第1章--地图的基本知识

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,*,第一章 地图的基本知识,测绘学院 乔俊军 制作,第一章 地图的基本知识,1.1 地图的定义和基本特性,1.2 地图的分类,1.3 地图用途,1.4 地图简史,1.5 地图的基本内容,1.6 地图的分幅与编号,1.7 地图的成图过程,一、认识地图,二、地图的基本特性,三、地图的定义,1.1 地图的定义和基本特性,世界影像图,世界地形图,一、认识地图,1.1 地图的定义和基本特性,中国政区图,中国影像图,1.1 地图的定义和基本特性,湖,北,省,地,图,1.1 地图的定义和基本特性,武,汉,市,地,图,1.1 地图的定义和基本特性,武,汉,大,学,地,图,1.1 地图的定义和基本特性,DOM,DEM,DLG,武,测,校,区,地,图,1.1 地图的定义和基本特性,1,、由特殊的,数学法则,产生的可量测性,二、地图的基本特性,地球自然表面上的点（,，,）,大地水准面（物理） 地球椭球面（数学）,圆锥面、圆柱面和平面等投影面上（,x,，,y,）,垂直投影,地图投影,地图投影,地图比例尺,地图定向,大地测量的方法,地图投影的方法,1.1 地图的定义和基本特性,2,、由使用,地图语言,表示事物所产生的直观性,（,1,）可清晰表示实地形体小但意义重大物体。,（,2,）可表示事物的质量和数量特征。,（,3,）可表示地面上受遮盖的物体。,（,4,）可表示无形的自然和社会现象。,地图符号,地图注记,1.1 地图的定义和基本特性,3,、由实施,制图综合,产生的一览性,地物选取,图形化简,（,1,）制图综合：就是通过有目的地选取和化简，表示出制图对象主要的、实质性的特征和分布规律。,（,2,）地图一览性：不论多大的制图区域，都可以按照制图目的，将读者感兴趣的内容，一览无遗地呈现给读者。,1.1 地图的定义和基本特性,三、地图的定义,地图是根据一定的,数学法则,，将地球（或其它星体）上的自然和人文现象，使用,地图语言,，通过,制图综合,，缩小反映在平面上，反映各种现象的空间分布、组合、联系、数量和质量特征及其在时间中的发展变化。,1.1 地图的定义和基本特性,1.2,地图的分类,一、地图按所表示的内容分类,二、地图按包含的区域范围分类,三、地图按用途分类,四、地图按使用方式分类,五、地图按存储介质分类,六、地图按其他标志分类,一、,地图按所表示的内容分类,2,、专题地图,1,、普通地图,是以相对平衡的程度表示地表最基本的自然和人文现象的地图。它以水系、居民地、交通网、地貌、土质植被、境界和独立地物为制图对象。,根据专业的需要，突出反映一种或几种主题要素的地图，其中作为主题的要素表示的很详细，其他的要素则围绕表达主题的需要，作为地理基础概略表示。,1.2,地图的分类,1、,普通地图,按比例尺,分类：,大比例尺地图 （地形图）： （,110,万）,中比例尺地图 （地形地理图）：（,110,万 ,1100,万）,小比例尺地图（地理图）： （,1100,万）,1.2,地图的分类,国家基本比例尺地图：,是按照国家制定的统一规格、用指定的方法测制或根据可靠的资料编制的详细表达普通地理要素的地图,13,种基本比例尺,15,百,11,千,12,千,15,千,11,万,12.5,万,15,万,110,万,125,万,150,万,1100,万,1.2,地图的分类,2、,专题地图,（,1,）自然地图,（,2,）人文地图,（,3,）其他专题地图,1.2,地图的分类,政区图,人口图,经济图,文化图,历史图,商业地图等,气象图,动物地理图,植被图,土壤图,水文图,地貌图,地势图,地质图,地球物理图,航空图,航海图,城市图,景观地图等,（,3,）其他专题地图,（,1,）自然地图,（,2,）人文地图,1.2,地图的分类,二、,地图按包含的区域范围分类,1,、按自然区划分：,世界地图,大陆地图,自然区域地图等,2,、按政治区划分：,国家地图,省区地图,市县地图等,3,、按经济区划分：,国际经济区图,国内经济区图,海洋经济区图等,1.2,地图的分类,三、地图按用途分类,1,、通用地图：为读者提供科学和一般参考的地图。