第十章-地图分析与应用13课件.ppt

测量地图学,江西师范大学,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,测量地图学,第十章 地图分析应用,本章要点,掌握地图阅读、分析的基本原理和技术方法。,能熟练选择、阅读、分析、应用各类地图，以获得特定区域的地理环境信息。,初步掌握应用地图解译区域的自然、经济、人文要素的空间分布、相互联系及时空变化规律,测量地图学,第一节地图评价,一、地图的政治思想性,普通地图的政治思想性体现在：国界和政区界线要准确，按规定绘制；国名、地名、界峰、界河、山口等名称注记要符合国家统一规定。,社会经济地图，还应注意地图内容要有正确的政治观点和政治立场。,测量地图学,二、地图的科学性,:,数学基础的精确性,投影和比例尺选择恰当，并有相适应的图上定位精度。,地图内容的完备性,应包括反映制图对象质量特征或数量差异的各项基本内容与指标。,地图概括的适当性,图上的分类分级应与实地情况相符；要素的概括选取应能反映客观规律和区域的典型特征；图上各要素之间的关系应当统一协调。,地图资料的现势性,制图资料来源应该准确可靠，时间越近越好。,测量地图学,四地图的实用性,地图的实用性应该从地图的目的、用途、发行数量与使用范围、社会经济效益几方面来评价。,由于不同的用途和不同的使用目的，对地图有不同的具体要求，因此评价标准也各有侧重。,用于量测分析的地图，应重点评价地图数学基础的精确性，分析地图的投影、比例尺和图上定位精度是否能满足量图要求。,用于综合研究的地图，在保证具有一定几何精度的基础上，应重点评价所选地图内容的完备性、适当性和使用资料的现势性。,用于一般阅读分析的地图和教育、宣传用图，应重点评价地图的艺术性。,测量地图学,地形图的一个突出特点是具有可量性和可定向性。,地形图的另一个特点是综合性和易读性。,正确地识读和应用地形图是必须具备的基本技能。,第二节地形图阅读,地图应用包括,地图阅读、地图分析和地图解译,三个部分,。,地图阅读是地图分析的基础，它只能获得地图中的直接信息而地图中隐含的间接信息，必须通过地图分析解译来获取。,地图分析是地图阅读的深化和继续。如阅读人口密度图,地图解译是指用图者在阅读分析地图的基础上，应用多学科知识，对所获取的地图信息作出理解、判断和科学推测，是地图分析的深化。,测量地图学,读图程序,(,一,),选择地形图：选择能满足工作需要的地形图，分析其,比例尺,、,等高距,、,测图时间,、,成图方法,及,地物地貌的精度,能否满足需要。,(,二,),了解地形图的辅助要素,(,三,),熟悉地图坐标网,(,四）概略读图,(,五）详细读图,一般原则,:,先图外后图内、先地物后地貌、,先注记后符号、先主要后次要。,测量地图学,测量地图学,测量地图学三、地貌判读,主要根据地形图上的,等高线,进行判读。先看计曲线再看首曲线的分布情况，了解等高线所表示出的地性线及典型地貌，进而了解该图幅范围总体地貌及某地区的特殊地貌,。,主要包括：地面坡度的变化、地势起伏的大体趋势、是否有山头、鞍部、山脊、山谷及其大致走向等。,测量地图学,第三节 野外使用地形图,在野外使用地形图时，经常要进行地形图的定向、在图上确定站立点位置、地形图与实地对照，以及野外填图等项工作。,一、地形图的野外定向,地形图的野外定向就是使图上表示的地形与实地地形一致。常用的方法有以下二种：,（一）罗盘定向：,利用罗盘定向在野外用罗盘定向是最方便而常用的方法，使用时,远离铁轨、高压线等地物,。,1,）根据磁子午线定向；,2,）按真子午线定向；,3,）根据坐标纵线定向,根据地形图上的三北关系图，将罗盘刻度盘的北字指向北图廓，并使刻度盘上的南北线与地形图上的真子午线（或坐标纵线）方向重合，然后转动地形图，使磁针北端指到磁偏角（或磁坐偏角）值，完成地形图的定向。