地图学第一章地图基本知识

主讲：罗庆Telephone-email:luoqing518@163.com金山快盘：luoqing518@163.comQQ：17799805地图学

Cartography课程体系选修课必修课公共必修课专业核心课专业方向课公共选修课专业选修课一、本课程的性质二、本课程的学习内容基础理论、地图应用、地图制作Arcgis10.0

、AutoCAD三、本课程的教与学授课方式：多媒体、上机练习期末考核：期末考试占70%（100分）、平时成绩占30%（100分），平时成绩包括实验、课堂提问和考勤。

四、参考书籍教材：祁向东.地图学原理.武汉：武汉大学出版社，2012.参考教材：1.毛赞猷等.现代地图学教程.北京：高等教育出版社，2008.2.王家耀等.地图学原理与方法.北京：科学出版社，2006.实验教材：汤国安，杨昕.ARCGIS地理信息系统空间分析教程（第二版）.北京：科学出版社，2012.第1章地图的基本知识地图的基本特征和定义地图的内容、功能和分类地图的成图方法地形图的分幅与编号地图学的定义及学科体系地图的三要素比例尺方向图例和注记刻在石头上的地图

古代用树枝做的地图

公元前1500年树枝和贝壳制作的航海图新石器时代的壁画地图

古代上海地图

七世纪中叶的亚洲（唐朝）清代的实测地图《皇舆全览图》基于CA模型的开封市土地利用演化模拟：2002、2010a、2010b

铁路服务范围分析移动电话信号覆盖范围巩义市初级中学分布图巩义市行政村人口分布图初级中学1-10km缓冲区图各行政村最近学校示意图河南省专业村的空间分布图河南省林果专业村的空间分布图河南省养殖、养蚕和食用菌专业村的空间分布图

随着科学技术的进步，使地图的制作精度不断提高，表现形式更加多样、应用功能不断扩大、制图理论日趋成熟。地图成为生产建设、科学试验、日常生活不可或缺的工具，地图学也发展为一门具有完善学科体系及多层次地图理论的综合性学科。（一）地理信息的载体

地图容纳和储存了数量巨大的信息，而作为信息的载体，可以是传统概念上的纸质地图、实体模型、可以是各种可视化屏幕影像、声像地图，也可以是触觉地图。第1节地图的特征和定义一、地图的基本特征（二）数学法则的结构地图的数学法则：地图投影、比例尺、各种坐标系统。①地图投影地球椭球体是一个不可展曲面，将其展开成平面必然会产生误差。地图投影的任务是掌握误差的性质、分布和大小。

地球表面展开成平面②地图比例尺确定地图缩小的倍数地图比例尺③坐标系统（地图定向）

地图上的三北方向（三）有目的的图形概括缩小了的地图不可能容纳地面所有的现象。（四）符号系统的运用

把制图对象的地理位置及范围，质量和数量特征，时-空分布规律与相互关系，用十分概括与抽象的符号加以表示。二、地图的定义A.H.Robinson等认为，地图是空间关系和空间形式的视觉图解表象。C.Board提出，地图是为某种目的或若干目的，需要传达的地理现实的全面表象和智能的抽象。K.Wiss认为，地图是“地理现实世界的表现或抽象，以视觉的、数字的或触觉的方式表现地理信息的工具”。地图的定义：

按照一定的数学法则,将地球(也包括其他星球）上的地理信息（内容），通过科学的概括，并运用符号系统表示在一定载体上的图形（形式），以传递他们的数量、质量特征及其空间分布和发展变化（目的、结果）。

第2节地图的内容、功能和分类一、地图的构成要素

表达地理信息的各种图形符号、文字注记。

确定地图空间信息的依据，包括比例尺、地图投影各种坐标系统、控制点。

图名、图例、地图编号编制出版信息等辅助地图使用的要素。（一）图形要素（二）数学要素（三）辅助要素（1）地图投影（2）坐标系统（3）比例尺（4）控制点（5）地图定向二、地图的功能

（一）地理信息的载负地图是空间信息的理想载体，可获得直接信息和间接信息。（二）地图的传递功能（三）模拟功能模型与它表示的对象具有相似性。1.可以组成整体、全局的概念，也就是确立地理信息明确的空间位置。

