第1章 现代地图学引论

1、2022-1-271现代地图学现代地图学测绘系测绘系TEL-MAIL:;樊彦国（主讲樊彦国（主讲）2022-1-272 第一章第一章 现代地图学引论现代地图学引论1.1地图的地图的性质性质和和特点特点1.2地图的地图的基本功能基本功能1.3地图的地图的作用作用和和意义意义1.4地图的地图的分类分类1.5信息时代地图信息时代地图特性特性与与功能的发展功能的发展 2022-1-273地图的地图的基本性质基本性质地图的地图的基本特点基本特点地图可表示的地图可表示的内容内容1.1地图的性质和特点地图的性质和特点 2022-1-274 地图地图不仅能够以其特有的图形符号直观地展

2、现整个地球(或其他星球)，而且能够根据需要表示地球任一部分的细节；不仅能表示地球的大气圈、水圈、岩石圈大气圈、水圈、岩石圈和生物圈生物圈的时空现象，而且能够反映生活在地球上人类的政治、经济、文化和历史等各个方面的情况。 凡具有空间区域分布的凡具有空间区域分布的任何现象任何现象，不论，不论是是具体的具体的还是还是抽象的抽象的，现实的现实的还是还是假想的假想的，都可以用都可以用地图地图来加以表现。来加以表现。2022-1-275 地图地图是按一定是按一定数学法则数学法则建立的图形建立的图形 地球或其他星球上的各种现象，不论范围大小都需要缩小才能表示在地图上，还要将地球曲面上的事物和现象转为平面图形

3、。这是通过把地球曲面地理坐标系转换为地图平面直角坐标系统来实现的。也就是建立起地球球面与地图平面之间点与点的一定地球球面与地图平面之间点与点的一定函数关系函数关系式式，这种方法称为地图投影地图投影。而且为了便于分析与量算，必须按一定比例缩小图形。 按一定数学法则确定的按一定数学法则确定的地图投影地图投影、地图比例尺地图比例尺等构等构成了成了地图的数学基础地图的数学基础。 2022-1-276地图地图是通过地图语言是通过地图语言符号系统符号系统表示表示的图形的图形 地图所表示的各种复杂的自然或社会现象，是通过特有的符号系统包括点点、线线、面状面状符号符号、色彩色彩以及以及文字文字所构成的地图语言

4、所构成的地图语言来实现的。这种这种符号系统这种符号系统不仅能表示地图对象的地理位地理位置置、范围范围、质量特征质量特征、数量指标数量指标和动态动态变化变化，而且能够直观地显示各制图对象的空间空间分布规律及其相互联系分布规律及其相互联系。2022-1-277地图地图是通过是通过取舍取舍和和概括概括的的图形图形缩小了的地图不可能表示地球上的所有现象，只能根据地图的用途表示某些主要内容。而且随着比例尺的缩小，所表示的制图对象在图上变得愈来愈小。为了保持图形的清晰易读为了保持图形的清晰易读必须舍去和概必须舍去和概括一些次要部分，保留和突出主要的、本质的特括一些次要部分，保留和突出主要的、本质的特征征。

5、这是通过地图制图的一个主要过程地图概括(制图综合制图综合)来实现的。2022-1-278 总之，总之，地图地图就是按一定就是按一定数学法则数学法则、运用符号系运用符号系统统，概括概括地将地球上各种自然和社会经济现象缩小地将地球上各种自然和社会经济现象缩小表示在平面上的表示在平面上的图形图形。简要概括而言，。简要概括而言，地图的基本地图的基本性质就是性质就是公式化公式化( (数学基础数学基础) )、抽象化抽象化( (地图概括地图概括) )和和符符号化号化( (符号系统符号系统) )。 由此可见，地图同遥感影像（航空影像与卫星影像）和风景绘画作品不同。航空相片或卫星图像是详细记录地面所有信息的缩小

6、影像，同地图比较，他既没有地图符号系统，也没有内容的取舍和概括，如图1.1a和1.1b。 ；风景绘画作品虽然对绘画对象作了艺术的概括，但他没有严格的数学基础和特有的地图符号， 2022-1-279 图12022-1-2710图22022-1-2711形象直观性形象直观性二、地图的基本特点二、地图的基本特点 地图上所表示的地图上所表示的内容内容形象直观，一目了然形象直观，一目了然。地图不仅可以直接表示制图对象的地图不仅可以直接表示制图对象的形象特征和形象特征和分布规律分布规律，而且还能反映现象之间的，而且还能反映现象之间的相互联系相互联系，以及制图对象在空间与时间中的变化。这种直以及制图对象在空

7、间与时间中的变化。这种直观感受效果是文字语言所达不到的，尤其是地观感受效果是文字语言所达不到的，尤其是地图还能展示很大范围甚至全球性的规律。图还能展示很大范围甚至全球性的规律。2022-1-2712地理方位性地理方位性 由于地图具有严格的地理坐标系统和测绘控制基础由于地图具有严格的地理坐标系统和测绘控制基础，它能，它能正确反映制图对象的空间地理位置，地图图形与实地制图对象正确反映制图对象的空间地理位置，地图图形与实地制图对象具有相对应的形状、相互位置和空间结构，具有相对应的形状、相互位置和空间结构，因此可以根据地图因此可以根据地图确定任何地物的位置，并判断其方位。确定任何地物的位置，并判断其方