,测量地图学,根据罗盘定向 根据地物定向,测量地图学,（二）地物定向：,首先，在地形图上和实地分别找出相对应的两个位置点，例如，本人站立点、房角点、道路或河流转弯点、山顶、独立树等，然后转动地形图，使图上位置与实地位置一致。,二、在地形图上确定站立点位置,实地使用地形图，在标定地图方位以后，为实现实地对照，应先确定自己的站立点在图上的位置，由于情况不同，采用的方法也不同。,（一）依地貌地物定点,当站立点附近有明显地貌和地物时，可利用它们确定站立点在图上的位置。例如，站立点的位置是在图上道路或河流的转弯点、房屋角点、桥梁一端，以及在山脊的一个平台上等。,测量地图学,利用明显地形特征点确定立足点,测量地图学,截线法确定立足点,在线状地形地物（道路、土堤、山脊）上，可采用截线法确定立足点。首先进行地形图定向，然后在线状地形地物一侧找一个图上与实地都有的明显地形特征点，用直尺紧靠图上的点，转动直尺向实地地形特征点瞄准，并绘方向线，方向线与线状地形地物的交点，就是立足点,测量地图学,三、地图与实地对照,当进行了地形图定向和确定了站立点的位置后，就可以根据图上站立点周围的地物和地貌的符号，找出与实地相对应的地物和地貌，或者观察了实地地物和地貌来识别其在地图上所表示的位置。地图和实地通常是先识别主要和明显的地物、地貌。再按关系位置识别其他地物、地貌。通过地形图和实地对照，了解和熟悉周围地形情况，比较出地形图上内容与实地相应地形是否发生了变化。,进行地形图和实地对照工作，一般采用目估法，由右至左，由近至远，分要素、分区域判别，先识别主要和明显的地形、地物，再按相关位置识别其他地地形、地物。通过地形图和实地对照，了解和熟识地形、地物的实际分布情况和特征，并比较地形图内容与地形、地物的变化，确定需要删除和补充、修正的内容。,测量地图学,第四节 地图分析,一,.,地图分析的概念,地图分析是指通过分析解译地图模型，获取空间信息，采用科学方法探索、阐明地理环境中自然、人文要素的分布，数量、质量特征，相互联系及时空变化规律。,用图者通过地图分析，不仅可以获得用地图语言塑造的客观世界，而且可以获得未被制图者认识，在地图模型中没有直接表示的隐含信息，即可超过制图者主观传输的信息。如通过等高线图形的分析解译，则可获得有关地势、坡度、坡向、切割密度、切割深度等一系列形态特征信息。如果将等高线图形与水系图、地质图、土壤植被图、气候图比较分析，还可解释不同地貌类型、不同形态特征的成因及其未来演变趋势。,测量地图学,二,.,地图分析的作用,1,、获得各要素的分布规律,通过地图分析可以认识和揭示各种地理信息的分布位置（范围）、分布密度和分布规律。进行地图分析时，首先要通过符号识别，认识地图内容的分类、分级以及数量、质量特征与符号的关系。接着要从符号形状、尺寸、颜色（或晕线、内部结构）的变化着手分析各要素的分布位置、范围、形状特征、面积大小及数量、质量特征，进而阐明分布规律，并解释形成规律的原因。,2,、利用地图分析揭示各要素的相互联系,通过普通地图分析可以直接获得居民地与地形、水系、交通网的联系与制约关系；获得土地利用状况与地形、与各类资源的分布及数量、质量特征，与交通能源等各项基础设施水平的关系等。普通地图与相关专题地图的深入分析，更能揭示地理环境各组成要素相互依存、相互作用和相互制约的关系。如分析我国的地震图和大地构造图，可以发现断裂构造带与地震多发区密切相关，强烈地震多发生在活动断裂带的特殊部位。,测量地图学,利用不同时期出版的同地区、同类型的地图比较分析，可以认识相同要素在分布位置、范围、形状、数量、质量上的变化。