复习2009级环境工程的环境信息系统.pptx

n二、地理坐标二、地理坐标1.定义定义用经纬度表示的地面点在椭球面上的坐标。用经纬度表示的地面点在椭球面上的坐标。2.大地经纬度大地经纬度大地经度大地经度，指参考椭球面上某一点的大地子，指参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面间的两面角。通常由本初子午午面与本初子午面间的两面角。通常由本初子午面向东西量度，向东面向东西量度，向东0180为东经（设为正），为东经（设为正），向西向西0180为西经（设为负）。为西经（设为负）。大地纬度大地纬度，指参考椭球面某一点的垂直线，指参考椭球面某一点的垂直线（亦称法线）与赤道面的夹角。由赤道向南北两（亦称法线）与赤道面的夹角。由赤道向南北两极量度，向北极量度，向北090为北纬（设为正），为北纬（设为正），向南向南090为南纬（设为负）。为南纬（设为负）。n三、我国的大地坐标系（即在某一个椭球体模型三、我国的大地坐标系（即在某一个椭球体模型下各地面物体的平面坐标构成的体系）下各地面物体的平面坐标构成的体系）n1.1.使用历程使用历程n1954年北京坐标系年北京坐标系q2020世纪世纪5050年代，在我国天文大地网建设初期，采年代，在我国天文大地网建设初期，采用了克拉索夫斯基椭球。用了克拉索夫斯基椭球。a=6378245m，f=1/298.3n1980西安坐标系西安坐标系：大地坐标原点设在我国陕西省泾大地坐标原点设在我国陕西省泾阳永乐镇境内阳永乐镇境内(343227.00,N1085525.00E)，称为，称为19801980西安坐标系，西安坐标系，IAG-75IAG-75椭球，椭球，参数：参数：a=6378140m，b=6356755.2882m，f=1/298.257n2000国家大地坐标系：国家大地坐标系：大地原点大地原点与地球质心重合，与地球质心重合，即原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心即原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。n长半轴长半轴a6378137m，扁率，扁率f1/298.257222101。2.2.我国的大地控制网我国的大地控制网平面控制网：按统一规范，由精确测定地理坐标平面控制网：按统一规范，由精确测定地理坐标的地面点组成，由的地面点组成，由三角测量或导线测量三角测量或导线测量完成。完成。导线测量也分为四等，其中一、二等导线测量称导线测量也分为四等，其中一、二等导线测量称为精密导线测量。为精密导线测量。以上均有国家测量规范。以上均有国家测量规范。由平面控制网和高程控制网组成，控制点由平面控制网和高程控制网组成，控制点按一定规则和等级遍布全国各地。按一定规则和等级遍布全国各地。高程控制网高程控制网 :按统一规范，由精确测定高程的按统一规范，由精确测定高程的地面点组成，以地面点组成，以水准测量水准测量或三角高程测量完成。或三角高程测量完成。依精度不同，也分为四等。依精度不同，也分为四等。水准测量方法：利用仪器的水平视线测定两点高差。水准测量方法：利用仪器的水平视线测定两点高差。第二节第二节 地图投影地图投影n一、地图投影的概念一、地图投影的概念n球面上任一点的位置是用地理坐标（球面上任一点的位置是用地理坐标（、）表示的，而平面上点的位置是用直角坐标）表示的，而平面上点的位置是用直角坐标（纵坐标是（纵坐标是x,横坐标是横坐标是y）表示的，所以要将）表示的，所以要将地球球面上的点转移到平面上，必须采用一定地球球面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面坐标之间的的数学方法来确定地理坐标与平面坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为函数关系的数学方法，称为地图投影地图投影。