8、位。 地理几何精确性地理几何精确性 地图不仅建立在严格的数学基础上，而且在地图不仅建立在严格的数学基础上，而且在地图编绘与制印地图编绘与制印过程中采取了一系列技术措施，保证其应有的精度过程中采取了一系列技术措施，保证其应有的精度。因此，。因此，从地从地图上可以取得各种数量指标图上可以取得各种数量指标，如量算制图对象的地理坐标、距离、，如量算制图对象的地理坐标、距离、长度、面积、体积、方向、角度、坡度、密度、和覆盖率等等，长度、面积、体积、方向、角度、坡度、密度、和覆盖率等等，从而能够解决工程技术上和军事上的许多具体任务。从而能够解决工程技术上和军事上的许多具体任务。2022-1-2713 通过

9、地图的基本性质和基本特点，人们曾提出过传统的地图学定义传统的地图学定义：地图是按一定数学法则，运用符地图是按一定数学法则，运用符号系统和地图概括原则，缩小地表示地球上的各种自号系统和地图概括原则，缩小地表示地球上的各种自然和人文现象的空间表现形式然和人文现象的空间表现形式。 可见，地图的地图的基本性质基本性质、基本特点基本特点与与基本功能基本功能之之间存在着相互联系和相互影响间存在着相互联系和相互影响。三者之间的关系可由下图来表示。2022-1-27142022-1-2715空间结构特征空间结构特征二、地图可表示的内容二、地图可表示的内容 空间结构特征空间结构特征包括表示呈点状、线状、面状呈点

10、状、线状、面状与与体体状分布的各制图对象的空间形态结构及其分布范围、状分布的各制图对象的空间形态结构及其分布范围、质量特征、数量指标与动态变化的质量特征、数量指标与动态变化的特征特征。分布范围分布范围相对比较简单，但反映其分布规律则需要深入分析和研究；质量特征质量特征的内容比较广泛，包括类型与区划、成因与形态、成分与结构等；数量指标数量指标反映制图对象的数量特征，包括反映绝对与相对数量的各种数量指标；动态变化包括运动迁移的路线与轨迹，以及变化速度与幅度等。2022-1-2716时间序列变化时间序列变化 时间序列变化时间序列变化包括表示各制图对象的历史发展历史发展、现代过程现代过程与未来趋势未来

11、趋势，而这种变化可能是单一方向发单一方向发展展，即随时间变化趋于增加或趋于减少，或者是呈周呈周期性变化期性变化(周期有长、中、短之别)。2022-1-2717 当然就一幅地图而言，也可能只表示其中某一项内容，或综合地表示几项内容与指标。 例如地震分布图地震分布图，只表示呈点状分布的地震震中及其震级(数量指标)；交通图交通图表示呈线状分布的铁路、公路的分布及其等级(质量特征)；土地利用图土地利用图表示呈面状分布的各类土地的分布特点（质量特征)；台风频数与路径图，表示台风周期性的变化(现代过程)；黄河下游三角洲历史时期河道变迁图黄河下游三角洲历史时期河道变迁图，表示了黄河多次改道与海岸线的变化(黄

12、河出海口不断变化，海岸不断扩展)等等。目前， 由于计算机可视化技术的发展，则又可以多维(包括呈三维立体分布)、动态地显示各种制图对象的时空变化规律。地图可表示的内容之间的关系可由下图简约地表示。2022-1-27182022-1-2719地图的信息地图的信息传输功能传输功能地图的信息地图的信息载负功能载负功能地图的地图的模拟功能模拟功能地图的地图的认知功能认知功能1. 2地图的基本功能地图的基本功能2022-1-2720 随着科学技术的发展，地图的内容、形式与编制方法不断进步，地图的功能也不断扩展。随着现代科学技术的发展，电子计算机与自动化技术的引进，信息论、模式论、认知论等的应用以及各门学科

13、的相互渗透，地图的功能也有了新的发展。目前可以概括为以下几种基本功能： 地图信息地图信息传输传输功能；地图信息功能；地图信息载负载负功能；地图功能；地图模拟模拟功能；地图功能；地图认知认知功能。功能。2022-1-2721一、地图信息一、地图信息传输功能传输功能 20世纪世纪60年代人们将信息论引入了地图学中，年代人们将信息论引入了地图学中，形成了研究以地图图形形成了研究以地图图形获取、传递、转换、储存和分获取、传递、转换、储存和分析利用空间信息析利用空间信息的地图信息论的地图信息论。地图便是空间信息的地图便是空间信息的图形传递形式，是信息传输工具图形传递形式，是信息传输工具。 地图信息传输过

14、程与电报通讯大体相同地图信息传输过程与电报通讯大体相同，可由下，可由下图表示：图表示：2022-1-2722 地图信息传输的过程地图信息传输的过程是这样的：是这样的：编图者（信息编图者（信息发送者）发送者）把对客观世界（制图对象）的认识加以选把对客观世界（制图对象）的认识加以选择、分类、简化等信息加工并经过择、分类、简化等信息加工并经过符号化（编码）符号化（编码），通过通过地图（通道）地图（通道）传递给传递给用图者（信息接收者）用图者（信息接收者），用图者经过用图者经过符号识别（译码）符号识别（译码），同时通过对地图的，同时通过对地图的分析和解释形成对客观世界（制图对象）的认识，分析和解释形成

15、对客观世界（制图对象）的认识，其可由下图表示：其可由下图表示：2022-1-2723 2022-1-2724 地图上的单个信息，可以看作是地图的单个地图上的单个信息，可以看作是地图的单个“细胞细胞”。但一幅地图不能只理解为单个信息数量之和。但一幅地图不能只理解为单个信息数量之和。地图概括也地图概括也不仅仅是地图信息的减少或压缩，通常在编图过程中还补不仅仅是地图信息的减少或压缩，通常在编图过程中还补充新的信息充新的信息。数学信息论认为，输出的信息通常等于或小。数学信息论认为，输出的信息通常等于或小于输入的信息（例如，电报发出的字数和接收的字数是相于输入的信息（例如，电报发出的字数和接收的字数是相