如比较不同时期的地形图，则可了解居民地的发展和变化；了解道路的改建、扩建和新建，了解河流的改道、三角洲的伸长、湖泊的变迁、水库及渠道的新建，认识地貌形态的变化，土地利用类型、结构、布局的变化，进而分析区域环境及人类利用、改造自然的综合变化。,4,、利用地图分析进行综合评价,综合评价就是采用定量、定性方法，根据特定目的对与评价目标有关的各种因素进行分析，并根据分析结果评价出优劣等级。如评价大田农业生产的自然条件，可选择对农作物生长起主导影响的热量、水分、土壤、地貌等因素，分析其区域差异，评价出不同等级。,测量地图学,5,、进行区划和规划,区划是根据某现象内部的一致性和外部的差异性所进行的空间地域的划分。地图分析既是区划和规划的基础，又是区划和规划成果的体现。各类地图资料、图像资料、文字、数字资料的综合分析研究是确定分区指标、建立区划等级系统、绘制分区指标图的基础。进一步分析普通地图和分区指标图，则可分别采用地图叠置分析或数学模型分析法，获得区划方案及确定分区界线，据此编制区划成果图。在各类综合规划、部门规划中，也必须利用各类地图、图像、文字、数字资料的综合分析了解规划区内部差异，分析各类资源在数量、质量、结构上当前的地域差异、分布特点、分析其动态变化。在对各类资源进行综合评价、潜力分析及需求预测的基础上，根据经济发展需要制定分区指标，划定功能分区，规划生产、建设布局，在地图上确定各类分区界线，编制总体规划及分项规划图。,测量地图学,三、地图分析的主要技术方法,有,目视分析法、量算分析法、图解分析法、数理统计分析法和数学模型分析法。,一,),、目视分析法,目视分析法是用图者用肉眼观察地图，通过视觉感受和思维活动来认识地图上表示的地理环境信息。这种方法简单易行，是用图者常用的基本分析方法。,目视分析可采用两种方法，一是单项分析，即单要素分析,，它将地图内容分解成若干要素或指标逐一研究。分析普通地图，可首先分成水系、地貌、土质植被、居民地、交通线、境界线、独立地物等,7,大要素阅读分析，进而将各大要素再分类、分指标阅读分析。如地貌要素可分为地貌类型、地势、地面坡度等指标进行分析；水系可分为河流、湖泊、水源等类型，分别研究其质量、密度、形态特征。,二是综合分析，又称归纳法,即将图上的若干要素或指标联系起来进行系统的分析，以全面认识区域的地理特征。,两种方法相辅相成，应在单项分析的基础上进行综合分析，又在综合分析的指导下进行单项分析，目视分析就是通常的地图阅读分析测量地图学,1,、在地形图上量取点的坐标和确定点的高程,在地形图上量取点的坐标,1),求点的直角坐标,测量地图学,幻灯片,48,测量地图学,方法,1.,如图,8-1,所示，欲求,P,点的直角坐标：,1,）根据地形图上的方里网及其注记，确定待测点所在方里网西南角的坐标值,X,、,Y,。,2,）通过,P,点作平行于直角坐标格网的纵横直线，交邻近的格网线于,A,、,B,、,C,、,D,；,3,）用分规截住取网格西南角点至两交点的长度，分别移置地形图直线比例尺上读距，得等测点在此方里网内的坐标增量,X,和,Y,；,4,）计算待测点坐标值,X,Xa,X Y=Ya+Y,；,测量地图学,方法,2.,考虑图纸伸缩变形的影响,(,精度要求高,):,若图纸已有变形，则需按图纸变形影响坐标增量计算公式：,X,L/ll,；此时还应量取,AB,和,CD,的长度，按下式计算：,式中,l,代表相邻格网线间所代表的距离，,测量地图学,2),求点的地理坐标,测量地图学,1,）根据地形图外图廓中对应的经度分度带短线、纬度分度带短线，构成,经纬网格,；,2,）根据地形图图角点经纬度注记，确定待测点所在经纬网格西南角点的坐标（经、纬度）；,3,）因大比例尺地形图上的经纬线近于直线，故可以过待测点作平行于经线边和纬线边的直线，交经纬网格西、南两边；若在中小比例尺地形图上，则应过待测点作经线与纬线的垂直线；,4,）用直尺或分规量取该经纬网西边、南边及西南角点至两交点的长度，若图纸已有变形，则须引进图纸变形影响坐标增量计算公式，并查书未附录应用表,1,，计算量取的长度；,测量地图学,5,）依相似形的比例关系和经纬网格每边相当于,1,（即,60,）经线长或纬线长，计算待测点在此经纬网格内的坐标增量；,6,）计算待测点坐标值：,=,a,=,a,+,例求图,8-1,中,Q,点的大地坐标,测量地图学,求图上某点的高程,在地形图上的任一点，可以根据等高线及高程注记确定其高程。