n二二、地图、地图投影投影分类分类按照按照几何投影的构成几何投影的构成n几何投影是利用透视几何学原理，把地球球面几何投影是利用透视几何学原理，把地球球面上的经纬线网投影到规定的几何面上，如平面上的经纬线网投影到规定的几何面上，如平面/圆圆柱面柱面/圆锥面，然后将几何面展为平面而得到的，圆锥面，然后将几何面展为平面而得到的，根据几何面的形状，可进一步分为如下三类：根据几何面的形状，可进一步分为如下三类：1方位投影方位投影n以以平面平面为投影面，视点见图，使平面与球面相为投影面，视点见图，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。n 根据投影面和地球球面相切位置的不同，透视投根据投影面和地球球面相切位置的不同，透视投影可分为三类：影可分为三类：当投影面切于地球极点时，称为正轴方位投影。当投影面切于地球极点时，称为正轴方位投影。当投影面切于赤道时，称为横轴方位投影。当投影面切于赤道时，称为横轴方位投影。当投影面切于既不在极点也不在赤道时，称为当投影面切于既不在极点也不在赤道时，称为斜轴方位投影。斜轴方位投影。正轴圆柱投影正轴圆柱投影圆柱的轴和地球的地轴一致；圆柱的轴和地球的地轴一致；横轴圆柱投影横轴圆柱投影圆柱的轴和地轴垂直并通过地心；圆柱的轴和地轴垂直并通过地心；斜轴圆柱投影斜轴圆柱投影圆柱的轴通过地心，和地轴不垂直圆柱的轴通过地心，和地轴不垂直 也不重合。也不重合。由于圆柱和地球体相切相割的位置不同，圆柱投由于圆柱和地球体相切相割的位置不同，圆柱投影又分为正轴、横轴和斜轴圆柱投影三种。影又分为正轴、横轴和斜轴圆柱投影三种。3圆锥投影圆锥投影以圆锥面为投影面，球心作为视点，使圆以圆锥面为投影面，球心作为视点，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投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。影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。如图，基本单位长是如图，基本单位长是2cm，若，若ab线段为线段为264个单位长度，当地图比例尺为个单位长度，当地图比例尺为1:5万，则实万，则实地长度为？地长度为？若比例尺为若比例尺为1:10万呢？万呢？n3.我国地图采用的比例尺我国地图采用的比例尺我国把我国把1：5000、1：1万、万、1：2.5万、万、1：5万、万、1：10万、万、1：25万、（原万、（原1：20万）、万）、1：50万、万、1：100万八种比例尺的地形图定为万八种比例尺的地形图定为国家国家基本比例尺地形图基本比例尺地形图。其中，大于或等于其中，大于或等于1：10万的称为大比例尺万的称为大比例尺地形图，小于或等于地形图，小于或等于1：100万的称为小比例尺万的称为小比例尺地形图，其余的是中比例尺地形图。地形图，其余的是中比例尺地形图。n四、高斯四、高斯-克吕格投影（重点）克吕格投影（重点）我国大、中比例尺的地形图采用等角横切我国大、中比例尺的地形图采用等角横切椭圆柱投影，即高斯椭圆柱投影，即高斯克吕格投影。克吕格投影。n 1 1、高斯高斯克吕格投影的原理克吕格投影的原理 假设用一空心假设用一空心椭圆柱椭圆柱横套在地球椭球体上，使横套在地球椭球体上，使椭圆柱轴通过地心，椭圆柱面与椭球体面椭圆柱轴通过地心，椭圆柱面与椭球体面某一经线某一经线相切相切；然后，用解析法使地球椭球体面上经纬网投；然后，用解析法使地球椭球体面上经纬网投影到椭圆柱面上，并保持角度相等的关系，最后将影到椭圆柱面上，并保持角度相等的关系，最后将椭圆柱面切开展平，就得到投影后的图形。椭圆柱面切开展平，就得到投影后的图形。出现的问题：出现的问题：距离中央经线（红线）越远的地方，距离中央经线（红线）越远的地方，发生的形变越大。发生的形变越大。解决：解决：将地球按经度分成若干个小条带，将地球按经度分成若干个小条带，再分别对再分别对每个小条带进行上述的投影操作每个小条带进行上述的投影操作。这就是高斯。这就是高斯-克克吕格投影。这样的投影方式就能将形变所产生的误吕格投影。