16、同的）。同的）。但地图信息论却有所不同。用图者读图分析获得但地图信息论却有所不同。用图者读图分析获得的信息可以超过地图制图人员在编制之地图时所利用的信的信息可以超过地图制图人员在编制之地图时所利用的信息息；而且由于用图者所受的训练、读图经验和水平的不同，；而且由于用图者所受的训练、读图经验和水平的不同，从地图上获得的信息的多少是不同的。例如，地图编绘人从地图上获得的信息的多少是不同的。例如，地图编绘人员将地形图的水系和等高线经过取舍和概括，反映水系和员将地形图的水系和等高线经过取舍和概括，反映水系和地形的形态特征与分布规律，编绘成新的地势图；而有经地形的形态特征与分布规律，编绘成新的地势图；而

17、有经验的地貌工作者不仅能从地势图上分析出水系和地形的形验的地貌工作者不仅能从地势图上分析出水系和地形的形态特征与分布规律，而且还能分析出这些形态特征与分布态特征与分布规律，而且还能分析出这些形态特征与分布2022-1-2725 规律形成的原因形成的原因，划分出不同的地貌成因或形态成地貌成因或形态成因类型因类型，分析解释出，分析解释出更深层次的规律更深层次的规律。 地图信息传输地图信息传输是从编图到用图、从编图者到用从编图到用图、从编图者到用图者之间信息传递的全过程图者之间信息传递的全过程。为了发挥地图信息传输功能，编图者需要深刻认识制图对象，充分利用原始信息，考虑用图者的需求，将信息加工处理，

18、运用地图语言，通过地图通道，把信息准确地传递给用图者。而用图者必须熟悉地图语言，运用自己的知识和读图经验，深入阅读分析地图信息，正确接收编图掌握通过地图传递的信息，并进一步分析、解译，形成对制图对象的更完整而深刻的认识，甚至发现新的知识和新的规律。-2022-1-2726二、地图信息地图信息载负功能载负功能 地图作为空间信息的图形语言，地图作为空间信息的图形语言，不仅不仅是空间信息的是空间信息的传输传输工具工具，而且而且还是空间信息的还是空间信息的载体载体。地图能够容纳和储存的信。地图能够容纳和储存的信息量是非常大的。息量是非常大的。地图信息量由地图信息量由直接信息直接信息( (第一信息第一信

19、息) )和和间接间接信息信息( (第二信息或潜在信息第二信息或潜在信息) )两部分组成两部分组成( (图图1 16)6)。直接信息是。直接信息是地图上图形符号所直接表示的信息，间接信息是经过分析解地图上图形符号所直接表示的信息，间接信息是经过分析解译而获得的信息。译而获得的信息。一幅不太复杂的普通地形图能容纳储存一一幅不太复杂的普通地形图能容纳储存一至几亿个信息单元的信息量至几亿个信息单元的信息量。如果考虑到目前的激光缩微技。如果考虑到目前的激光缩微技术，一幅术，一幅5050厘米厘米X 60X 60厘米左右的地形图可以缩小至厘米左右的地形图可以缩小至1 1平方厘平方厘米。也就是说在一平方厘米的

20、缩微地图上可容纳和负载一至米。也就是说在一平方厘米的缩微地图上可容纳和负载一至二亿个信息单元的信息量。而且这里只是计算直接信息量，二亿个信息单元的信息量。而且这里只是计算直接信息量，间接信息量更无法估算。所以间接信息量更无法估算。所以由多由多幅地图汇编的幅地图汇编的地图集地图集就有就有“地图信息库地图信息库”和和“大百科全书大百科全书”之称之称。地图存储这样大量。地图存储这样大量丰富的信息，人们需要时可以随时阅读分析，从中提取所需丰富的信息，人们需要时可以随时阅读分析，从中提取所需要的要的2022-1-2727各种信息。地图作为信息载体，不同于纸带、磁带、磁盘、光盘等一般的信息储存手段。它是以

21、图形形式储存、表达和传递空间信息。目前目前地图这种信息载体地图这种信息载体只能让人们直接感受只能让人们直接感受读取信息，而读取信息，而机器却不能直接读取和利用机器却不能直接读取和利用，必须经过数字和，必须经过数字和代码转换才能识别和处理代码转换才能识别和处理。前苏联和俄罗斯著名地图学家、信息科学家EE什里亚耶夫教授提出要设计人和机器都能直接阅读的符号和图形。如果这种设想能够实现，地图作为信息载体的功能就会得到更充分的发挥。2022-1-2728三、地图地图模拟功能模拟功能 由于地图具有严格的数学基础，采用符号系统和由于地图具有严格的数学基础，采用符号系统和经过地图概括，其实质就是以公式化、符号

22、化和抽象经过地图概括，其实质就是以公式化、符号化和抽象化来反映客观世界。所以，化来反映客观世界。所以，地图地图可以认为是经过简化可以认为是经过简化和概括了的再现客观世界的和概括了的再现客观世界的空间模型空间模型，或者说地图是，或者说地图是反映自然和社会现象的空间分布、组合和联系及其时反映自然和社会现象的空间分布、组合和联系及其时间变化，再现客观世界的间变化，再现客观世界的形象形象- -符号模型符号模型（如下图）。（如下图）。为此，一部为此，一部综合性地图集综合性地图集被称为被称为“地理系统模型地理系统模型”。基于这一概念，前苏联著名地图学家基于这一概念，前苏联著名地图学家K.A.K.A.萨里谢