,正好位于等高线上的点,:,点的高程即等高线高程,.,如图,8-2,中的,p,，可看出,H,p,=27 m,；,不在等高线上的点，,则可用内插法求出如图,8-2,中的,k,点。,过,k,点连接两条相邻等高线作一,线段,mn,，,量取,mn,的长度,d,（平距）,，再量取,mk,的长度,d,（平距），,k,点的高程,H,k,可按下式求得：,式中,H,m,为,m,点的高程，,h,为等高距，在图中,h,=1 m,。,测量地图学,2,、求图上线的长度、直线坡度和坐标方位角,长度的确定,1),直线长度的确定,用两脚规量取距离,按地形图的图示比例尺进行换算，即可读得其长度。,用直尺或三角板量取水平距离,按地形图示比例尺进行换算，读出相应的实地水平距离；或将量取的长度乘以地图比例尺的分母，求出实地水平距离；受图纸伸缩的影响。,用直角坐标计算水平距离,当距离较长时，为了消除图纸变形的影响以提高精度，可用两点的坐标计算距离。,先求出待测距离两端点的平面直角坐标，再根据两点距离公式计算长度。,测量地图学,曲线计示意图,测量地图学,如图,8-3,中，求,AB,的水平距离，首先求出两点的坐标值,x,A,y,A,和,x,B,y,B,然后按下式计算水平距离,：,2),确定曲线的长度：,弯曲较平缓曲线的量测,作近似折线量算,用曲线量测仪量算,多急剧小弯曲曲线的量测,宜用弹簧两脚规或分规，,按一定的脚距量取。,测量地图学,测量地图学,小比例尺地图上长度量测,方法步骤,：,1,、制作经、纬线比例尺（亦称复式比例尺,）,1,）计算经纬线长度比,2,）计算比例尺的基本尺段长度,3,）计算比例尺中相应实地,100,公里各经纬线的长度,4,）作比例尺的纬度表,5,）在各纬线上截取数段相应实地,100,公里的长度,6,）连曲线,2,、量测长度,1,）固定地图及连折线：,2,）确定各线段的方向：,3,）确定平均纬度：,4,）内插平均纬度线：,5,）用两脚规将欲量测直线段或折线连线移至相应平均纬度横线上，读出长度。,测量地图学,直线坡度的确定,直线的坡度是该直线两端的高差,h,和水平距离,L,之比，以,i,表示，即,i=h/L,。常用百分率或千分率表示,测量地图学,测定地面坡度的工具是坡度尺,利用坡度尺测定坡度。,坡度尺的制作原理和方法,坡度是由两点间高差和水平距离之比决定的。,如图，两点高差为米，两点间水平距离为设为地图比例尺为：万，其实地距离为，两点间的坡度角为,或,若坡度为百分比表示,在实际工作中，通常是根据坡度尺来量算，制作原理是根据上式,x,来求,测量地图学,测量地图学,绘制坡度尺,1.,根据公式 求相邻两条等高线间坡度为,1,、,2,、,3,、,30,的图上水平距离,D,1,、,D,3,、,D,3,、,、,D,30,（式中,h,为等高距；,M,为地形图比例尺的分母）；,2.,绘一条水平基线，以,2mm,间隔自左至右截取，并于各分点的下方依次注出地面坡度及相应的倾斜百分率；,1,。,2,。,4,。,6,。,8,。,10,。,12,。,14,。,16,。,18,。,20,。,22,。,24,。,26,。,28,。,30,。,3.5 7 11 14 18 21 29 36 45 58%,测量地图学,1,。,2,。