地图学复习资料.doc

地图学
名词解释
1、地图： 是遵循相应的数学法则，将客体（一般指地球、也包括其它星体）上的地理信息，
通过科学的概括，并运用符号系统在一定载体上的图形，以传递它们的数量和质量在时间与空间上分布规律和发展变化。
2、地图学： 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。
3、大地水准面： 假想以这个水准面作为基准面向大陆延伸，并穿过陆地、岛屿，最终形成了一个封闭曲面。
4、大地体：实际上是一个起伏不平的重力等位面，是逼近于地球本身形状的一种形体，称大地体，即地球物理表面。
5、地球椭球体： 假想可以将大地体绕短轴（地轴）飞速旋转，就形成了一个表面光滑的球体，即地球椭球体。
6. 绝对高程：是指地面点沿垂线方向至大地水准面的距离。
7、变形： 指因地图投影而使地球表面景物形状的几何性质受到破坏。地面景物的面积、轮廓、与其他景物之间的距离、角度等统称为景物形状的几何性质。
8. 变形椭圆：取地面上一个微分圆（小到可忽略地球曲面的影响，把它当作平面看待），在投影后一般变为微分椭圆，通过微分椭圆，分析地图投影的变形的特征。这种图解方法就叫变形椭圆。
9、地图投影：是研究将地球表面展开成平面的理论和方法，是实现由球面到平面的转换，是地球体的数学模型。
10、地图比例尺： 指图上长度与相应的地面之间的长度比例。
11、主比例尺： 在进行地图投影时对地球半径缩小的比率。
12、局部比例尺： 地图学上除保持主比例尺的点或线以外其他部分的比例尺。
13、等变形线： 指在地图投影图上变形值相同的点的连线。
14. 长度比：是指某点某方向上微小线段之比
15. 长度变形：就是长度比（μ）与1之差，用v表示长度变形则：Vμ=μ-1
16. 面积比：投影平面上的微小面积与球面上相应微小面积之比
17、面积变形： 指面积比与1的差值，用公式表示为：Vp=P-1。
18、角度变形： 地面上任意两条方向线的夹角α，与经过投影后的角度αˊ之差值。
19、等角投影： 投影面上两条方向线所夹角度与球面上对应的两条方向线所夹角度相等。
20、等积投影： 地球椭球面上的面状地物轮廓经投影之后仍保持面积不变。
22、方位投影： 以平面作为辅助投影面，使地球与平面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到平面上构成的一种投影。
23. 圆柱投影：以圆柱面作为投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成的投影。
24. 圆锥投影：以圆锥面作为投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成的投影。
25、高斯--克吕格投影： 以椭圆柱面作为投影面，并与椭球体面相切于一条经线上，该经线即为投影带的中央经线，按等角条件将中央经线东西一定范围内的区域投影到椭圆柱表面上，再展成平面，便构成了横轴等角切椭圆柱投影。
26、墨卡托投影： 属于横轴等角割圆柱投影，圆柱割地球于两条等高圈（对地球而言）上，投影后两条割线没有变形，中央经线上长度比小于1。
27、等角航线：地球表面上与经线相交成相同角度的曲线。
28、地图概括：在地图编制中对地图内容取舍与简化的原理和方法。
30、地图视觉变量：构成图形符号的基本要素。包括：形状、尺寸、方向、颜色、网纹。
31、分区统计图法：对二维空间制图数据绝对数量的一种点状概括，以点状符号的大小差异概略表示其空间分布。
35、分层设色法：是在等高线的基础上根据地图的用途、比例尺和区域特征，将等高线划分一些层级，并在每一层的面积内普染不同的颜色，以色相、色调的差异表示地势高低的方法。
36、等高线：是地形表面高程相同点的连线。
37、等高距：地形图上相邻等高线的高程差。
38、等高线平距：图上相邻两条等高线间的水平距离。
39、方位角：从标准方向的北端起,顺时针方向到直线的水平角称为该直线的方位角。
40、磁偏角： 以真子午线为准，磁子午线与真子午线的夹角。
41、磁坐偏角：以坐标纵线为准，坐标纵线与磁子午线之间的夹角。磁子午线东偏为正，西偏为负。
42、子午线收敛角：以真子午线为准，坐标纵线与真子之间的夹角。
问答题
1、简述地图的基本特征。
答：遵循一定的数学法则；具有完整的符号系统；经过地图概括；是地理信息的载体。
2、地图构成的主要要素。
答：图形要素、数学要素、辅助要素、补充说明
3、简述地图的基本功能。
答：（1）认识功能：形成整体全局的概念；获得制图对象定性与定量的特征；建立制图对象的空间联系；建立正确的空间图象（2）模拟功能：物质模型与概念模型（3）信息的载负和传递功能
4、地图可以应用在那些方面？