,如：地形图、挂图等,2,、专用地图：为各种专门用途制作的地图。,如：航海图、教学图等,1.2,地图的分类,四、地图按使用方式分类,1,、桌面用图,2,、墙上挂图,3,、野外用图,1.2,地图的分类,五、地图按存储介质分类,1.,纸质地图,2.,胶片地图,3.,丝绸地图,4.,磁介质地图（光盘地图、电子地图）,1.2,地图的分类,六、地图按其他标志分类,1,、按颜色数量分类：单色地图、彩色地图,2,、按外形特征分类：平面地图、三维立体地图、地球仪等,3,、按感受方式分类：视觉地图、触觉地图,4,、按图幅结构分类：单幅地图、系列地图、地图集,5,、按语言文字分类：中文地图、外文地图、少数民族文地图,1.2,地图的分类,1.,3,地图用途,一、在国民经济建设方面,二、在国防建设方面,三、在科学、文化方面,四、在其他方面,一、在国民经济建设方面,1,、用于资源的勘测、规划、设计和开发；,2,、各级政府机构和工农业管理部门将地图作为规划和管理的工具；,3,、各种工程建设的勘察、设计和施工；,4,、资源利用和环境改良；,5,、航空、航海等其他领域。,1.,3,地图用途,二、在国防建设方面,1,、各种国防工程的规划、设计和施工；,2,、军事训练和演习；,3,、战争中用地图来研究敌我态势、地形条件、自然资源、交通条件、居民情况等；,4,、卫星侦察、导弹飞行都需要用到地图。,1.,3,地图用途,三、在科学、文化方面,1,、在地学研究中探索地理规律，开拓新的区域，记录科学成果；,2,、在文化领域作为宣传、鼓动的工具。,1.,3,地图用途,四、在其他方面,1,、在人民生活中作为查询有关资料的工具；,2,、各种文件、报告的附图；,3,、划定边界时具有法律意义的附件。,1.,3,地图用途,1.,4,地图简史,一、中国古代和近代的,地图,二、国外的地图历史,一、中国古代和近代的,地图,1.,4,地图简史,1,、远古时期,九鼎图,大禹治水成功后，造了九个鼎，鼎,上绘有九州（冀州、衮州、青州、徐州、扬州、荆州、豫州、梁州、雍州）的山,川、草木、禽兽的图象，,被当作九州全权的象征。,秦朝时，九鼎下落不明，,但九鼎上的图却流传了,下来，后被称为,山海,图,。,1.,4,地图简史,山海图,由,九鼎图,演化而来，它的脚注和说明就是流传至今的,山海经,。,山海图,已失传，此图为后人依据,山海经,绘制而成。,山海图,1.,4,地图简史,2,、秦朝时期,地图是疆域的缩写、皇权的象征，各国各朝都将地图视为珍宝，存为机要。,荆轲刺秦王，图,穷匕首见,的故事,就反映了地图的重,要。,公元前,228,年，秦攻占赵都邯郸，赵灭。北邻燕国一片恐慌。,1.,4,地图简史,3,、汉朝时期,马王堆三号汉墓出土的,地形图,、,驻军图,和,城邑图,，是我国、也是世界上现存最早的以实测为基础绘制的地图。,长沙国深平防区地形图,1973,年出土于长沙马王堆三号汉墓。绢底彩绘，成图于公元前,168,年以前。比例尺约为,1180 000,，相当于汉代的一寸折十里，地图幅面为纵,96cm,、横,96cm,。原图上本无名，由于地图内容包含了山川、道路、城镇等要素，故取名,地形图,。现藏于湖南省博物馆。,地形图,驻军图,1.,4,地图简史,4,、魏晋时期,地图学家裴秀（,223,271,）编制了我国最,早的地图集,禹贡地域图,，创立了我国最早,的制图理论,制图六体,，即：,分率,比例尺,准望,方位,道里,距离,高下,相对高程,方邪,地面坡度,迂直,实地高低起伏与图上距离的换算。