中级职称大纲-地理信息系统与地图学

1、一、专业基础知识1、 掌握地图的定义和基本特征：定义：是按照一定的数学法则、运用制图综合理论、应用地图符号系统，将地球表面缩绘于平面上，以达到反映各种自然和社会现象的空间分布、组合、联系、变化和发展的图件。特征：可量测性、直观性、一览性（形象直观性、地理方位性、几何精确性）。2、 掌握地图的基本功能：模拟功能、信息载负功能、信息传输功能、认识功能。3、 掌握地图的分类：1）按内容可分为普通地图和专题地图；2）按比例尺可分为大比例尺地图（1：10万）、中比例尺地图（1：25万）、小比例尺地图（1：100万）；3）按其所包含的区域范围可分为按自然区域分为全球性的自然区域地图、地区性的自然区域地图、

2、国家级的自然区域地图；按行政区划分为世界地图、全国地图、省（直辖市、自治区）地图、地区（州、盟、省辖市）地图、县（旗、地辖市）地图等；4）按其用途分为通用地图、专用地图；5）按其他标志按其使用方式分为桌面地图、挂图、屏幕地图和水深携带地图、按其外形特征分为平面地图、三维立体地图和地球仪等、按其图幅形式分为单幅地图、多幅地图、系列地图和地图集、按其感受方式分为单色地图、多色地图、荧光地图、互补色地图、盲文地图等。4、 地图的种类：普通地图、专题图、专用地图、特种地图、地图集与系列地图。5、 熟悉地图的地理要素的内容：一般来说，地图的主体要素都是各种地理现象。根据地理现象的性质，又可将其区分为自然

3、要素、社会技能攻击要素及环境要素等。自然要素包括海洋和陆地水系，以及地质、地球物理、地貌、气象、水文、土质与植被、动物等方面的现象或物体；社会经济要素包括居民地、交通网、境界线，以及政治、行政、人口、城市、历史、文化、经济等方面的现象或物体；环境要素是指人类生活的环境状况。包括自然灾害、自然保护、污染与保护、疾病与医疗等。6、 了解基本图形变量：形状、尺寸、方向、亮度、密度和色彩。7、 掌握地图符号分类：1）以往根据其视点位置分为侧视符号和正视符号；根据符号的外形特征分为几何符号、线状符号、透视符号、象形符号、艺术符号；根据符号所表示的对象分为水系符号、居民地符号、独立地物符号、道路符号、管线

4、垣栅符号、境界符号、地貌符号、土质与植被符号；从地图符号的大小和与所表示的对象之间的比例关系将其分为依比例尺符号、不依比例尺符号、和半依比例尺符号等。2）根据约定性原理，采用演绎的方法可将分为点状符号、线状符号和面状符号。8、 熟悉地图符号的设计方法：1）符号的形状：从图形角度出发，应使设计的符号图案化和系统化，并充分考虑到绘图和制图工艺的技术要求，应使地图内容的分类海域分级、主次和大小的变化也响应的反映为图形上的变化。2）符号的尺寸：注意它与地图用途、比例尺、制图区域特点和读图条件等方面的联系，此外，应充分注意与目视分辨能力、绘图和印刷技术能力相适应。使用颜色可以简化地图符号的图形差别、减少

5、符号的数量，加强地图各要素分类分级的概念，有利于提高地图的表现力。在地图符号的彩色设计中要注意正确利用色彩的象征意义、符合地图的主题及内容、估计印刷和经济效果。9、 掌握地图分幅和编号的方法与原则:1） 地图分幅的基本方法：地图有矩形分幅和按经纬线分幅两种基本形式。 矩形分幅：相邻图幅以直线划分，每个图幅均为矩形。矩形的大小多根据纸张和印刷机的规格而定。矩形分幅又可分为拼接和不拼接的。拼接使用的矩形分幅指相邻图幅有共同的内图廓线，使用时可按其共用边拼接起来；不拼接的矩形分幅指图幅之间没有共用边，每个图幅都有各自的制图主区，各分幅图之间常有一定的重叠，有时还可以根据主区的大小变更地图的比例尺。优