答：经济建设、科学研究、国防建设、政治活动、文化教育、日常生活
5、说明地图比例尺的作用。
答：1地图比例尺的大小决定着实地范围在地图上缩小的程度。
2地图比例尺的大小，决定着图上量测的精度和表示地形的详略程度。
6、地图比例尺的表示方法。
数字比例尺、文字式（说明式）比例尺、图解式比例尺（可以分为直线比例尺、斜分比例尺、复试比例尺）、特殊比例尺（可分为变比例尺、无级别比例尺）
7、非几何投影的种类有哪些。
答：伪方位投影；伪圆柱投影；伪圆锥投影；多圆锥投影。
8、 简述高斯——克吕格投影经纬网形状及变形特征。
高斯—克吕格投影是一种横轴等角切椭圆柱投影。
①定义：它是将一椭圆柱横切于地球椭球体上，该椭圆柱面与椭球体表面的切线为一经线，投影中将其称为中央经线，然后根据一定的约束条件即投影条件，将中央经线两侧规定范围内的点投影到椭圆柱面上，从而得到点的高斯投影。
②高斯投影变形特点 ：
n (1)没有角度变形，其沿任意方向的长度比都相等。
（2）中央经线投影后保持长度不变；
n (3)同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大；
n (4)同一条经线上，纬度越低，变形越大；
9、为什么说方位投影适合圆形制图区域。
答：方位投影使一个平面与地球仪相切或相割，以这个平面做投影面，将地球仪上的经纬线投影到平面上形成投影网，此投影的等边形线为同心圆，所以适宜于具有圆形轮廓的区域。
10.依据下图判断该投影的名称，并指出该投影的主要用途。
方位投影
适用于区域轮廓大致为圆形的地图
11、为什么说方位投影适合圆形制图区域
变形分布规律：投影中心无任何变形（在切点或割线上无任何变形），离投影中心愈远变形愈大，等变形线是以投影中心为圆心的同心圆（离投影中心距离相等的点变形量相同）
12. 简述墨卡托投影经纬网形状及变形特点。
经纬线是互为垂直的平行直线，经线间隔相等，纬线间隔由赤道向两极逐渐扩大。
特点：此投影无角度变形，中央经线长度比为0.9996，距中央经线约±180km处的两条割线上无变形。亦采用分带投影方法：经差6°或3°分带。长度变形 < 0.04%
13、变形椭圆是如何反应变形变化规律的。
根据变形椭圆的形状和大小，能反映出投影中变形的质和量的差别，同时具有直观的明晰性。具体说来通过椭圆的长短半轴与半球经纬网上的小圆的直径进行比较，观察其长度变形。通过椭圆的形状与小圆的形状进行比较，观察角度变形。通过椭圆的面积与小圆的面积进行比较，观察其面积变形。例如在等角投影中，变形椭圆保持正圆形，但在不同的位置上，面积差异很大，而在等积投影中，则变形椭圆形状变化很大，但面积大小相等。
14. 正轴圆锥投影最适宜应用于地球表面什么形状的制图区域？为什么？
制图区域东西延伸且位于中纬度地区，如中国，采用正轴圆锥投影。
制图区域的位置、形状、大小都直接影响地图投影的选择，任何一幅地图都希望变形减小到最小程度，这就要求投影的等变形线基本符合制图区域的轮廓，以保证制图中心地区和靠近中心的地区变形较小。
15. 正轴圆柱投影中，经纬线网的特点是怎样的？
正轴圆柱投影，纬线为平行线，经线也为平行线，且纬线与经线正交。
16、简述圆锥投影的分布规律
当圆锥面与地球相切时，称为切圆锥投影；当圆锥面与地球相割时，称为割圆锥投影。按圆锥与地球相对位置的不同，也有正轴、横轴和斜轴圆锥投影。但横轴和斜轴圆锥投影实际上很少应用，所以凡在地图上注明是圆锥投影的，一般都是正轴圆锥投影。
17. 我国按经差 6°或 3°是如何进行分带投影的？
答：6°分带：从0度开始，自西向东每6度分为一个投影带，全球共分为60个投影带；
3°分带：从东经1度开始，自西向东每3度分为一个投影带，全球共120个带。
18. 方位投影的特点是什么？
答：在投影平面上由投影中心（平面与球面相切的切点，或平面与球面相割的割线的中心）向各方向的方位角与实地相等。这种投影适用于区域轮廓大致为圆形的地图。
19. 我国地形图是如何分带的？
答：为了控制变形，采用分带投影的办法，规定1：2.5万——1：50万地形图采用经差6°分带;1:1万及更大的比例尺地形图采用3°分带。 6°分带法： 从格林威治0°经线（本初子午线），自西向东按经差每6°为一投影带，全球共分60个投影带，依次编号为1——60。我国位于东经72°——136°之间，共包括11个投影带，即13——23带。 3°分带法：从东经1 ° 30´算起，自西向东按经差3°为一个投影带，全球共分为120个带，我国位于24——45带。
20. 地理数据视觉化的含义是什么？
地图是地理数据的图形化表达，视觉化是为识别、传输和解释模式或结构目的而概要地表示信息的过程，表示可以被符号化、图形化、形象化地解释，且区别于文字和公式。视觉化是为视觉思维而进行的图形表示.