,4,。,6,。,8,。,10,。,12,。,14,。,16,。,18,。,20,。,22,。,24,。,26,。,28,。,30,。,3.5 7 11 14 18 21 29 36 45 58%,D,1,D,2,D,3,1,。,2,。,4,。,6,。,8,。,10,。,12,。,14,。,16,。,18,。,20,。,22,。,24,。,26,。,28,。,30,。,3.5 7 11 14 18 21 29 36 45 58%,3.,在各截点上按,D,1,、,D,2,、,D,3,、,、,D30,的长度作水平基线的垂线；,4.,并将端点用圆滑曲线连接起来，即构成量测相邻两条等高线间坡度角的坡度尺。,测量地图学,5.,为了使,5,以上的各种坡度表现更明显些，而采用,5,倍等高距，并在垂线上依次截取相应,D,值，即,D,5,、,D,6,、,D,7,、,、,D,30,，,用圆滑曲线连接起来，即构成量测相邻六条等高线间坡度的坡度尺,测量地图学,2.,坡度尺的使用方法,当等高线比较稀疏时，可用量测相邻两条等高线间坡度的坡度尺进行坡度量测。具体方法，先用两脚规量比图上欲求坡度的两条等高线间的水平距离，然后移至坡度尺上，使两脚规的一脚放在坡度尺水平基线上滑动，另一脚与曲线相交处所对应的水平基线上的度数，即为所求坡度。当等高线密集时，则使用量测相邻六条等高线间坡度的坡度尺进行量测，先在图上用两脚规量比欲求坡度的相邻六条等高线间的水平距离，然后移至坡度尺上量比，找到所求坡度数。,测量地图学,坐标方位角的确定,（,1,）复量得两点的坐标，然后按坐标反算公式计算直线的坐标方位角。,2,）如果精度要求不高，坐标方位角可用量角器直接在图上量出。,如,图,8-4,，,求直线,AB,的坐标方位角,:,方法之一：,先过,AB,两点精确地作平行于坐标格网纵线的直线，然后用量角器量测,AB,的坐标方位角,AB,和,BA,的坐标方位角,BA,。同一直线的正、反坐标方位角之差为,180,应满足,BA,=,AB,180,。,；,测量地图学,2,解析法,(,常用,),先求出,A(X,、,Y),、,B(X,、,Y),两点的坐标，然后再按下式计算,AB,的坐标方位角,:,当直线较长时，解析法可取得较好的结果。,求得直线的坐标方位角后，可依据三北方向图换算出磁方位角和真方位角。,测量地图学,在,1,：,2000,图幅坐标方格网上，量测出,ab,=2.0cm,ac,=1.6cm,ad,=3.9cm,ae,=5.2cm,。试计算,AB,长度,D,AB,及其坐标方位角,AB,。,a,b,d,c,e,B,A,1200,1400,1600,1800,bd=ad ab=1.9cm,，因此,X=38m,；,ce=ae ac=3.6cm,因此,Y=72m;,(,或由图根据比例尺和距离计算,A,、,B,两点的坐标,),因此距离为：,81.413m,AB,的方位角为：,2421033,测量地图学,在地形图上，欲求线段的真方位角，亦可用量角器量取得到。如，首先过,A,点作东,(,或西,),内图廓线（经线）的平行线，用量角器以此线起始边，顺时针量至到,AB,的夹角，即为,AB,的真方位角。若求磁方位角，则过,A,点作,PP,（磁北、磁南）连线的平行线,;,若求坐标方位角，则过,A,点作坐标纵线的平行线，其余步骤与求真方位角相同。,测量地图学,几何图形法,当欲求面积的边界为直线时，可以把该图形分解为若干个规则的几何图形，例如三角形、梯形或平行四边形等，如图,9,14,。,量出这些图形的边长，这样就可以利用几何公式计算出每个图形的面积。,将所有图形的面积之和乘以该地形图比例尺分母的平方，即为所求面积。,3,、面积的量算,测量地图学,坐标计算法,如果图形为任意多边形，且各顶点的坐标已知，则可利用坐标计算法精确求算该图形的面积。