6、点是图幅之间结合紧密，各图幅的印刷面积可以相对平衡，有利于充分利用纸张和印刷机的版面；可以使用分幅线有意识的避开重要地物，以保持其图形在图画上的完整。缺点是图廓线没有明确的地理概念，图幅的地理位置不明显。 相邻图幅按经纬线进行划分，每个图幅一般为梯形，又称梯形分幅，是当前主要的分幅形式，我国的基本比例尺地形图就是已国际1：100万地图为基础，按经纬线分幅的。优点：每个图幅都有明确的地理位置概念，适用于很大区域范围的地图分幅；缺点是当警卫线投影成曲线时，将给图幅的拼接带来困难；另外，由于经差和纬差相同的图幅面积将随维度的增加而不断缩小，这将不利于有效的利用纸张和印刷机版面，不得不在高纬度地区采用

7、合幅的形式，但是这又干扰了分幅的系统性；还有，按经纬线夫人那副经常会破坏重要地物的完整性。2） 地图编号的基本方法：多幅地图中的每一幅图必须用一个特定的号码来标志，称为地图编号。常用的有行列式编号法、自然序数编号法、行列-自然序数编号法等。 行列式编号法：将制图区域划分为行和列，并相应地按序数或字母顺序编上号码。行的编号可以自上而下，也可以自下而上；列的编号可以自左而右，也可以自右而左。图幅的编号取“行号-列号”或“列号-行号”的形式标注，中间的“-”也可以不用。大区域的分幅地图常采用此种编号方法。 自反序数编号：将分幅地图按自然序数进行编号称为自然序数编号法，也称流水编号法。编号的顺序可以从

8、左到右、自上而下，也可以从右到左、自下而上，还可以按顺时针或逆时针方向编号。辨的序号可以使用阿拉伯数据或罗马数字或拉丁字母等。小区域的分幅地图或挂图常用这种编号方法。 行列-自然序数编号法：这是行列式和自然序数式相结合的编号方法。世界上许多国家的地形图均采用这种编号方法。它是在行列式编号的基础上，用自然序数或字母代表详细划分的较大比例尺地图的代码，二者结合构成分幅图的编号，我国的1：50挖宝、1：25万、1：10万等各比例尺地形图的原编码就是采用这种形式。10、 熟悉国家基本比例尺地图的分幅与编号：我国的基本比例尺地形图就是以1：100万地形图的分幅为基础，按规定的经差和纬差划分图幅，使相邻比

9、例尺的图幅数量成简单的倍数关系。我国基本比例尺地形图的分幅与编号系统多次改变，其演变过程大致可分为四个阶段、在1969年以前（第一阶段），我国基本比例尺地形图的分幅与编号完全是套用前苏联的分幅与编号系统和方法；在1969-1973年间（第二阶段），其分幅与编号系统和方法不变，只是对图幅代号左乐大量的改动；在1974-1989年间（第三阶段），对原分幅与编号系统做了个别调整，对于图幅代号重新进行了改动，但编号方法保持不变；在1992年以后（第四阶段），完全摆脱了原来的分幅与编号系统和方法的束缚，开始实施直接在1：100万图幅基础上进行分幅，按行列式编号的全新方案。在前三个阶段中，分幅与编号的共同

10、特点是：从国际1：100万图幅开始，将基本比例尺系列划分为若干级。在每级中，将基础图幅按规定的经差和纬差划分成若干幅次一级的图幅，用规定的代号按从上到下、自左而右的自然序数法进行编号，再将该比例尺图幅的代号接加在基础图幅的编号之后，以构成该比例尺图幅的编号。例题详见地图制图书第32页。11、 掌握地形图编绘；了解专题图编绘；熟悉数据地图编绘：专题地图的编制过程：1、地图设计：（1）确定制图区域的范围、地图的主要参数，例如地图的开本、实际尺寸、主副图的比例尺等，为小比例尺地理地图的编绘选择合适的地图投影。（2）图面配置设计：主体地图的地位及其与邻区的关系，副图、附图、附表的配置，图名、图例、照片

