《地图学》课件.ppt

地图学原理与方法 第一章 导论地地 图图 学学基基 本本 知知 识识地图学原理与方法 第一章 导论1 地图的相关概念地图的相关概念3 地地 图图 学学 的的 定定 义义 及及 学学 科科 体体 系系2 地图分幅和编号地图分幅和编号地图学原理与方法 第一章 导论 从远古时代，我们的祖先就一直寻找描从远古时代，我们的祖先就一直寻找描述和分析地球表面空间事物的工具，从交通述和分析地球表面空间事物的工具，从交通运输、农田水利、市政建设管理、疆土区域运输、农田水利、市政建设管理、疆土区域的划分以及行军打仗，都离不开空间信息。的划分以及行军打仗，都离不开空间信息。这个最普通的工具就是这个最普通的工具就是地图地图。古代地图古代地图地图学原理与方法 第一章 导论刻在石头上的地图 古代用树枝做的地图 地图学原理与方法 第一章 导论公元前1500年树枝和贝壳制作的航海图地图学原理与方法 第一章 导论新石器时代的壁画地图 古代上海地图 地图学原理与方法 第一章 导论古代地图古代地图地图学原理与方法 第一章 导论地图学原理与方法 第一章 导论七世纪中叶的亚洲（唐朝）古代地图古代地图地图学原理与方法 第一章 导论现代地图现代地图地图学原理与方法 第一章 导论地图学原理与方法 第一章 导论 由以上地图展示可知，人类以地图作为由以上地图展示可知，人类以地图作为认识客观认识客观世界、传递时空信息的方式世界、传递时空信息的方式之一，不但没有被其他形之一，不但没有被其他形式所代替，却随着科学技术的进步，使地图的制作精式所代替，却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、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。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。多层次地图理论的综合性学科。地图学原理与方法 第一章 导论1 1 地图的基本概念地图的基本概念1.1 地图的基本特性与定义地图的基本特性与定义1.1.基本特性基本特性基本特性基本特性 地图必须遵循一定的数学法则 比例尺比例尺 地图投影地图投影 坐标系统坐标系统地图学原理与方法 第一章 导论地图学原理与方法 第一章 导论 地图必须经过科学概括缩小了的地图不可能容纳地面所有的地物和现象。缩小了的地图不可能容纳地面所有的地物和现象。地图学原理与方法 第一章 导论地图概括地图概括 地图上所表示的是在大量的地理信息中，根据应用需要选地图上所表示的是在大量的地理信息中，根据应用需要选取最主要的信息加以处理，并经过人类的思维与加工即制图综取最主要的信息加以处理，并经过人类的思维与加工即制图综合形成地图。这种经过合形成地图这种经过分类、简化、夸张和符号化分类、简化、夸张和符号化，从地理信，从地理信息形成地图信息的过程就是息形成地图信息的过程就是地图概括地图概括。它反映了人们对所选。它反映了人们对所选取地理信息内在的、本质的特征及联系的认识。取地理信息内在的、本质的特征及联系的认识。地图学原理与方法 第一章 导论 地图具有完整的符号系统 把制图对象的把制图对象的地理位置及范围，质量和数量特征，时地理位置及范围，质量和数量特征，时-空分布规律与相互关系空分布规律与相互关系，用十分概括与抽象的符号加以表，用十分概括与抽象的符号加以表示。符号不仅可以是图形，还可以广义的理解为文字注记示。符号不仅可以是图形，还可以广义的理解为文字注记和数字形式。和数字形式。地图学原理与方法 第一章 导论地图学原理与方法 第一章 导论 地图是地理信息的载体 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。各种可视化屏幕影像、声像地图，也可以是触觉地图。地图学原理与方法 第一章 导论2.2.2.2.地图的定义地图的定义地图的定义地图的定义 地图是遵循一定的数学法则，将地理信息地图是遵循一定的数学法则，将地理信息通过科学的概括综合，运用符号系统表示在一通过科学的概括综合，运用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递它们的数量、质量在定载体上的图形，以传递它们的数量、质量在时间和空间上的分布规律和发展变化。时间和空间上的分布规律和发展变化。地图学原理与方法 第一章 导论1.2 地图的地图的构成要素构成要素 表达地理信息的各种图表达地理信息的各种图形符号、文字注记。形符号、文字注记。确定地图空间信息的依确定地图空间信息的依据，包括比例尺、地图投影，据，包括比例尺、地图投影，各种坐标系统、控制点。