23、夫教萨里谢夫教授于授于2020世纪世纪7070年代突出的年代突出的地图定义地图定义是是: :地图是以地图是以形象形象符号模型符号模型表示自然或社会现象空间分布、相互联系与表示自然或社会现象空间分布、相互联系与动态变化的图形动态变化的图形。2022-1-2729 同数学模型一样，同数学模型一样，地图属于地图属于象征性类型的模型象征性类型的模型。控制论。控制论把数学模型当作表达信息流的数量和质量特征的图解，因而把数学模型当作表达信息流的数量和质量特征的图解，因而地图可以作为数学模型的一种。同时地图又具有形象图形特地图可以作为数学模型的一种。同时地图又具有形象图形特征，故征，故地图可以称为地图可以称

24、为“图形图形- -数学模型数学模型”。图形图形- -数学模型数学模型就就是用数学方法（或数学公式）表达经过抽象概括了的制图对是用数学方法（或数学公式）表达经过抽象概括了的制图对象的空间分布结构象的空间分布结构。如果把地图上或准备表示到地图上的所。如果把地图上或准备表示到地图上的所有要素转换成点的直角坐标有要素转换成点的直角坐标X X、Y Y和特征值和特征值Z Z的数值，就可以的数值，就可以把这种把这种由数值组成的地图空间，称为由数值组成的地图空间，称为数字模型数字模型。地图数字模。地图数字模型可以通过形象型可以通过形象- -符号模型反映出来，或者经过计算机处理符号模型反映出来，或者经过计算机处

25、理变为一种特殊的地图变为一种特殊的地图数字地图。数字地图。 地图作为地图作为形象符号模型形象符号模型和和图形图形- -数字模型数字模型具有其他形式模具有其他形式模型所不具备的优点。例如，同物理模型比较，他具有抽象型所不具备的优点。例如，同物理模型比较，他具有抽象（概括）性、合成性等优点；同一般数学模型比较，它具有（概括）性、合成性等优点；同一般数学模型比较，它具有2022-1-2730 直观性、一览性、比例尺和可量性、几何相似性直观性、一览性、比例尺和可量性、几何相似性与与地理对应性地理对应性等优点；同表格图表比较，它具有比例等优点；同表格图表比较，它具有比例尺和可量性、几何相似性、地理对应性

26、等优点，因尺和可量性、几何相似性、地理对应性等优点，因此，地图模型得到极其广泛的应用。此，地图模型得到极其广泛的应用。 2022-1-2731 由于制图对象多种多样，包括具体的和抽象的、历史的和现由于制图对象多种多样，包括具体的和抽象的、历史的和现实的、看得见的和看不见的等等，可以根据需要建立各种地实的、看得见的和看不见的等等，可以根据需要建立各种地图模型。图模型。地图模型地图模型还可以表示现象的发生、发展过程，即现还可以表示现象的发生、发展过程，即现象的空间迁移变化和时间上的发生发展象的空间迁移变化和时间上的发生发展。地图模式论地图模式论就是研就是研究建立再现客观世界的地图模型，并经过地图图

27、形模式化，究建立再现客观世界的地图模型，并经过地图图形模式化，进而建立进而建立地图数学模型地图数学模型和和数字模型数字模型及其实际应用的理论及其实际应用的理论。2022-1-2732四、地图地图认知功能认知功能 地图认知地图认知作为地图的基本功能，主要是它的作为地图的基本功能，主要是它的空间空间认知认知与与图形认知图形认知两方面的功能。两方面的功能。 空间认知空间认知是帮助建立对是帮助建立对事物和现象空间概念事物和现象空间概念，即，即空间的空间的定位、范围、空间格局、相互关系、时空变化定位、范围、空间格局、相互关系、时空变化（随时间的空间变化）等。（随时间的空间变化）等。图形认知图形认知是帮助

28、运用图形是帮助运用图形思维和地图语言，形成对事物和现象质量与数量特征思维和地图语言，形成对事物和现象质量与数量特征直观形象的直观形象的分布规律与区域差异的认识分布规律与区域差异的认识。当然这两个。当然这两个方面是结合在一起的，这也是由地图的基本性质和特方面是结合在一起的，这也是由地图的基本性质和特点所决定的。点所决定的。2022-1-2733 此外，还有用图者的经验，并根据经验进行分析，对认此外，还有用图者的经验，并根据经验进行分析，对认知的现象进行联想和引申。认知的具体方法、包括目视分析、知的现象进行联想和引申。认知的具体方法、包括目视分析、图解分析、地图量算分析、数理统计分析、地图数学模型

29、分图解分析、地图量算分析、数理统计分析、地图数学模型分析、地图演绎法分析、地图归纳法分析等。地图认知功能具析、地图演绎法分析、地图归纳法分析等。地图认知功能具体表现为以下几个方面体表现为以下几个方面：2022-1-2734 (1)通过利用地图建立各种剖面、断面、断块图、过程线通过利用地图建立各种剖面、断面、断块图、过程线等图表，可以获得制图对象的等图表，可以获得制图对象的空间立体分布或时间过程变化空间立体分布或时间过程变化的具体概念的具体概念。例如，地质剖面与断块图，反映地层变化；土壤、植被剖面，反映土壤与植被的垂直分布。 (2)通过对地图上所表示的对象的图解与图形分析，并结通过对地图上所表示

30、的对象的图解与图形分析，并结合地图量算，可以获得制图对象的合地图量算，可以获得制图对象的准确位置及长度和面积的准确位置及长度和面积的数据数据。通过形态量测，可以得到地面坡度、地表切割密度与深度、河网密度、海岸线曲率、道路网密度、居民点密度、森林覆盖率等具体数量指标。 (3)运用概率分析、统计分析、聚类分析、趋势面分析等运用概率分析、统计分析、聚类分析、趋势面分析等数学方法对制图对象进行分析，可以获得数学方法对制图对象进行分析，可以获得各种变量及其变化各种变量及其变化规律规律，如梯度变化、离散度、相关性、或然率、异常变化等等。 2022-1-2735 (4)通过地图上各要素或各相关地图的对比分析