11、、文字说明等的处理。（3）表示方法与资料的分配：一幅完整的地图，并不是要把所有的专题资料都集中在主图上，而应区分主次，有层次、有选择的分配给以主体地图为主的所有制图区域。在表示方法上也有同样要做全面考虑，作有机搭配。（4）图例系统与符号的设计：按照编图目的及资料分析的结果，编制合理有序的图例，设计各类专题符号。（5）制定作业方法与编印工艺流程：为检验设计的可行性及合理性，应尽可能对设计内容、参数选择、图面配置、图例及符号设计、表示方法、资料分配与取舍，直至制印工艺流程，作试验与比较。内容的设计与各项试验工作可以同时或交错进行。（6）已编辑设计书的形式加以落实：设计书的编写没有固定格式，只要求能

12、将设计的内容给予准确的表述。设计书的详略还因编图任务的简繁而异。2、作者原图与编绘原图：专题地图的作者在很多情况下是专业人员。根据他们对专题内容的理解，或在制图人员的配合下，用一定的表示方法，将专题内容完整、准确的定位表示在地理底图上，就成为作者原图。作者原图的作者都需遵从编辑设计书的基本要求，同时还应提供编图的原始数据及必要的文字说明。作者原图是编绘原图的基础。编绘原图的步骤及方法与普通地图相似，由制图人员按编图大纲要求进行。原图编绘之前，应先制作地理底图，再按一定的编图方法，将作者原图上的内容转绘到地理底图上。3、出版准备：（1）地图设计：该工作与传统方法相同，主要包括资料的收集、分析评价

13、及确定专题地图所需要的编图资料。此外，还有若干必要的编辑设计前的准备工作。其中，有些工作内容可以由计算机完成，如为了拟定初步设计方案而进行的主、副图内容、表示方法、图名安排及色彩等的试验与选择，概略草图的绘制都可通过屏幕显示，以便反复比较及修改，因此更能符合设计人员的设计意图。（2）地图编绘：由专业人员根据编辑任务书的要求进行。由于计算机自动制图的硬件设置及软件功能各有不同，使计算机编制专题地图的具体操作流程有不少差异。其工作内容主要包括各类数据的输入、处理、编辑，生成所编地图中需要的各种地图、图表文体。（3）出版准备：对待编地图进行整体拼装，经检查无误后，将地图及底片形式生成，即可转入制印阶

14、段。12、 掌握地图设计和编制（基本内容、技术要求、作业流程）：（1） 地图编制的方法：实地测图和摄影测量制图；野外调查制图；数据资料制图；地图资料制图；文字资料制图；遥感资料制图；计算机制图。（2） 地图编制过程与阶段的划分：地图设计与编辑准备阶段；地图编稿与编绘阶段；地图整饰阶段；地图制印阶段。地图设计与编辑准备阶段：只要完成地图设计和地图正式编绘前的各项准备工作，包括根据制图的目的任务和用途，确定地图的选题、内容、指标和地图比例尺与地图投影；搜集、分析编图资料；了解熟悉制图区域或制图对象的特点和分布规律；选择表示方法和拟定图例符号；确定制图综合的原则要求与编绘工艺。对于专题地图，还要提出

15、底图编绘的要求和专题内容分类、分级的原则并确定编稿方式。最后写出地图编制设计文件编图大纲或地图编制设计书，并制订完成地图编制的具体工作计划。地图编稿与编绘阶段：主要完成地图的编稿与编绘工作。一般包括资料处理、展绘数学基础、进行地图内容的转绘和编绘。在编绘过程中要进行地图概括（地图综合），即进行地图内容的取舍和概括。当然在编辑准备阶段的分类分级与图例拟定也包括一定的地图概括，但在地图编绘阶段地图概括贯彻始终。地图编绘是一种创造性的工作，编绘阶段的最终成果是编绘原图。所谓编绘原图就是按编图大纲或制图规范完成的，在地图内容、制图内同、制图精度等方面都符合定稿要求的正式地图。对于专题地图，往往在地图正