如图,9,15,，各顶点按照逆时针方向编号，则面积为：,上式中，当,i=1,时，,y,i-1,用,y,n,代替；当,i=n,时，,y,i+1,用,y,1,代替。,测量地图学,1),透明方格纸法,要计算曲线内的面积，使用以毫米为单位的透明方格纸或透明塑料模片覆盖在欲测图形上，然后将欲测图形的边界描绘在透明方格纸或透明塑料片上，首先读出完整的方格数，然后再用目估方法将不完整的方格凑成完整的方格数。最后累加出图形轮廓线内的总方格数,n,1,。用总方格数去乘每一方格代表的实地面积，即得欲测图形的总面积。,式中,a,为方格边长，,M,为比例尺分母，,N,为总方格数。该法的缺点是边缘方格的凑整较麻烦,测量地图学,例如在,1,：,2.5,万比例尺地形图上，图形方格数为,40,，不完整方格凑整总和为,14.3,，则方格数为,40+14.3=54.3,由于方格边长,2mm,，相当于地面,50,米，因此实地面积：,S=54.3x50 x50=135750(,平方米,)=0.136,平方千米,测量地图学,2),平行线法,将绘有等间隔平行线的透明纸覆盖在待求面积的图形上，图形则被分割成若干个长条，每一个长条可按照梯形来计算面积。梯形的高为平行线间隔,h,，图形分割各平行线的长度为,l,1,、,l,2,、,l,n,，则各梯形面积分别为,:,图形总面积为：,测量地图学,求积仪,有以下特点：,自动读数,自动计算面积,换算面积单位,动极式可以扩大,求积的范围,跟踪放大镜比,描迹针使用方便,动极轴,动极,放大镜,功能键 显示窗,跟踪臂,3),求积仪法,分类：,有,电子求积仪,和,机械式求积仪,两种,测量地图学,图,9,17,一种电子求积仪,测量地图学,4.,权重法量算面积,使用精密的分析天平，先求出欲测图形单位面积的纸张重量,g,，然后再称出欲测图形的重量,X,，则欲测图形的面积,S=PX/g,，式中,P,为单位面积。,测量地图学,电子求积仪的使用,电子求积仪是一种测定任意形状图形面积的仪器，如图,9,17,。,在地形图上求取图形面积时，先在求积仪的面板上设置地形图的比例尺和使用单位，再利用求积仪一端的跟踪透镜的十字中心点绕图形一周来求算面积。电子求积仪具有自动显示量测面积结果、储存测得的数据、计算周围边长、数据打印、边界自动闭合等功能，计算精度可以达到,0.2%,。同时，具备各种计量单位，例如，公制、英制，有计算功能，当数据量溢出时会自动移位处理。由于采用了,RS-232,接口，可以直接与计算机相连进行数据管理和处理。,为了保证量测面积的精度和可靠性，应将图纸平整地固定在图板或桌面上。当需要测量的面积较大，可以采取将大面积划分为若干块小面积的方法，分别求这些小面积，最后把量测结果加起来。也可以在待测的大面积内划出一个或若干个规则图形（四边形、三角形、圆等等），用解析法求算面积，剩下的边、角小块面积用求积仪求取。,测量地图学,体积量算,在地形图上，根据其等高线图形，可以量算出山体的体积，量算路基、渠道、堤坝等带状延伸工程施工中的挖填土方量，量算土地平整工程中平整区域的挖、填、运的土方量，量算水库容量及矿产储量等。,(1),利用横剖面法量算体积,基本原理是利用梯形体积来计算，其一般式为,:,式中，,V,为体积量，为各横剖面面积，为各横剖面间的距离，,n,为横剖面个数，,i,为,1,，,2,，,，,n,。,测量地图学,（,2,）用等高线法量算体积,在较小比例尺地形图上，体积计算的精度要求相对降低，因此可采用等高线法，用等高线法计算体积，其体积计算公式一般为：,（,9-21,）,式中，,V,为总体积，,h,为地形图的等高距，为从山脚至山顶各等高线层围成的面积,H,为山顶高程，为山体最高一条等高线高程，为高程 等高线所围成的面积。,测量地图学,