31、，可确定通过地图上各要素或各相关地图的对比分析，可确定各要素和现象之间的相互关系各要素和现象之间的相互关系；通过同一地区不同时期的地；通过同一地区不同时期的地图对比，可以确定图对比，可以确定历史时期自然或社会现象的具体变迁的轨历史时期自然或社会现象的具体变迁的轨迹与变化幅度迹与变化幅度。 (5)通过地图归纳法和地图演绎法可对制图对象进行分析通过地图归纳法和地图演绎法可对制图对象进行分析合成和抽象概括；或将综合性地图演绎派生成单要素地图，合成和抽象概括；或将综合性地图演绎派生成单要素地图，即在分析基础上的综合，在综合指导下的分析，可以即在分析基础上的综合，在综合指导下的分析，可以更深入更深入地认

32、识制图对象的总规律地认识制图对象的总规律。 (6)通过计算机地图多维与动态可视化分析，可更好地揭通过计算机地图多维与动态可视化分析，可更好地揭示示各要素和现象的时空变化规律各要素和现象的时空变化规律。 总之，发挥题图的认知功能，就有可能认知规律，从而能进行综合评价，作区域规划、预测预报、决策对策和指挥管理。2022-1-2736军事作战的重要工具军事作战的重要工具经济建设的科学依据经济建设的科学依据工程建设的设计蓝图工程建设的设计蓝图农业规划的重要基础农业规划的重要基础科学研究的主要手段科学研究的主要手段教育宣传的形象直观工具教育宣传的形象直观工具国家疆域版图的主要依据国家疆域版图的主要依据1

33、. 2地图的地图的作用和意义作用和意义2022-1-2737管子著有地形篇，其中指出“凡兵凡兵主者，必先审知地图主者，必先审知地图”，系统阐明了地图在军事上的作用和使用地图的方法。近现代军事作战中，把地图称作“指挥指挥员的眼睛员的眼睛”.尤其是现代化战争更是离不开地图。一、一、军事作战军事作战的重要工具的重要工具2022-1-2738测绘出全国范围的测绘出全国范围的大、中比例尺地形图大、中比例尺地形图进行进行全国规模的地质勘查全国规模的地质勘查，查明地质条，查明地质条件和矿藏资源件和矿藏资源对对全国植被、土壤进行调查全国植被、土壤进行调查，包括查清，包括查清森林、草场、可垦荒地等资源森林、草场

34、、可垦荒地等资源二、二、经济建设经济建设的科学依据的科学依据国家经济建设和社会发展，必须充分合理地利用自然条件和自然资源，改造不利的自然因素。要利用和改造自然，必须全面了解自然，摸清各种自然条件和自然资源：2022-1-2739 对对全国范围的气象、水文调查全国范围的气象、水文调查，摸清各地气象、，摸清各地气象、气候、水文特点，水资源与水能资源，以及旱、气候、水文特点，水资源与水能资源，以及旱、涝、风、霜、冰雹等不利条件等等涝、风、霜、冰雹等不利条件等等。 地图是勘查、观测、考察与调查成果的最好表地图是勘查、观测、考察与调查成果的最好表达形式达形式，它们测绘和编制出的各种不同比例，它们测绘和编

35、制出的各种不同比例尺和不同内容的地图，都成为中央和地方各尺和不同内容的地图，都成为中央和地方各部门分析研究全国和各地区自然条件与自然部门分析研究全国和各地区自然条件与自然资源，制定开发利用和经济建设长远规划的资源，制定开发利用和经济建设长远规划的重要科学依据。重要科学依据。2022-1-2740三、工程建设工程建设的设计蓝图的设计蓝图 在工矿、交通、水利等基本建设中，从选址、选在工矿、交通、水利等基本建设中，从选址、选线、勘测设计，直到最后施工建设都离不开地形图线、勘测设计，直到最后施工建设都离不开地形图。例如：矿山和工厂的选址，不但要考虑矿藏和原料条件，还要考虑地质、地形、气候、水文以及交通

36、等多方面因素。而这些条件和因素往往先通过对各种专题地图的分析，再经过勘测和绘制大比例尺地形图作设计施工用。铁路和公路的选线也是先在地形图上经过分析，选定大致路线，然后进行实地勘测，再绘制大比例尺详细路线地图，作为设计施工的基础。2022-1-2741四、农业规划农业规划的重要基础的重要基础 地图在农业方面得到越来越广泛的应用。地图在农业方面得到越来越广泛的应用。首先为发展农业首先为发展农业而进行的一些大规而进行的一些大规 模改造自然工程模改造自然工程，如长江、黄河、淮河、，如长江、黄河、淮河、海河等一些大中河流的治理，黄土高原海河等一些大中河流的治理，黄土高原 的水土保持，东北和的水土保持，东

37、北和西北地区大面积垦荒造林，西北干旱地区的风沙防治，华南西北地区大面积垦荒造林，西北干旱地区的风沙防治，华南 热带作物的发展等，都曾组织部门的或综合性的勘察调查，热带作物的发展等，都曾组织部门的或综合性的勘察调查，并编制了各种自然条并编制了各种自然条 件和规划设计地图，地图起了重要作用。件和规划设计地图，地图起了重要作用。 我国领土广大，我国领土广大， 自然条件复杂，区域差自然条件复杂，区域差 异明显，农业的发异明显，农业的发展必须充分认识各地区具体条件。例如，采取展必须充分认识各地区具体条件。例如，采取水土保持、风水土保持、风沙沙 治理、盐碱化治理、旱涝防治治理、盐碱化治理、旱涝防治等措施，