这样的投影方式就能将形变所产生的误差控制在一定范围。差控制在一定范围。2投影分带投影分带为了控制变形，采用分带投影的办法，规定为了控制变形，采用分带投影的办法，规定1：2.5万万至至1：50万（共有万（共有5种）地形图采用经差种）地形图采用经差6分带；分带；1:1万及万及更大的比例尺地形图采用更大的比例尺地形图采用3分带。分带。A6分带法：分带法：从格林威治从格林威治0经线（本初子午线），经线（本初子午线），自西向东按经差每自西向东按经差每6为一投影带，全球共分为一投影带，全球共分60个投影带，个投影带，依次编号为依次编号为160。我国位于东经。我国位于东经72136之间，之间，共包括共包括11个投影带，即个投影带，即1323带。带。B3分带法分带法：从东经：从东经130算起，自西向东按经差算起，自西向东按经差3为一个为一个投影带，全球共分为投影带，全球共分为120个带，个带，我国位于我国位于2445带。带。问：芜湖分别处于两种分法的哪个带？问：芜湖分别处于两种分法的哪个带？坐标：坐标：E11822 N31213.高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系1）建立方法：分带建立，即以各带的中央子午线投影为建立方法：分带建立，即以各带的中央子午线投影为X轴，赤道的投影为轴，赤道的投影为Y轴，两轴交点为原点轴，两轴交点为原点0n2）自然坐标自然坐标nA:X=50000.00mnY=-10000.00m500kmnB:X=50000.00mnY=10000.00m3）通用坐标：我国为避免出现通用坐标：我国为避免出现负值，规定纵坐标西移负值，规定纵坐标西移500公里，公里，即：即：Y值加值加500公里，并在公里，并在Y坐标前冠以带号。坐标前冠以带号。nA通通:X=50000.00mnY=19490000.00mB通通:X=50000.00mnY=19510000.00m第第19带带例：如左图所示，例：如左图所示，A、B处于高斯分带第处于高斯分带第20带，带，两点的两点的Y坐标分别为：坐标分别为：yA =245 863.7 myB=-168 474.8 m求它们的通用求它们的通用Y坐标。坐标。提示：西移提示：西移500km并且加带号。并且加带号。yA通通=20 745 863.7 myB通通=20 331 525.2 m 二、地图符号的功能二、地图符号的功能 地地图图符符号号是是空空间间信信息息的的概概括括化化，符符号号相相当当于于地图的语言，功能主要表现在以下四个方面：地图的语言，功能主要表现在以下四个方面：1 地地图图符符号号是是空空间间信信息息传传递递的的手手段段，如如你你去去某某个地方旅游用的旅游图。个地方旅游用的旅游图。2 地地图图符符号号构构成成的的符符号号模模型型，不不受受比比例例尺尺缩缩小小的的限限制制，仍仍能能反反映映区区域域的的基基本本面面貌貌，如如一一幅幅地地图图上的铁路、公路、沟渠等地面物体的表示。上的铁路、公路、沟渠等地面物体的表示。3 地地图图符符号号提提供供地地图图极极大大的的表表现现能能力力。如如常常见见的的“文文”就就代代表表“学学校校、教教育育机机构构等等”，画画个个酒酒杯杯就就代代表表“酒酒店店、宾馆宾馆”等场所等场所,还有医院等。还有医院等。4 4 地地图图符符号号能能再再现现客客实实体体的的空空间间模模型型，或或者者给给难以表达的现象建立构想模型。难以表达的现象建立构想模型。三、地图符号的分类三、地图符号的分类1 按符号的空间分布情况按符号的空间分布情况 空空间间分分布布有有四四种种类类型型：点点位位分分布布、线线状状分分布、面积分布、体积分布。布、面积分布、体积分布。点点位位分分布布可可以以表表现现为为：地地图图上上一一个个定定位位点点。一一个个独独立立位位置置的的事事物物、一一个个测测量量控控制制点点、一一个个排排污口等，污口等，线线状状分分布布指指存存在在于于空空间间的的有有序序现现象象，线线状状符符号在地图上是一个线段。如河流、道路、运输线。号在地图上是一个线段。