǒng)地圖學(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(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)展與實質(zhì),同時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:本書的定義:

地圖學(xué)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(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)、地圖制印三個分支學(xué)科組