16、式编绘前由专业人员编出作者原图，然后再由制图人员编辑加工，完成正式的编绘原图。地图整饰阶段：主要根据地图制印要求完成印刷前的各项准备工作，包括：按照印刷制版要求进行线划和符号清绘、剪贴注记；完成印刷原图的线划版、注记版；同时制作彩色样图的分色参考。地图制印阶段：主要完成地图制版印刷工作，包括出版原图的复照或翻版；分版分涂、制版打样；上机胶印；装帧等。13、 熟悉地理底图的设计与编制（基本方法、技术要求）：（1）地图投影的选择：中小比例尺的遥感专题制图所使用的遥感图像经过精处理之后，已协调到制定的地图投影上，所以地理底图的投影和影像投影一致。大中比例尺遥感专题制图的投影统一为高斯-克吕格投影。（

17、2）编图资料选择与地理基础更新：大中比例尺遥感制图的地理底图均以相应比例尺的地形图作为底图编制的基本资料。为使地形图上的地理要素能与专题影像图相对应（主要是水系，其次是居民点和交通网），必须以遥感图像作依据，修改或补充地形图上已经变化了的内容要素如变化了的河流、湖波的水涯线，水文网得到形状，以及变化了的居民点、交通网的形状和数量等。最终应该使地图上的要素与遥感图像上的向对应的内容一致，一编转绘专题内容。编制程序：采用常规的方法编制地理底图时，首先选择制图范围内相应比例尺的地形图，进行展点、镶嵌、照相，制成底图薄膜片，然后将膜片蒙在影像图上，用以更新地形图的地理要素。经过地图概括，最后制成供转绘

18、专题影像图的地理底图，其比例尺与专题影像图相同。14、 了解普通地图和专题地图内容、表达方法：专题地图主要由地理底图内容和专题内容所构成。用于显示制图要素的空间位置和区域地理背景，专题内容则是专题地图上表示的主题；专题要素的表示方法定点符号法线状符号法质底法等值线法定位图表法范围法点值法分区统计图表法分级统计图法动线法。普通地图的内容包括数学要素、地理要素和图外要素。表示详见地图制图书第97页。15、 熟悉基于地图数据库的地图生产技术和流程：16、 了解“4D”产品与应用：“4D”产品包括数字线划图（DLG）、数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）、数字栅格地图（DRG）。数字高程模

19、型（Digital Elevation Model 简称DEM）是在高斯投影平面上规则格网点平面坐标（x,y）及其高程（z）的数据集。Dem的水平间隔可随地貌类型不同而改变。根据不同的高程精度，可分为不同等级产品。数字正射影像图（Digital Orthophoto Map简称DOM）是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空相片 / 遥感相片（单色 / 彩色），经逐象元进行纠正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。一般带有公里格网、图廓内 / 外整饰和注记的平面图。数字线划地图（Digital Line Graphic简称DLG）是现有地形图上基础地理要素的矢量数据集，且保存要素间

20、空间关系和相关的属性信息。数字栅格地图（Digital Raster Graphic简称DRG）是纸质地形图的数字化产品。每幅图经扫描、纠正、图幅处理及数据压缩处理后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格文件。DEM主要功能:高程分析；精度分析；量测坐标、距离、面积、体积（挖填方）；坡度、坡向分析；通视性分析；剖面图生成；等高线生成；叠加相关矢量数据和影像数据。DLG主要功能：分析叠加信息；提取属性数据；根据矢量对象查询属性；根据属性查询矢量对象；易于更新、编辑；创建专题属性，绘制专业地图。DRG主要功能：查询偏角信息；查询原数据信息；查询点位坐标；根据坐标定位目标点；量算任意折

21、线距离；计算任意多边形面积；行程测算；坡度量测；可重采样；图幅拼接与裁切处理；统计图幅中各种颜色所占比例。17、 熟悉国家基本地图的类型与应用特点：国家基本地图是根据国家颁布的测量规范、图式和比例尺系统测绘或编绘的地图。世界各国采用的基本比例尺系统不尽相同，目前中国采用的基本比例尺系统为：11万、12.5万、15万、110万、125万、150万、1100万等七种。过去曾用120万，后改为125万。基本地形图是经济建设、国防建设和文教科研的重要图件，又是编绘各种地理图的基础资料，其测绘精度、成图数量和速度等是衡量国家测绘技术水平的重要标志。18、 熟悉国家基本比例尺的划分： 11万、12.5万、