各种坐标系统、控制点。图名、图廓、图解比例图名、图廓、图解比例尺、图例、地图编号、三北尺、图例、地图编号、三北方向线、编制出版信息等辅方向线、编制出版信息等辅助地图使用的要素。助地图使用的要素。对主要图件在内容与形对主要图件在内容与形式上的补充。式上的补充。1.图形要素2.数学要素3.辅助要素4.补充说明 地图投影 坐标系统（网）比例尺 控制点地图学原理与方法 第一章 导论1.2.1 图形要素图形要素 普通地图：基本的自然和人文要素普通地图：基本的自然和人文要素 包括水系、土地类型、地形、植被、交通线、行政区划包括水系、土地类型、地形、植被、交通线、行政区划及行政中心、居民地、学校、企业、市政设施、旅游景点等。及行政中心、居民地、学校、企业、市政设施、旅游景点等。专题地图：地理基础要素和专题要素专题地图：地理基础要素和专题要素 包括区域人口、包括区域人口、GDP、医疗、房产等。、医疗、房产等。地图学原理与方法 第一章 导论1.2.2 数学要素坐标网地理坐标网地理坐标网 直角坐标网直角坐标网 图图1 不同比例尺方里网间隔设置不同比例尺方里网间隔设置地图学原理与方法 第一章 导论1.2.2 数学要素数学要素坐标网坐标网地图学原理与方法 第一章 导论1.2.3 辅助要素辅助要素三北方向图三北方向图（1）真子午线）真子午线(真北方向真北方向)真子午线：指向地球正北极和正南极的线。真子午线：指向地球正北极和正南极的线。真北方向：真子午线北端所指的方向。真北方向：真子午线北端所指的方向。（2）磁子午线）磁子午线(磁北方向磁北方向)磁子午线：指向地球磁北极和磁南极的线。磁子午线：指向地球磁北极和磁南极的线。磁北方向：磁子午线北端所指的方向。磁北方向：磁子午线北端所指的方向。（3）坐标纵线）坐标纵线(坐标北方向坐标北方向)坐标纵线：高斯投影带所在的中央经线。坐标纵线：高斯投影带所在的中央经线。坐标北方向坐标北方向:坐标纵线北端所指的方向。坐标纵线北端所指的方向。地图学原理与方法 第一章 导论1.3 1.3 地图的分类地图的分类 1.3.1 按照地图内容划分普通地图和专题地图普通地图和专题地图地图学原理与方法 第一章 导论普通地图普通地图 比较全面反映制图区域的自然和社会经济的比较全面反映制图区域的自然和社会经济的一般概貌，即同时表示水文、地形、土质植被、一般概貌，即同时表示水文、地形、土质植被、交通网、居民点和境界线等要素的地图。交通网、居民点和境界线等要素的地图。普通地图包括：普通地图包括：地形图地形图普通地理图普通地理图地图学原理与方法 第一章 导论基本地形图基本地形图地图学原理与方法 第一章 导论1：5千，1:1万，1：2.5万，1:5万基础地形图1:10万，1:25万，1:50万，1:100万普通地理图比例尺小于1:100万地形图地形图地形图工程用地形图比例尺较大，甚至大于1：5千地图学原理与方法 第一章 导论专题地图专题地图 突出而深入地表示一种或几种要素或现象，即突出而深入地表示一种或几种要素或现象，即集中表示一个主题内容的地图。集中表示一个主题内容的地图。自然地图自然地图 地质、地球物理、气候、水文、海洋土壤、植被、动物等地质、地球物理、气候、水文、海洋土壤、植被、动物等社会经济地图（人文地图）社会经济地图（人文地图）人口、政治、农、工、第三产业、交通、教育、经济等人口、政治、农、工、第三产业、交通、教育、经济等环境地图环境地图 生态环境、自然保护、环境污染、自然灾害、医疗地理等生态环境、自然保护、环境污染、自然灾害、医疗地理等地图学原理与方法 第一章 导论气温分布专题图气温分布专题图地图学原理与方法 第一章 导论1.3 1.3 地图的分类地图的分类 1.3.2 按照制图区域划分地图学原理与方法 第一章 导论地图学原理与方法 第一章 导论1.3 1.3 地图的分类地图的分类 1.3.3 按照比例尺划分比例尺比例尺比例尺比例尺表示实地面积（表示实地面积（表示实地面积（表示实地面积（KmKm2 2）1:50001:50005 51:11:1万万2020多多1:2.51:2.5万万110110多多1:51:5万万450450多多1:101:10万万180018001:251:25万万16000160001:501:50万万64000640001:1001:100万万255000255000比例尺对应实地面积表比例尺对应实地面积表地图学原理与方法 第一章 导论1.3 1.3 地图的分类地图的分类 1.3.4 其他方式按使用方式划分按使用方式划分：桌面用图、挂图、小图册、屏幕地图：桌面用图、挂图、小图册、屏幕地图按材质划分按材质划分：纸质、丝绸、石质、木质、塑料等：纸质、丝绸、石质、木质、塑料等按外形划分按外形划分：平面、三维、球形：平面、三维、球形按结构划分按结构划分：单幅、多幅、系列图、地图集：单幅、多幅、系列图、地图集按幅面大小按幅面大小：对开、全开、微缩地图：对开、全开、微缩地图按地图图型按地图图型：分布图、区划图、等值线图、统计图、网格图：分布图、区划图、等值线图、统计图、网格图地图学原理与方法 第一章 导论 按感受方式按感受方式 ：线划地图、数字地图、影像地图、触觉地图、线划地图、数字地图、影像地图、触觉地图、多媒体地图等。