38、都必须通过调查和等措施，都必须通过调查和制图，摸清水土流失、制图，摸清水土流失、 风沙危害、土壤盐碱化、旱涝等不利风沙危害、土壤盐碱化、旱涝等不利条件的具体分布范围、危害程度、形成原条件的具体分布范围、危害程度、形成原 因，并结合考虑地因，并结合考虑地区的其他具体条件，才能制定具体的防治措施、作出规划。区的其他具体条件，才能制定具体的防治措施、作出规划。又又 如，山地利用、土壤改良和施肥、作物和优良品种如，山地利用、土壤改良和施肥、作物和优良品种2022-1-2742 的推广等，也需要深入了解各 地的自然条件，才能因地制宜。20世纪60年代开始、80年代又进一步开展的全 国和各省(区)农业自然

39、资源调查和农业区划工作，其结果都要编制整套农业自 然条件图并最后编制农业自然区划图和农业区划图，作为制定发展农业长远规划 的科学依据。县和乡一级也都可以把地图作为规划和指挥生产的手段，编制各种 大中比例尺农业自然条件及其评价图、土地利用现状与农业生产水平图、山水田 林路全面规划和农林牧副渔综合发展，以及实现农业“四化”的远景规划图与设 计实施图，从而使农业的计划和管理提高到一个新的水平。2022-1-2743五、科学研究科学研究的主要手段的主要手段 在科学研究方面，地图更是不可缺少的工具和手段。在科学研究方面，地图更是不可缺少的工具和手段。特特别是地学、生物学各别是地学、生物学各 门学科都可以

40、通过地图分析自然要素门学科都可以通过地图分析自然要素和自然现象的分布规律、动态变化以及相互联系，从而得出和自然现象的分布规律、动态变化以及相互联系，从而得出科学结论和建立假说，或作出综合评价与进行预测预报科学结论和建立假说，或作出综合评价与进行预测预报。尤。尤其是地质和地理工作更是常常同地其是地质和地理工作更是常常同地 图联系在一起，地质和图联系在一起，地质和地理工作者离开了地图是无法开展区域地理调查和研究工地理工作者离开了地图是无法开展区域地理调查和研究工 作的。有一种通俗的说法：作的。有一种通俗的说法：地理和地质区域调查研究工作，地理和地质区域调查研究工作，是从地图开始到地图结束是从地图开

41、始到地图结束。因为，。因为，在地理和地质调查之前根在地理和地质调查之前根据已有的地形图可确定调查范围和路线据已有的地形图可确定调查范围和路线，并初步熟悉区域一，并初步熟悉区域一般地理情况；般地理情况；在调查中又可以丰富地图内容在调查中又可以丰富地图内容，纠正原有地图，纠正原有地图上的错误，同时编制出一系列新的专题地图，并以地图作为上的错误，同时编制出一系列新的专题地图，并以地图作为主要总结成果，主要总结成果，最后通过对新编地图的分析获得地理和地质、最后通过对新编地图的分析获得地理和地质、矿产规律的新认识和新发现矿产规律的新认识和新发现。值得指出，当代。值得指出，当代人类活动对人类活动对2022

42、-1-2744 自然环境的变化产生了越来越大的影响，环境的保护问题也越来越引起人们的重视；同样，地图在环境保护中也显示出了其重要的作用。例如，编制环境污染地图、环境质量评价编制环境污染地图、环境质量评价地图、自然资源保护更新地图、生态环境地图、地图、自然资源保护更新地图、生态环境地图、环境医学地图等等环境医学地图等等，这都可为对环境和生态的分析评价与规划治理提供重要的科学依据。2022-1-2745六、教育宣传教育宣传的形象直观工具的形象直观工具 地图在文化教育、政治宣传方面也有重要的作用。地图出版部门经常编制出版大量的各种教学地图，及教师自制的教学地图，成为提高小学、中学和大专院校学生知识水

43、平的直观教具。在报刊上经常配合时事报道刊载各种国际形势地图。在历史博物馆，一幅幅历史地图帮助观众了解当时的历史情况及各个时期的沿革变化。在革命历史博物馆和军事博物馆，各革命时期形势图帮助观众了解革命发展历程，而“长征路线图长征路线图”显示出当年红军所走过的艰难曲折的道路。全国农业展览馆各馆厅，除了实物、照片及文字说明外，还配置各种形式的地图，从而收到更好的宣传效果。在农业宣传材料中，往往以地图形式为主，配合文字照片，形象直观，对宣传农业先进典型起到较好的作用。以上说明，地图也是提高人民文化知识水平、进行爱国主义教育和革命传统教育2022-1-2746 的有力工具。因此，普及地图知识，是提高全国

44、人民文化科学水平的一项重要内容。随着人们物质与文化生活水平的不断提高，国内外旅游事业得到迅速发展，各种形式的旅游地图和交通图已成为人们出差与旅游不可缺少的工具。2022-1-2747七、国家疆域版图国家疆域版图的主要依据的主要依据 地图还是国际政治和对外关系的重要工具与依地图还是国际政治和对外关系的重要工具与依据据。我国公开出版的中华人民共和国政区图在国界画法、政区划分等方面，完全反映了我国政府的主权和严正立场，所有国内外出版的地图都必须以此为据。我国政府已正式宣布，依据汉语拼音方案拼写我国地名，并出版了中华人民共和国汉语拼音地图集)，作为中国地名罗马字母拼法的国际标准。2022-1-2748