22、15万、110万、125万、150万、1100万等七种。二、地理信息工程1、掌握地理信息的定义与特点：是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。在地理信息中，其位置是通过数据进行标识的，这事地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。地理信息具有区域性、多维结构特性和动态变化的特性。2、掌握地理信息源的种类：地图资料、GPS数据、控制测量成果、天文点成果表、航空像片和卫星遥感影像、测绘技术档案、地理调查资料以及地理文献、地图数据库或影像数据库、统计资料、野外测量数据等。其中主要的是地理资料、影像资料、统计资料和文字资料。3、熟悉地理信息与地理信息工程的关系

23、：4、熟悉地理信息工程与地理信息系统或地理信息产业的关系：5、掌握空间数据与属性数据：空间数据书构成地图内容要素的几何图形，例如地图上的井、山峰、灯塔、河流等。为表示这些要素在二维平面上空间图形的定位特征，常用一对平面直角坐标（X，Y）来表示，这种地图数据称为矢量数据；或用其通过栅格单元的左下角正标（行和列）来表示，称为栅格数据。地图要素图形大致分为点、线、面但中几倍类型。属性数据包括定性数据和定量数据。定性数据用来描述要素的分类或对要素进行标名。定量数据是说明要素的性质、特征或强度的，例如距离、面积等。6、掌握空间数据的获取方法与手段：空间数据获取是地理信息系统建设首先进行的任务，它可以有多

24、种实现方式，包括数据转换、遥感数据处理以及数字测量等，其中已有地图的数字化录入是目前被广泛采用的手段，也是最干肥人力资源的工作。在GIS中，录入的内容包括空间信息和非空间信息，前者是录入的主体。目前，空间信息的录入主要有两种方式，即手扶跟踪数字化和扫描矢量化，如曲线近似拟合、栅格图形细化跟踪等。空间数据获取手段主要有测量、遥感、GPS、统计数据、历史资料、业务数据、实地调查，等等。7、熟悉空间数据质量：数据质量包括准确性、精度、空间分辨率、比例尺、误差和不确定性。空间数据质量问题的来源包括空间现象自身荀仔的不稳定性、空间现象的表达、空间爱你数据处理中的误差、空间数据使用中的误差。空间数据质量控

25、制：传统的手工方法、元数据方法、地理相关法。8、掌握空间数据库结构与功能：9、熟悉空间数据处理：在图形数据录入完毕后，需要进行各种处理，包括坐标变换、拼接等，其中最重要的是建立拓扑关系。10、熟悉空间数据查询与分析：11、掌握地理信息系统的应用领域与特点：应用领域：测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾害监测、环境保护、国防、宏观决策支持12、掌握应用地理信息系统设计的内容与程序：13、掌握GIS功能设计：14、掌握GIS数据库设计：15、熟悉GIS系统分析设计：16、熟悉GIS应用模型设计：17、掌握GIS输入输出设计：18、熟悉GIS管理与维护设计：19、熟悉GIS工具软件的使用与操作：二

26、、专业理论知识1、熟悉测绘基准与测绘系统2、熟悉参考系与大地坐标:1980西安坐标系，大地坐标的原点设在西安泾阳县境内。3、掌握测量误差概念和误差传播定律4、掌握地图投影概念和种类：概念：按照一定的数学法则，把地球表面的经纬线网转化为平面上相应的经纬线网的方法和过程。种类：1、按投影构成方式分类：几何投影（圆锥投影、圆柱投影、方位投影、多圆锥投影）、条件投影（伪圆锥投影、伪圆柱投影、伪方位投影）；2、按投影面与地球的关系分类：正轴投影、斜轴投影、横轴投影、切投影、割投影；3、按变形性质分类：等角投影、等积投影、任意投影。5、掌握我国地图投影：（1）全国地图投影：斜轴等面积方位投影、斜轴等角方位