多媒体地图等。地图学原理与方法 第一章 导论宋长安城宋长安城19911991年沙漠军刀行动年沙漠军刀行动新石器时代新石器时代 按历史年代：按历史年代：分为古代地图、近代地图、现代地图。分为古代地图、近代地图、现代地图。地图学原理与方法 第一章 导论1.4.1 1.4.1 认识功能认识功能 作为表达空间现象一种主要的图形形式，它的认知功能表现在许多方面：作为表达空间现象一种主要的图形形式，它的认知功能表现在许多方面：1.4 1.4 地图的功能地图的功能 地图学原理与方法 第一章 导论（1 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。）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。例如我国的各例如我国的各民族的区域分布民族的区域分布十分分散，依靠十分分散，依靠语言或文字描述，语言或文字描述，无法构成整体分无法构成整体分布状况的概念，布状况的概念，而通过绘制而通过绘制“中中国民族区域分布国民族区域分布图图”则能圆满地则能圆满地解决问题。解决问题。地图学原理与方法 第一章 导论（2 2）获得物体所具有的定性及定量特征。）获得物体所具有的定性及定量特征。提供空间分提供空间分布物体和现象的布物体和现象的尺寸、维数、范尺寸、维数、范围等概念，形成围等概念，形成正确的对比概念、正确的对比概念、图形感受及制图图形感受及制图对象空间立体分对象空间立体分布和时间过程变布和时间过程变化。化。地图学原理与方法 第一章 导论（3 3）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系。）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系。地图学原理与方法 第一章 导论（4 4）易于建立正确的空间图像。）易于建立正确的空间图像。只有地图才只有地图才能帮助人们能帮助人们迅速建立正迅速建立正确的空间图确的空间图形。地图是形。地图是人类认识自人类认识自己赖以生存己赖以生存环境的最主环境的最主要的，并且要的，并且永远不可代永远不可代替的工具。替的工具。地图学原理与方法 第一章 导论 1.4.2.1.4.2.模拟功能模拟功能 物质模物质模型是比较容型是比较容易理解的，易理解的，因为地图特因为地图特别是表示各别是表示各种基本地理种基本地理要素的普通要素的普通地图，可以地图，可以直观地感受直观地感受到是制图区到是制图区域的一种实域的一种实体模型。体模型。模型与它表示的对象具有相似性，模型可以有物质模型与概念模型之分。模型与它表示的对象具有相似性，模型可以有物质模型与概念模型之分。地图学原理与方法 第一章 导论 概念模型是对概念模型是对实体的一种概括实体的一种概括与抽象，它又可与抽象，它又可分为形象模型与分为形象模型与符号模型。形象符号模型。形象模型是运用思维模型是运用思维能力对客观存在能力对客观存在进行的简化与概进行的简化与概括；符号模型是括；符号模型是运用符号和图形运用符号和图形对客观存在进行对客观存在进行简化和抽象的过简化和抽象的过程。地图兼具这程。地图兼具这两方面的特点，两方面的特点，被视为是一种形被视为是一种形象象-符号模型。符号模型。作为一种时空模型，地图在科学预测中发挥重要作用，如气象作为一种时空模型，地图在科学预测中发挥重要作用，如气象预报、灾害性要素的变迁及过程预测。预报、灾害性要素的变迁及过程预测。地图学原理与方法 第一章 导论1.4.3.1.4.3.信息的载负和传递功能信息的载负和传递功能 地图能容纳和贮存的信息量是十分巨大的，是空间信息的地图能容纳和贮存的信息量是十分巨大的，是空间信息的理想载体，地图信息由直接信息和间接信息两部分组成：理想载体，地图信息由直接信息和间接信息两部分组成：直接信息直接信息是地图上表示是地图上表示的地理信息，的地理信息，如道路、河流如道路、河流网、居民点等网、居民点等用图形符号直用图形符号直接表示；间接接表示；间接信息是经过分信息是经过分析解译而获得析解译而获得有关现象或物有关现象或物体规律的信息。