45、以地图形式反映地质勘测、科学考察、专业调查的成以地图形式反映地质勘测、科学考察、专业调查的成果果，表示各自然现象的空间分布，各自然要素的形态结构、发生成因、组成物质与时代年龄等质量特征利用台站观测数据，以地图形式表示各自然现象的数以地图形式表示各自然现象的数量差异及其时空变化规律量差异及其时空变化规律以地图形式反映社会经济统计调查成果以地图形式反映社会经济统计调查成果，表示各类社会经济现象的空间分布、结构特征与发展水平以地图形式反映各类现象的动态变化以地图形式反映各类现象的动态变化，利用不同时期地图的对比分析，可获得各种显现法变化的具体范围与幅度、变化的过程与轨迹利用地图反映各自然要素或各经济

46、部门之间地相互联利用地图反映各自然要素或各经济部门之间地相互联系与相互作用系与相互作用，分析地图上的相关内容（一幅地图或具体归纳起来，地图有以下方面的具体作用具体归纳起来，地图有以下方面的具体作用和具体应用和具体应用： 具体作用具体作用：2022-1-2749 多幅地图），获得各种联系的形式与相互影响的程度通过地图量算，可以获取各种数量指标可以获取各种数量指标利用地图，对各种要素和现象进行综合评价、区域对各种要素和现象进行综合评价、区域化分、预测预报、规划设计化分、预测预报、规划设计利用地图进行宣传、教学，传播信息利用地图进行宣传、教学，传播信息。 具体应用具体应用： 各类资源（水、土、气、矿

47、藏、生物等）的清查、预各类资源（水、土、气、矿藏、生物等）的清查、预测、利用、保护与更新测、利用、保护与更新 国土整治规划、环境监测、预警、规划与治理国土整治规划、环境监测、预警、规划与治理 自然灾害分布范围、危害程度的分析、预测与减灾对自然灾害分布范围、危害程度的分析、预测与减灾对策的制定策的制定2022-1-2750 天气预报、全球变化预测与对策制定农、林、水利与工业、交通运输的规划、设计与管理，城市规划建设与管理文化、教育、宣传、旅游航空、航海、宇航导航军事战略部署、战役与战场指挥、炮兵与导弹部队确定发射诸元，飞机飞行导航行与确定轰炸目标地方病与流行疾病的分析与防治2022-1-2751

48、按按比例尺比例尺划分划分按按制图区域制图区域划分划分按按地图功能与地图内容地图功能与地图内容分类分类按按其他指标其他指标划分划分1.4地图的分类地图的分类2022-1-2752 凡是具有空间分布的任何事物和现象，不论是自然要素还是社会现象，也不论是具体现实事物，还是抽象假设的概念，都可用地图加以表现。随着经济建设和科学教育的发展，编制和应用地图的部门和学科越来越多，地图的类型与品种也日益增多。为了便于了解和分析所有地图的种类，需要将地图按将地图按照地图比例尺、制图区域范围、地图功能、照地图比例尺、制图区域范围、地图功能、地图内容、地图用途、地图形式、地图图型地图内容、地图用途、地图形式、地图图

49、型等几个方面进行归并和区分等几个方面进行归并和区分，也就是从不同角度对地图进行分类。2022-1-2753按比例尺划分按比例尺划分 地图比例尺的大小决定地图内容表示的详细程度，一幅地图包括的制图范 围，以及地图量测的精度。目前，我国把地图按比例尺划分为下面几类： 大比例尺地图：大于大比例尺地图：大于1 1：100 000100 000的地图；的地图； 中比例尺地图：中比例尺地图：1 1：100 000100 000至至1 1：1 000 0001 000 000的地的地图；图； 小比例尺地图：小于小比例尺地图：小于1 1：1 000 0001 000 000的地图。的地图。 也有个别部门对大、

50、中、小比例尺的划分与上述有所不同。例如城市规划及其他工程设汁部门常把大于1：10 000的地图称为大比例尺地图， 1：10 000至1：50 000的地图称为中比例尺地图，小于1：50 000的地图称为小比例尺地图。2022-1-2754按制图区域划分按制图区域划分 地图制图的区域范围可按自然区和行政区两方面划地图制图的区域范围可按自然区和行政区两方面划分分。 按自然区域按自然区域，可分为，可分为全球地图、半球地图全球地图、半球地图( (东半东半球、西半球地图球、西半球地图) )、大洲地大洲地 图图( (如亚洲地图、欧洲地图、如亚洲地图、欧洲地图、非洲地图等非洲地图等) )、大洋地图大洋地图(

51、 (如太平洋地图、大西洋如太平洋地图、大西洋 地图、地图、印度洋地图等印度洋地图等) )；还有；还有自然区域地图，是以自然区域地图，是以高原、平原、高原、平原、盆地、流域等为范围盆地、流域等为范围，如青藏高原地图、黄淮海平原，如青藏高原地图、黄淮海平原地图、四川盆地地图、黄河流域地图等等。地图、四川盆地地图、黄河流域地图等等。 按行政按行政区域区域，可分为，可分为世界地图、国家地图、省世界地图、国家地图、省( (区区) )地图、市地图、市( (县县) )地图和地图和 乡镇地图乡镇地图等。另外，等。另外，还有一类以城市为范还有一类以城市为范围的城市地图围的城市地图，其中有的城市是行政中心，如首都

52、、，其中有的城市是行政中心，如首都、省会、地省会、地( (市市) )所在地，或者城市本身就是行政区划单所在地，或者城市本身就是行政区划单位，如直辖市、地级市、县级市、镇等。位，如直辖市、地级市、县级市、镇等。2022-1-27551.42022-1-2756按地图功能与地图内容分类按地图功能与地图内容分类 按地图功能按地图功能可以区分为普通地图、专题地图普通地图、专题地图、专用地图专用地图和和特种地图特种地图四大部分，其中按内容可分按内容可分为为普通地图普通地图和专题地图专题地图两大类(图22)，普通地图普通地图又分为地形图地形图(国家基本地形图、其他地形图)与普普通地理图通地理图两大类；专题