（四）认识功能2.获得物体所具有的定性及定量特征。1990年各县人均GDP与全国之比1998年各县人均GDP与全国之比（3）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系。（4）易于建立正确的空间图像（一）按比例尺分类大（≥1：10万）中（1：10万～1：100万）小（≤1：100万）三、地图的类型（二）按图的图型分类有普通地图与专题地图之分。普通地图是表示自然地理和社会经济一般特征的地图，它并不偏重某个要素。主要表示水文、地形、土质植被、交通网、居民点和境界线七大要素。普通地图按内容的概括程度，区域及图幅的划分状况等分为地形图和地理图。专题地图是着重表示一种或几种主体要素及它们之间互相关系的地图。

洛阳一拖集团供应商空间分布图（三）按区域范围⑴星球图，地球图⑵世界图，大洲图,大洋图,半球图⑶国家图，次级行政区图等⑷局部区域图:海域图，区域图等（四）其他分类1.按地图的瞬时状态：静态地图和动态地图。

2.按用途：教学地图、文化地图、军用地图等。

3.按语言种类：汉语地图、少数民族语言地图等。

4.按出版使用方式：桌图、挂图、屏幕地图、地图集。5.按历史年代：分为古代地图、近代地图、现代地图。

6.按地图维数分类：平面图形及立体图形第3节地图的成图方法

现代地图的生产，可以分为实测成图和编绘成图两类。一、实测成图法指在现场或记录载体上，利用各种测量设备、采用不同方法进行测量作业，将成果缩小绘制在介质上的过程。大比例尺地图一般都采用该方法。

（一）野外地形测图应用不同的仪器设备，如水准仪、经纬仪、全站仪等直接在现场施测，获得测量数据，进行地形图制作。（二）摄影测量成图IKONOS影像TheimagewereacquiredbytheShuttleRadarTopographyMissionaboardtheSpaceShuttleEndeavor,Feb.,2000二、编绘成图法

根据已有的地图或其他编图资料，在室内编制新图的方法。中小比例尺地形图、普通地图和专题地图都采用编绘成图。根据编图资料、应用的设备和技术手段不同，可分为常规编图、遥感制图和数字制图三种。（一）常规编图

根据地图、航空像片判读成果、统计数据、文字资料及必要的室外调绘，应用传统的制图技术编制地图的方法。（二）遥感制图它是利用航空和卫星数据进行各种地图编制的过程。（三）数字制图它是应用计算机和图像输入、显示和输出设备，在制图软件的支持下，模拟手工作业各阶段进行地图设计和原图编绘的成图方法。一、地形图的分幅与编号（旧）为了保管和使用方便，每一种基本比例尺地形图都规定有一定的图廓大小，每一幅图都具有相应的号码标志，这项工作叫地形图的分幅和编号（我国1：10万7000幅；河北省1：1万8090幅）地形图分幅方法：一是矩形分幅，一是经纬线分幅（也叫梯形分幅）。我国基本比例尺地形图采用经纬线分幅。第4节地形图的分幅与编号（一）1：100万地形图分幅编号分幅（经差6°纬差4°）：由经度180°始按经差6°自西向东将全球分成60纵行，用1、2…60表示；由赤道始，按纬差4°将南北半球各分22横列，用字母A、B…V表示。编号:每幅1：100万地形图编号由列号和行号组成，列号在前，行号在后，中间连一短线，如北京所在图幅，J-50(北京116°05′15″E，39°50′10″N)北京所在图幅，J-50(116°05′15″E，39°50′10″N)（二）1:50万；1:25万；1:10万地形图分幅编号1：50万：按经差3°纬差2°分幅；每幅1：100万图含4幅1：50万图；代号A,B,C,D；例J-50-A1：25万：经差1°30′纬差1°分幅；每幅1：100万图含16幅；代号[1]、[2]…[16]；例:J-50-[1](编号1：100万幅后加上代号)1：10万：按经差30′纬差20′分幅；每幅1：100万图含144幅；代号1、2…144；例：J-50-5（编号在1：100万幅编号后加上自然序数代号）（三）1:5万、1:2.5万、1:1万分幅编号1：5万：(经差15′纬差10′)，每幅1:10万图含4幅；编号是在1：10万幅后加上自己的序号A、B、C、D；例：J-50-5-B。1:2.5万(经差7′30″，纬差5′)：每幅1:5万图含4幅；代号为1、2、3、4；例：J-50-5-B-4。1:1万：(经差3′45″，纬差2′30″），每幅1:10万图含64幅；代号为（1）、（2）、（3）…（64）；编号：1:10万图号后，分别加上各自的代号，例：J-50-5-(24)。1：5000：在1:1万地形图基础上，