如河流、道路、运输线。n 面积分布面积分布指事物的占有范围、连续的空间现指事物的占有范围、连续的空间现象。因此面状符号在地图上是一块图斑，象。因此面状符号在地图上是一块图斑，n比如，一个污染中心点形成的污染面积，煤矿比如，一个污染中心点形成的污染面积，煤矿n所在地由于采掘而形成的一块塌陷等。所在地由于采掘而形成的一块塌陷等。四四 地图的色彩知识地图的色彩知识彩色的量度彩色的量度 每一种彩色视觉都可依据三个特性进行度每一种彩色视觉都可依据三个特性进行度量，即量，即色相、亮度和彩度色相、亮度和彩度。A A 色相：是色彩视觉相互区别的心理学特征，色相：是色彩视觉相互区别的心理学特征，它取决于某种彩色反射光谱的主波长。把红、橙、它取决于某种彩色反射光谱的主波长。把红、橙、黄、绿、蓝、紫这六种定为基本色相。黄、绿、蓝、紫这六种定为基本色相。a a、光的三原色、光的三原色，又称又称加色原色加色原色：红、绿、蓝。：红、绿、蓝。可见光谱中的大部分颜色可以由它们按不同的比例可见光谱中的大部分颜色可以由它们按不同的比例混合而成，当三原色以适当比例混合，能就呈现白混合而成，当三原色以适当比例混合，能就呈现白色（白光）；反之则黑。加色原色被广泛应用于电色（白光）；反之则黑。加色原色被广泛应用于电视机、监视器等视机、监视器等主动发光主动发光的产品中。的产品中。b、颜料的三原色、颜料的三原色，又称，又称减色原色减色原色，三间色三间色：黄（黄（Y）、品红）、品红(M)、青（、青（C）。）。某两种色光以适当地比例混合也能产生白色，某两种色光以适当地比例混合也能产生白色，这两种色光称为这两种色光称为“互补色互补色”。对于光的三原色而。对于光的三原色而言，它们（红绿蓝）的互补色分别为青、品红、言，它们（红绿蓝）的互补色分别为青、品红、黄，称为黄，称为“三间色三间色”。减色法减色法白白-红红=青（青（C C）=绿绿+蓝蓝白白-绿绿=品红（品红（M M）白白-蓝蓝=黄（黄（Y Y）青青品红品红黄黄绿绿红红蓝蓝青青黄黄品红品红绿绿红红蓝蓝注：带方框的是两色混合出来的颜色注：带方框的是两色混合出来的颜色光的三原色光的三原色加色法（红绿蓝）加色法（红绿蓝）红红+绿绿=黄黄绿绿+蓝蓝=青青 红红+蓝蓝=品红品红红红+绿绿+蓝蓝=白白一一 地图分类地图分类 一一般般把把地地图图分分为为普普通通地地图图与与专专题题地地图图两两大大类类。普通地图又分为地形图和地理图两种类型。普通地图又分为地形图和地理图两种类型。普普通通地地图图是是用用相相对对平平衡衡的的详详细细程程度度来来表表示示地地球球表表面面的的地地貌貌、水水系系、土土质质植植被被、居居民民点点、交交通通网网、境境界界线线等等自自然然环环境境要要素素和和社社会会人人文文要要素素一一般般特特征征的的地图。地图。专专题题地地图图是是把把专专题题现现象象或或普普通通地地图图的的某某些些要要素素在在地地理理底底图图上上显显示示的的特特别别完完备备和和详详细细，而而将将其其余余要要素素列列于于次次要要地地位位，或或不不予予表表示示，从从而而使使内内容容专专题题化化的地图，如社会经济地图、环境统计地图等。的地图，如社会经济地图、环境统计地图等。第四节第四节 地图编制地图编制 地形图地形图n地形图通常是指比例尺大于地形图通常是指比例尺大于1：100万，按照万，按照统一的数学基础、图式图例，统一的测量和编图统一的数学基础、图式图例，统一的测量和编图规范要求，。规范要求，。它的几何精度高、内容详细。它的几何精度高、内容详细。地形地形图的地貌要素主要用等高线表示，其他地物则按图的地貌要素主要用等高线表示，其他地物则按统一规定的图式符号、注记加以表示。统一规定的图式符号、注记加以表示。n地理图地理图n地理图是以反映要素基本分布规律为主的一地理图是以反映要素基本分布规律为主的一种普通地图，各要素多以颜色和地图符号区分。种普通地图，各要素多以颜色和地图符号区分。n地物因地图的概括程度比较高，多以抽象符地物因地图的概括程度比较高，多以抽象符号表示为主。号表示为主。1.地图包含的内容，见图。地图包含的内容，见图。2.