22、为什么比例圆是点状符号在数量对比上最常采用的几何符号？
在视觉感受上，圆形最稳定、圆面积由 组成，和正方形 一样只有一个变量、在相同面积的各种形状中，圆形所占图上的视觉空间最小、圆形常用于心里测验

23、注记的作用与功能。
图形注记是地图的基本内容之一。地图注记主要有标识各对象，指示对象的属性，表明对象间的关系和转译等功能。注记也是一种符号，在许多情况下起定位的作用，是将地图信息在制图者与用图者之间进行传递的重要方式。地图上的注记可以分为地名注记、说明注记、图符注记、数字注记。系统的利用注记的字体（反映地物的重要程度）、尺寸（反映地物的级别）、色相，地图注记便成为空间信息的归类手段。注记在地图上的出现和排列的好坏影响空间信息的表达及地图的阅读。注记既是地图上的功能符号，也是参与地图的艺术设计。
25、简述专题地图的基本特性。
内容广泛、具备地理底图、图形丰富，图面配置多样、新颖图种多，与相关学科的联系更密切
26、如何对专题地图的编图资料分析与评价。
（1）政治性分析评价：集中体现于地理底图和政区图的编制，它涉及国家主权和立场。对国内的行政界线、土地归属等也应慎重对待。政治性问题必须以政府正式的法律、条约为准，必须得到主管部门的认可及审定。（2）科学性分析评价：指数据可靠及精确度。从数据的来源、制图方法、原始数据的依据等方面评价。对地图数据的科学性检验，要分析是否具有完整、可信的数学基础和可靠的制图单位。对地图上的专题内容，要进行有关的专题数据等分析后做出判断。（3）完备性分析评价：根据设计中的专题地图所要表示的内容来评价数据的完备程度。如数据各个项目是否齐全，各要素所要表达的数量能否满足要求等。（4）现势性的分析评价：注意数据的汇编或编制时间是否符合统一截至日期的要求，是否反应本专题近期的成就及状况等。
30、表示地形要素的常用方法，各有何优缺点。
等高线法：优点：能清楚地显示地面的高低起伏形态；缺点：是立体感较差，两条等高线间的微地形未能表示出来。
分层设色法：优点:这种方法加强了高程分布的直观印象，更容易判读地势状况，特别是有了色彩的正确配合，使地图具有了一定的立体感。缺点：分层设色法在地图上构成了普染的底色，因此底色上面的某些要素的色彩就要发生变化或不够清晰。如在深色层面上的名称注记就不易阅读。
晕渲法：优点：表示地形立体效果好，应用范围很广。缺点：常常受印刷条件的限制，复制的成品，往往达不到绘画原稿的水平
31、叙述等高线的种类及其表示。
种类：(1)首曲线，又叫基本等高线，是按规定的等高距测绘的细实线，用以显示地貌的基本形。
(2)计曲线，又叫加粗等高线，从规定的高程起算面起，每隔五个等高距将首曲线加粗为一条粗实线，以便在地图上判读和计算高程。
(3)间曲线，又叫半距等高线，是按二分之一等高距描绘的细长虚线，主要用以显示首曲线不能显示的某段微型地貌。?(4)助曲线，又叫辅助等高线，是按四分之一等高距描绘的细短虚线，用以显示间曲线仍不能显示的某段微型地貌。
32、等高线的特点。
（1）等高闭合（2）多高少低（3）密陡稀缓（4）形似实地（5）不交不重（6）直交分水、集水线
33. 已知地理坐标为北纬30º18´10″，东经120º09´15″，求该地所在1:50万、1:10万和1:1万地形
图的图号。

答：H51B001001 ； H51D006001 ； H51G041003。
1：100万的编号表示：纵列法:30+|经度/6°|(取整)+1
横列法：|纬度/4°|（取整）+1 要转换成字母，具体的什么字母参考下面。
1:50万在1:100万中的表示：列号：|减去最左边的经数/1:50的经差|（取整）+1
注：这里的“减去最左边的经数”指该点所在1:100万中分幅的区域，比如说东经120º09´15″是在东经120°到126°之间，减去的是120°）
行号：|减去最北边的纬数/1:50的纬差|（取整）+1
一些经差和纬差如下：
1：50万： 经差3° 纬差2°
1：25万： 经差1°30′ 纬差1
1：10万： 经差30′ 纬差20′
1：5万： 经差15′ 纬差10′
1：2.5万：经差7′30″ 纬差5
1：1万：按经差3′45″，纬差2′30
地图编号的方法：如H51D006001.