,1.,4,地图简史,5,、唐朝时期,地理学家、地图学家贾耽（公元,730,805,）继承了裴秀的制图法则，创立了古墨今朱的历史沿革地图表示方法，历经,17,年时间，完成了古今对照、双色绘画的巨幅唐代中国全图,海内华夷图,。,海内华夷图原图已佚,，,现,为,宋时期的石刻,华夷图,，,存西安碑林博物馆,。,1.,4,地图简史,6,、宋朝时期,地图学家沈括（,1031,1095,）继承了裴秀的制图思想，发现了磁偏角，改进了指南针，使用了,24,方位的划分，采用“飞鸟图”绘制了,天下州县图（守令图）,，全套共,20,幅，现已失传，著有,梦溪笔谈,地理著作。,九域守令图碑,1.,4,地图简史,7,、元朝时期,地图学家,朱思本（,1273,1333,）采用计里画方的制图方法，历经,10,年，绘制了全国,舆地图,，,舆地图,取材广博，取舍慎重，精确程度超过前人，是我国地图史上一幅很有影响的地图。由于图幅太大，不便翻刻，现已失传。,天文学家、数学家、水利专家和仪器制造专家郭守敬（,1231-,1316,），在测量史上第一个提出了“海拔高程”的概念，制作了我国第一个地球仪。,1.,4,地图简史,8,、明朝时期,航海家郑和（,1371,1435,）七下西洋，与同行者留下了,4,部地理著作，同时根据航海经历，采用“对景图”,的画法，制成了,郑和航海地图集,。,1.,4,地图简史,明朝杰出的地理制图学家罗洪先（,1504,1564,）以计里画方之法将朱思本的,舆地图,加以改绘，分幅绘制了,广舆图,，制成了我国最早的综合性地图集，该图集首次采用,24,种地图符号。其中包括,九边图,、,海防图,等著名图幅。,1.,4,地图简史,明朝万历年间意大利人,M,利玛窦（,1552,1610,）在中国编绘了世界地图，通幅,168.7380.2cm,。主图为椭圆形的世界地图，右上角有九重天图，右下角有天地仪图，左上角有赤道北地半球之图和日、月食图，左下角有赤道南地半球之图和中气图。,1.,4,地图简史,皇舆全览图,由康熙皇帝主持，中西方测绘人员合作，历经,10,年测制的中国第一部实测全国地图，采用经纬差各一度的梯形经纬网格，详细地表示了地形、水系、居民地等要素及其汉字名称，并在边疆地区加注满文。该图,52.577cm,，共,41,幅，,1717,年成图，,1719,年制成铜版，比例尺,1,140,万，现藏于北京图书馆。,9,、清朝时期,康熙年间，采用西方先进的天文和大地测量方法，测制了,皇舆全览图,，完成了我国从计里画方到经纬度制图的转变。,1.,4,地图简史,清朝地图学家魏源（,1794,1859,）在林则徐主持编译的,西洲志,的基础上，参考历代史志，广泛搜集当时传入中国的外国史地著作、地图，于,1842,年采经纬度制图方法编纂完成当时的世界史地巨,著,海国图志,，这是中国,编纂的第一部世界地图集。,1.,4,地图简史,清朝著名历史地理学家杨守敬（,1839,1915,）运用金石考古等多种方法研究,水经,、,水经注,，历经四、五十年，集我国,几百年水经研究之大成，撰写有代表巨著,水经注疏,。编绘有,历代舆地沿革图,、,历代舆地沿革险要图,和,水经注图,等，是我国历史沿,革地图史上的旷世之作，也是,中国历史地图集,的基本资,料。,1.,4,地图简史,10,、近现代地图作品介绍,申报馆中国地图集,（,1934,）,53,幅,36 200,地名,中国地势图,（,1958,）单幅,中华人民共和国自然地图集,（,1965,）,222,幅,36,万字,中华人民共和国人口地图集,（,1986,）,142,幅,36,万字,中华人民共和国农业地图集,（,1989,）,300,幅,36,万字,中国城市地图集,（,1992,）,2,册,450,幅,40,万字,中国历史地图集,（,1992,）,8,卷,300,幅,40,万字,7,万地名,1.,4,地图简史,中华人民共和国国家经济地图集,（,1993,）,265,幅,25,万字,中华人民共和国国家普通地图集,（,1996,）,248,幅,5,万地名,中华人民共和国国家自然地图集,（,1999,）,540,幅,30,万字,1.,4,地图简史,二、国外的地图历史,1.,4,地图简史,1,、,地图的起源,地图是一门很古老的学问，几乎和世界最早的文化同样悠久。