水系的绘制（表示）水系的绘制（表示）1）定定义义及及内内容容：水水系系是是指指一一定定流流域域范范围围内内，由地表大大小小的水体构成的脉络相同的系统。由地表大大小小的水体构成的脉络相同的系统。2）水系在地图中的）水系在地图中的作用：作用：A 是地理环境中重要的组成要素：是地理环境中重要的组成要素：B 对反映区域地理特征具有标志性作用；对反映区域地理特征具有标志性作用；C 对对居居民民点点、交交通通网网的的分分布布和和工工农农业业生生产产的的布布局局等有显著的影响。等有显著的影响。D 是是空空中中和和地地面面判判定定方方位位的的重重要要目目标标。从从地地图图制制图角度考虑，水系是地图内容的控制骨架。图角度考虑，水系是地图内容的控制骨架。二二 普通地图的编制普通地图的编制地地 图图 包包 含含 的的 内内 容容指指北北针针三三 专题地图的编制专题地图的编制 1 基本特点基本特点 A内内容容广广泛泛 专专题题地地图图以以表表示示各各种种专专题题现现象象为为主主，也能表示普通地图上的某一个要素，如水系、交通网等。也能表示普通地图上的某一个要素，如水系、交通网等。B具具备备地地理理底底图图 专专题题地地图图由由两两部部分分组组成成：专专题题内内容容与与地地理理底底图图。地地理理底底图图是是以以普普通通地地图图为为基基础础，根根据据专专题题内内容容的的需需要要重重新新编编制制的的。地地理理底底图图是是专专题题地地图图不不可可分分割的组成部分。割的组成部分。C图形丰富，图面配置多样图形丰富，图面配置多样 D 新颖图种多，与相关学科的联系更密切新颖图种多，与相关学科的联系更密切 2 地理底图的作用地理底图的作用 A A 建立专题地图的骨架建立专题地图的骨架 B B 转转绘绘专专题题内内容容的的控控制制系系统统(如如坐坐标标系系，控控制点制点)C C 更深入地提取专题地图的信息更深入地提取专题地图的信息 因此，地理底图是专题地图的地理基础，专因此，地理底图是专题地图的地理基础，专题信息的存贮、表达、传递、提取，都必须通过题信息的存贮、表达、传递、提取，都必须通过底图才能实现。底图才能实现。3 专题地图的类型专题地图的类型 根据内容专题地图可分为四大类：根据内容专题地图可分为四大类：表示自然现象主表示自然现象主题的自然地图；表示社会经济现象主题的社会经济地图；题的自然地图；表示社会经济现象主题的社会经济地图；反映环境状况的环境地图；其他专题地图。反映环境状况的环境地图；其他专题地图。A自然地图自然地图 主要包括地理环境中各种自然地理要素形成的专题地图，。主要包括地理环境中各种自然地理要素形成的专题地图，。B 社会经济地图社会经济地图 社会经济类的专题地图涉及面十分广泛。社会经济类的专题地图涉及面十分广泛。气温图地质图C 环境地图环境地图 人类对自身生存环境的重视，环境恶人类对自身生存环境的重视，环境恶化的趋势以及对环境持续化发展的要求，使环境地化的趋势以及对环境持续化发展的要求，使环境地图成为专题地图中的新型独立图种。图成为专题地图中的新型独立图种。D其他专题地图其他专题地图 指上述类型以外的专题地图，主要有各类航海指上述类型以外的专题地图，主要有各类航海图及工程技术图等。图及工程技术图等。总结第三章总结第三章 环境信息系统的地理学基础环境信息系统的地理学基础 第一节第一节 地球体及其表达地球体及其表达一、地球体描述：自然表面、物理表面、数学表面一、地球体描述：自然表面、物理表面、数学表面二、地理坐标：经纬度、我国大地坐标系、我国大地二、地理坐标：经纬度、我国大地坐标系、我国大地 控制网（平面、高程）控制网（平面、高程）第二节第二节 地图投影地图投影概念、投影变形、投影分类、比例尺、高斯概念、投影变形、投影分类、比例尺、高斯-克吕格投克吕格投影（分带）影（分带）第三节第三节 地图符号地图符号 构成特点、功能、分类、地图色彩（彩色量度、感受构成特点、功能、分类、地图色彩（彩色量度、感受效应）效应）第四节第四节 地图编制地图编制地图分类（普通地图、专题地图）、地图各要素绘制地图分类（普通地图、专题地图）、地图各要素绘制