H是1:100万的横列号，由赤道开始，按纬差4°将南北半球各分成22横列，依次用字母A.B……V表示。
51是1:100万的纵列号，由经度180°开始按经差6°自西向东将全球分成60纵行，用1.2……60表示。
D指的是代码，B是代表1：50万，C是1:25万，D是1:10万，E是1:5万，F是1:2.5万，G是1：1万，H是1:5000.
006指的是1:10万的图在1:100万中的第六行
001指的是1:10万的图在1:100万中的第一列
34、已知AB方向线的真方位角（α真）是41°03′，该地的磁偏角为西偏2°02′，求AB方向线的磁方位角（α磁）和磁象限角（R磁）。
答：磁方位角为：41°03’+2°02’=43°05’
磁象限角：
六、论述题
1、什么是地图投影？试述选择地图投影需要考虑因素。
地图投影：是研究将地球表面展开成平面的理论和方法，是实现由球面到平面的转换，是地球体的数学模型。
考虑因素：
制图区域的地理位置、形状和范围：地理位置决定了所选投影的种类；
制图区域的形状制约地图投影的选择：制图区域的范围大小也影响地图投影的选择
比例尺：各种比例尺地图对精度的要求不同，导致在投影选择上亦不同
地图的内容：即使在同一个制图区域，但因地图所表现的主题和内容不同，所选投影也有所不同

2. 什么是投影变形？变形椭圆是如何反映投影变形变化规律的？
（1）投影后经纬网形状与球面上经纬网形状不完全相似，产生褶皱或断裂的现象。
（2）如何反映（课件书本无明确说明）
1.微小圆→变形椭圆的方程证明: 地球面上的微小圆，投影 后通常会变为椭圆，即以O'为原点，以相交成q角的两共轭 直径为坐标轴的椭圆方程式。
2..微分圆长、短轴半径的大小，等于该点主
方向的长度比。
3.投影后经纬线呈直交者，经纬线长度比就是最大和最小长度比。
3. 试述我国国家基本比例尺系列地形图的种类、特点及采用的投影及其投影性质。
我国国家基本比例尺地形图有七种：1:100万、1:50万、1:25万、1:10万、1:5万、1:2.5万和1:1万
1:100万
特点：综合反映了制图范围内的自然地理和社会经济概况，用于大范围内进行宏观评价和研究地理信息。
投影：采用正轴等角圆锥投影，编绘方法成图。
1:50万
特点：综合反映了制图范围内的自然地理和社会经济概况，用于较大范围内进行宏观评价和研究地理信息。
投影：采用高斯—克吕格投影，6°分带，采用编绘方法成图.