27、投影、彭纳投影、伪方位投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角割圆锥投影；（2）分省（区）地图的投影：正轴等角割圆锥投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆柱投影、高斯-克吕格投影；（3）大比例尺地图的投影：多面体投影（北洋军阀时期）、等角割圆锥投影（兰勃特投影，解放前）、高斯-克吕格投影（解放以后）。6、熟悉地图的可视化理论与基本方法7、制图综合的基本理论：定义：是在地图用途、比例尺和制图区域地理特点等条件下，通过对地图内容的选取、简化、概括和关系协调，建立能反映区域地理规律和特点的新的地图模型的一种制图方法。制图综合应顾及的因素：地图用途、地图比例尺、制图区域特点、地图资料的质量、符号最小尺寸、

28、地图表示方法。制图综合的基本方法：一、地图内容的选取（一）选取解决的问题：选取多少、选取哪些、怎样选取（二）选取的基本方法1、按分界尺寸选取：包括线性地图分界尺度、面积地图分界尺度、实地分界尺度、线性地图分界尺度与实地分界尺度相配合四种。2、按定额指标选取：回归模型、方根模型。3、按地物综合区选取：指将制图区域或图幅范围按物体的分布密度划分成的小区域，作为选取的基本单元，选取时在每个综合区内按统一的定额指标进行选取。4、按地物等级 ：将制图物体按照某些标志分成等级，然后按登记的高低进行选取。（三）选取方法的组合形式1、定额指标和分界尺度组合的选取（1）先计算选取定额指标，后按地物分界尺度选取（

29、2）先按地物分界尺度选取，剩余部分按定额指标选取。2、定额指标和地物登记组合的选取（1）构成综合区，统计制图物体的实地或资料图上的密度值。（2）利用有关公式计算新编图上应选取地物数。（3）按地物登记或总分级值大小逐级截取，直到达到定额指标。二、地图内容要素图形的化简（一）形状化简的基本方法：删除、夸大、合并、分割（二）外部轮廓形状的化简：1、外部轮廓形状的花妖要求：(1)保持弯曲形状或轮廓图形的基本特征；（2）保持弯曲特征转折点的精确性（3）保持不同地段弯曲程度的对比2、外部轮廓形状的化简方法：（1）按分界尺度化简形状；（2）按选取规律公式化简形状（三）内部结构的化简三、地图内容要素数量和质量

30、特征的概括：（一）等级合并方法（二）概念转换方法（三）制图物体的图形等级转换方法四、位移（一）位移解决的问题：哪个位移，哪个不位移；往哪个方向位移；位移多少；（二）位移的条件：1、毗邻地物之间没有必要的最小间隔但又必须放大地物本身的轮廓。2、加粗线条，加宽符号；3、在不破坏毗邻地物图形的情况下必须放大地物本身的轮廓；4、由于毗邻地物的移位不允许改变彼此的相对位置。（三）位移的大小：以两符号间关系能够清晰表达且留有最小间隙（0.2mm）较为适宜。（四）位移的基本要求1、一般原则是保证重要物体位置准确，移动次要物体2、特殊情况下，要考虑地区特点、各要素制约关系、图形特征、移位难易等条件3、相同要素

31、不同等级地物间图解关系的处理8、了解地图与地理信息系统、遥感信息系统的关系：数字地图与地理信息系统是紧密联系在一起，主要区别在于最终的目的不同：数字地图制图的目的是快速、精确的编制高质量的地图，而地理信息系统则是为地理研究和地理决策提供服务。由于目的不同，决定了它们从数据采集、处理、输出过程中的侧重点不同。数字地图制图是利用计算机及其输入输出装置，通过数据库技术和图形数字处理方法，来进行地图制图的工作。数字地图制图的整个过程是以处理数字为主要内容，而这些数字载负了地图或地理信息的具体内容。有了完整、精确的地图数据库，才能借助于计算机的处理，提供查询、分析和评价制图信息，编成新的地图，因此地图数据库是数字地图制图的重要组成部分。地理信息系统是将区域的资源与环境数字信息，按一定的数据结构存贮到计算机中。在计算机软、硬件的支持下，实现对资源与环境信息的查询、检索、更新