53、地图专题地图又分为自然地图、人自然地图、人文地图文地图与与环境地图环境地图三大类。地图按内容划分是最主要的。2022-1-27572022-1-2758按其他指标分类按其他指标分类专用地图专用地图主要是根据地图的用途划分，主要是根据地图的用途划分， 另外还有通用地另外还有通用地图图(图图23)。专用地图专用地图包括教学地图、航海图、航空图、包括教学地图、航海图、航空图、宇航图、水利图、公路交通图、旅游宇航图、水利图、公路交通图、旅游 地图、传媒地图、地图、传媒地图、军事地图等。军事地图等。1.4.22022-1-2759 根据地图的形式根据地图的形式可分为挂图与桌上用图。可分为挂图与桌上用图。

54、 按综合程度可划分按综合程度可划分为单幅综合地图、综合系列地图与综合地图集为单幅综合地图、综合系列地图与综合地图集。 1.4.32022-1-2760 根据地图图形根据地图图形可以划分为：分布图、类型图、区划图、可以划分为：分布图、类型图、区划图、 等值等值线图、点值图、动线地图、统计地图、网格地图等线图、点值图、动线地图、统计地图、网格地图等。 1.4.42022-1-2761 根据地图显示方式和介质特点根据地图显示方式和介质特点可以分出一类特种地图特种地图，包括：数字地图、屏幕地图、多媒体电子地图、互联网络地图、立体地数字地图、屏幕地图、多媒体电子地图、互联网络地图、立体地图、触觉地图、发

55、光地图、塑料地图、丝绸地图、缩微地图、工图、触觉地图、发光地图、塑料地图、丝绸地图、缩微地图、工艺品地图、地球仪等艺品地图、地球仪等，如下图： 1.4.52022-1-2762 地图图型地图图型是以不同是以不同表示方法表示方法和和手段手段表示地图科学内表示地图科学内容的地图基本类型。每种图型可能表示一项或多项内容的地图基本类型。每种图型可能表示一项或多项内容，也可能采用一种表示方法或多种表示方法的组合。容，也可能采用一种表示方法或多种表示方法的组合。其中其中： 分布图分布图是表示制图对象分布位置分布位置或分布区域范围分布区域范围的一种图型； 类型图类型图是表示制图对象质量特征质量特征的类型的类

56、型划分及其地理地理分布分布的图型； 区划图区划图是根据自然或社会经济现象在地域上总体和部分之间的差异性差异性与与相似性相似性，划分不同区域的图型； 等值线图等值线图是用一组相等数值点的连线，表示连续分布连续分布且逐渐变化且逐渐变化现象的数量特征数量特征的图型； 2022-1-2763点值图点值图是用大小与形状相同且代表一定数值的点子，表示分散分布现象的分布范围分散分布现象的分布范围、数量和数量和密度密度的图型；动线地图动线地图是采用不同宽度与长度的箭形符号，表示制图对象的运动方向、路线、质量、数量运动方向、路线、质量、数量和结构等特征和结构等特征的图型； 统计地图统计地图是运用统计数据、以图形

57、与图表形式，表示统计单元之内制图对象统计单元之内制图对象 数量特征数量特征的图型；网格地图网格地图是以网格为单元，表示制图对象质量以网格为单元，表示制图对象质量或数量特征空间分布或数量特征空间分布的图型。2022-1-27641. 4 信息时代信息时代地图特性地图特性与与 功能的发展功能的发展 20 世纪70 年代以来，随着计算机制图、遥感制图、全计算机制图、遥感制图、全球定位系统和地理信息系统球定位系统和地理信息系统的迅速发展，国际上关于地图和地图学的变化与前景曾引起很大关注。诸如，机助制图诸如，机助制图发展了还要不要地图人员？遥感与地理信息系统发展了，发展了还要不要地图人员？遥感与地理信息

58、系统发展了，还要不要地图和地图学？地图学同遥感和地理信息系统是还要不要地图和地图学？地图学同遥感和地理信息系统是什么关系？屏幕地图、数字地图、电子地图出现以后，还什么关系？屏幕地图、数字地图、电子地图出现以后，还要不要传统地图？地图的性质、特点和功能有没有根本改要不要传统地图？地图的性质、特点和功能有没有根本改变？地图的科学性、艺术性如何评价？地图学的前景如何？变？地图的科学性、艺术性如何评价？地图学的前景如何？地图学如何面对信息革命的挑战等等问题，均引起不少争论。其中有较消极和悲观的看法，认为今后地图和地图学将走下坡路，逐渐被全球定位系统、遥感和2022-1-2765 地理信息系统所替代。但

59、也有相当多的地图学者持积极乐观的看法：一方面冷静地分析信息时代地图学新的发展和新的机遇与挑战；另一方面指出地图学今后发展趋势与努力方向。80 80 年代以后陈述彭院士先后发表年代以后陈述彭院士先后发表“地图学的地图学的发展发展”、“地图学的新使命地图学的新使命”、“信息流与地图学信息流与地图学”、“地学信息图谱当议地学信息图谱当议”等论文，对上述等问题作了精辟等论文，对上述等问题作了精辟分析，有些问题作了明确的回答分析，有些问题作了明确的回答。他指出：“地图作为一种文化工具，在人类的知识宝库中，将与语言、艺术并存而永生，在未来的生产与生活中将继续发挥巨大的作用。面临信息时代的机遇与挑战，久经社会实践考验的地图学必须作出适时的反映。不仅在工艺技术