体规律的信息。地图学原理与方法 第一章 导论1.1.4 4 地图的简要制作过程地图的简要制作过程 实测成图和编绘成图实测成图和编绘成图1.实测成图：实测成图：通过实地测量而制成地图的方法。通过实地测量而制成地图的方法。地面实测成图地面实测成图地图学原理与方法 第一章 导论地图学原理与方法 第一章 导论高空实测成图 航天遥感IKONOS影像The image were acquired by the Shuttle Radar Topography Mission aboard the Space Shuttle Endeavor,Feb.,2000地图学原理与方法 第一章 导论2.2.编绘成图：根据已有的地图或其他编图资料，在编绘成图：根据已有的地图或其他编图资料，在室内编制新图的方法。室内编制新图的方法。常规编图常规编图遥感成图遥感成图计算机制图计算机制图 地图学原理与方法 第一章 导论地图学原理与方法 第一章 导论定义 地图分幅编号地图分幅编号：按一定幅面大小，将某种比例尺地图所包含范围内的图幅划分成若干块，并标注其序号的做法。分类 矩形分幅矩形分幅 挂图、专题地图 经纬线分幅经纬线分幅 地形图、大区域小比例尺地图2 地 图 的 分 幅 和 编 号2.1 2.1 基本概念基本概念地图学原理与方法 第一章 导论矩形分幅地图学原理与方法 第一章 导论经纬线分幅地图学原理与方法 第一章 导论经纬线分幅经纬线分幅地图学原理与方法 第一章 导论行列式编号行列式编号 2.2 2.2 地图编号地图编号地图学原理与方法 第一章 导论自然序数编号法自然序数编号法 2.2 2.2 地图编号地图编号地图学原理与方法 第一章 导论2.3 2.3 我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号地图学原理与方法 第一章 导论2.3 2.3 我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号地图学原理与方法 第一章 导论2.3 2.3 我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号地图学原理与方法 第一章 导论2.3 2.3 我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号我国新的地形图分幅编号系统我国新的地形图分幅编号系统我国新的地形图分幅编号系统我国新的地形图分幅编号系统地图学原理与方法 第一章 导论2.3 2.3 我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号我国基本比例尺地形图分幅编号地理信息基本概念地理信息基本概念数据与信息数据与信息数据(data)指某一目标定性、定量描述，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。数据是用以载荷信息的物理符号，本身没有意义，如数字“1”。信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。信息(Information)是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。特点：客观性、实用性、传输性、共享性。数据与信息的关系密不可分。一方面，信息是数据的内涵，是数据的内容和解释。另一方面，数据是信息的表达形式，是信息的载体。地理信息地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形的总称。在地理信息中，其位置是通过数据进行标识的，这是地理信息区别于其他类型信息的最显著的标志。地理数据地理数据各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。地理信息的特点地理信息的特点区域性数据量大、内容丰富具有多维结构时序特征明显空间自相关信息载体的多样性地图学原理与方法 第一章 导论地理信息系统地理信息系统与地图学有着密不可分的关系。它们都是空间信与地图学有着密不可分的关系。它们都是空间信息处理的科学，只是地图学更强调图形信息的传输，而息处理的科学，只是地图学更强调图形信息的传输，而GISGIS则则更强调空间数据处理与分析。可以认为，更强调空间数据处理与分析。可以认为，GISGIS是地图学在信息是地图学在信息时代的发展，是地图学理论、方法与功能的延伸。时代的发展，是地图学理论、方法与功能的延伸。