1:25万
特点：比较全面和系统地反映了区域内自然地理条件和经济概况，主要供各部门在较大范围内作总体的区域规划、查勘计划、资源开发利用与自然地理调查。
投影：采用高斯—克吕格投影，6°分带，编绘方法成图。
1:10万
特点：主要用于一定范围内较详细研究和评价地形。
投影：采用高斯—克吕格投影，6°分带，编绘方法成图。
1:5万
特点：是我国国民经济各部门和国防建设的基本用图，这种比例尺地形图主要用
于一定范围内较详细研究和评价地形。
投影：采用高斯—克吕格投影，6°分带，采用航空摄影测量方法成图。
1:2.5万
特点：主要用于较小范围内详细研究和评价地形，城市、乡镇、农村、矿山建设
的规划、设计，林斑调查，地籍调查等。
投影：采用高斯—克吕格投影，6°分带，航空摄影测量或编绘方法成图。
1:1万
特点：1:1万地形图主要用于小范围内详细研究和评价地形，城市、乡镇、农村、
矿山建设的规划、设计，林斑调查，地籍调查等。
投影：1:1万地形图采用高斯—克吕格投影，3°分带，航空摄影测量方法成图。
4. 试述高斯－克吕格投影的变形性质、变形分布规律及用途。
性质：横轴等角椭圆柱投影
变形分布规律：在长度和面积上变形很小，中央经线无变形，自中央经线向投影带边缘，变形逐渐增加，变形最大之处在投影带内赤道的两端。
应用：国家基本比例尺地形图中的大中比例尺图一律采用高斯克吕格投影；由于其投影精度高，变形小，因此在大比例尺地形图中应用，可以满足军事上各种需要，能在图上进行精确的量测计算。

5. 什么是地图投影？试论述制作地图过程中，根据哪些原则进行地图投影的选择？
地图投影;是研究将地球表面展开成平面的理论和方法，是实现由球面到平面的转换，是地球体的数学模型。
制图区域的地理位置、形状和范围：地理位置决定了所选投影的种类；制图区域的形状制约地图投影的选择；制图区域的范围大小也影响地图投影的选择
比例尺：各种比例尺地图对精度的要求不同，导致在投影选择上亦不同
地图的内容：即使在同一个制图区域，但因地图所表现的主题和内容不同，所选投影也有所不同
出版的方式：有单幅图、系例图和地图集之分

6. 试论述墨卡托投影投影特点及其在实际生活中的意义是什么？
特点（1）经纬线是互为垂直的平行直线，经线间隔相等，纬线间隔由赤道向两极逐渐扩大。
（2）在该投影图上，不仅保持了方向和相对位置的正确，而且能使等角航线（又称恒航线，或斜航线）表示为直线。
意义：该投影具有等角航线被表示成直线的特性，保持了方向和相对位置的正确，故广泛应用于编制航海图和航空图。但由于除赤道和经线外的等角航线不是大圆航线，距离偏长，故航海中常常采用短距离采取等角航线，长距离靠近的做法。
对航海、航空具有重要的实际应用价值。
7. 何谓地图概括？试论述为什么要进行地图概括？
（1）根据地图主题与用途、比例尺和制图区域地理特点等，通过对地图内容的选取、概括，以反映甚至夸大表示某些最重要的、最基本的事物或现象，而舍去某些次要的、非本质的甚至整类、整级的事物或现象的过程。
（2）为什么：
计算机技术和地理信息系统的发展，数学方法（如模糊集合论、Delaunay三角网剖分、分形几何、小波理论）和生物与地学应用（如神经元网络系统、专家系统），使传统地图学走向以可视化为中心的数字制图道路。自动地图概括减少了模拟地图的主观性，促进了空间数据的多尺度变换，是地图概括的主要方向。自动概括研究结果还说明，系统的地图概括理论和生产应用，还有待学科的不断进步。
8. 什么是地图概括？请论述制约地图概括的主要因素。
地图概括的实质：是在制图过程中对地图数据和图解形式经过科学化处理，使其能表现出制图区域的基本特征和制图现象的基本的、典型的面貌和主要特点。
原因：地图不可能把地面全部事物毫无遗漏地表示出来。地图上所表示的地面状况是经过概括后的结果
制约因素：（1）地图的用途和主题：编制地图的目的与任务的不同，需要在图面上反映空间数据的广度和深度也不同，因此地图的用途是地图概括的主导因素。地图的主题决定某要素在图上的重要程度、影响地理要素的选取，因而也影响地图概括。
（2）地图比例尺：比例尺是决定地图概括的主要因素。比例尺限制了地图区域的幅面，限制了图上所能表示要素的总量，因而也决定了要素数量指标的选取。地图比例尺的变更，也制约着图上地物的质量特征。
（3）制图区域的地理特征（地形、水系、居民点）不同区域具有景观各异的地理特征。
（4）制图的数据质量：地图概括的过程都以空间数据为基础的，而空间数据的形式也对地图概括的过程和方法产生影响。
（5）制图图解限制：地图的内容受符号的形状、尺寸、颜色和结构的直接影响，并制约着概括程度和概括方法。

8