按经差1′52.5″，纬差1′15″，划分为2行2列，用小写（a),(b),(c),(d)表示，如J-50-5-（31）-（c)。河北100万图幅编号K-49J-49J-50K-50114°00′40°00′114°00′40°00′J-50-1１6457８1:1万J-50-1-8河北10万、1万图幅编号J-50-144J-50-12二、地形图的分幅与编号（新）

（一）新的地形图分幅：各种比例尺地形图均以1：100万地形图为基础图，沿用原分幅各种比例尺地形图的经纬差（如表），全部由1：100万地形图按相应比例尺地形图的经纬差逐次加密划分图幅，以横为行，纵为列。（二）地形图的分幅与编号（新）按经度划分按纬度划分河北新图幅编号114°00′40°00′2×2＝４幅50万B4×4＝16幅25万C12×12＝144幅10万D24×24＝576幅5万E48×48＝2304幅2.5万F96×96＝9216幅1万GJ

50

G

003

004100万行100万列比例代码行号列号河北新图幅编号114°00′40°00′1-96列1-96行J50G005003J50图解法某地地理坐标为北纬30°18′10″，东经120°09′15″，求该地1：5万和1：1万地形图图号（旧）求点所在地1：100万比例尺地形图图号，以列行形式表达，并注出该图幅四角点的经纬度；列数=φN/4°（有余数，则加1）行数=30+λE/6°（有余数，则加1,我国在东半球多30）以经差Δλ=30′，纬差Δφ=20′，将1：100万图幅分成12行12列，计144幅1：10万图幅，确定1：10万图幅序号以经差Δλ=15′，纬差Δφ=10′，将1：10万图幅分成2行2列，计4幅1：5万图幅，，确定1：5万图幅序号以经差Δλ=3′45″，纬差Δφ=2′30″，将1：10万图幅分成8行8列，计64幅1：1万图幅，，确定1：1万图幅序号。H-51北纬30°18′10″，东经120°09′15″(三）新编号系统的应用

（1）由已知某地地理坐标（x，y），则按下列程序计算其所在某比例尺地形图的图号：

A.按下列公式求出基础图1：100万图幅的图号：

h=[y/△y]+31l=[x/△x]+1

其中y表示纬度，△y表示百万分之一地图的纬差；x表示经度，△x表示百万分之一地图的经差。[]为商取整符号，如9.3则取9。h表示行号，l表示列号B.按下式计算所求图号的地形图在基础图幅内位于的行号和列号：

h′=△y/△y′

—[（y/△y）/△y′] l′=[(x/△x)/△x′]+1

其中△y、△x表示百万分之一地形图的纬差、经差；△y′、△x′表示所求图号的地形图图幅的纬差与经差，h’表示行号、l′表示列号。备注：其中[]为商取整符号，()表示求余数如(39°22’30’’/4°)=3°22’30’’C.计算的结果引入欲求图号那地形图的比例尺代码，按图号构成规律，写出所求的图号。如北京某地的地理坐标为（114°33’45’’，39°22’30’’），则该地所在1：10万地形图的图号为：J50D002002。[作业]已知某地地理坐标为λ=116°03′45″Eδ=39°40′求其所在1：100万，1：50万，1：25万，1：10万和1：1万地形图的编号。传统地图学的定义:ICA（InternationalCartographicAssociation）的定义

:鲁滨逊（Robinson）的定义

:J.L.莫里逊——信息论:第5节地图学的定义及相关学科一、地图学的定义

地图学是研究空间信息图形表达、存贮和传递的科学。地图学是一个传输系统，包含了从地图制作到使用的各个环节之间联系的探索。传输链：客观存在→制图者的概念→地图→地图读者。研究制作地图的艺术、科学和技术以及把地图作为科学文件和艺术作品。研究地图的发展与实质,同时也是研究地图编制与复制的科学。K.A.萨里谢夫——模型论:《辞海》（1980版）的定义:本书的定义:

地图学是用特殊的形象符号模型（地图图形）来表示和研究自然与社会现象的空间分布、组合和相互联系及其在时间中变化的科学。研究地图及其制作理论、工艺技术和应用的科学。地图学是以地图信息传递为中心的，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。二、地图学的学科体系和理论的发展

地图学在其逐步发展过程中，所包括的学科组成结构也在不断的变化与组合。早期的地图学是由数学地图学、地图编制学、地图制印三个分支学科组