,人类为了生存，在渔猎、耕作等活动中，常把环境中与生活有密切关系的事物用绘画、模型等方式描绘下来。,如刻画在陶片上的巴比伦地图、埃及人在苇草上画金矿图等。,1.,4,地图简史,2,、古希腊及,托勒密时代,古希腊著名的数学家、天文学家、地图学家托勒密,Ptolemy,（87,150年），在前人科学成就基础上完成的科学巨著地理学指南，实际上是一部关于数学制图方法和测绘资料的汇编。其中的,世界地图,原绘于,2,世纪，左图是1486年的复制本。托勒密的地图是西方古代地图史上划时代的作品，地图上的一些概念，甚至在1538年墨卡托的第一幅,世界地图,上，也还有着相当的影响。,1486,年复制的,托勒密世界地图,1.,4,地图简史,3,、中世纪的大倒退,“,寰宇图,”,中世纪（,3001300,年），欧洲的地图学几乎完全被宗教寰宇观所取代，地图不再是反映地球的地理表象，而是成为神学著作中的插图。 这些图把世界描绘成一个大圆盘，耶路撒冷在大园盘的中心，圆的中部一横分别是尼罗河与顿河，中间一竖为地中海，构成,T,字形水体，并分隔为亚、欧、非三个大陆，中世纪称为“寰宇图”。,1.,4,地图简史,4,、地理大发现与地图的墨卡托时代,14,世纪中叶，随着航海和探险时代的到来，荷兰地图学家墨卡托（,1512,1594,）编制了新的,世界地图,和,地球一览,图集，发明了正轴等角圆柱墨卡托投影，其中等角航线为直线这一特性，给当时的欧洲航海事业以巨大的支持，体现了西方古代地图学是以天文定位和地理探险为基础的特点。,1538,年绘制的,墨卡托世界地图,1.,4,地图简史,5,、实测成图与专题地图的发展,（,1,）实测成图的发展,17,世纪以后，由于望远镜的发明，改进了罗盘仪、平板仪和经纬仪，使大规模的三角测量和基本地形图测绘逐渐形成地图科学发展的主流。微积分等数学的成就，促进了地图投影学的发展；具有计量概念的等,高线成为表示地形的主要方法，地,图要素和符号比例分级概念逐渐加,强。这一切奠定了近代地图学的初,步基础。,1:50000,法国地形图,1.,4,地图简史,（,2,）专题地图的发展,18,、,19,世纪，人们对地球表面的位置和轮廓已基本清楚，更进一步对各区域不同领域的深入研究愈显重要，加之自然科学的急剧分化和分工，出现了专题地图的编制。,德国自然科学家洪堡创造了气候等值线图专题制图方法。,1881,年俄国的卡宾斯基提出了国际统一地质符号的建议。,德国贝格豪斯（,H.Berg-haus,）编制的,自然地图集,、巴康（,Bacon,）和海尔巴特森（,Helbatson,）编制的,巴特罗姆气候地图集,，基本上形成了专题地图集的雏形。,1.,4,地图简史,6,、技术的进步起着重要的作用,（,1,）手工制图技术：是最初的制图方法，延续的时间也最长，至今仍在使用。,（,2,）罗盘的使用：使方向和角度的测定有了正确的依据。,（,3,）中国造纸和印刷术的发明普及，机械的应用：使地图大量复制传播得以实现，这是地图的第三次变革。,1.,4,地图简史,（,4,）光学的发展，特别是望远镜的发明：推动了测绘仪器的改进，提高了测制地图的准确性和效率。,（,5,）摄影、平版印刷及蚀刻技术的出现：构成了地图发展过程中的第五次变,革。它们使地图编,制、复制的过程发,生了巨大变化，航,空摄影测量成为现,代地图编制的主要,方法。,1.,4,地图简史,（,6,）电子及卫星航天技术的应用：使全球定位系统（,GPS,）、遥感（,RS,）及地理信息系统（,GIS,）成为全新的自动制图手段。,卫星及航天遥感（,RS,）平台,计算机辅助地图制图,地理信息系统（,GIS,）的制图输出,全球定位系统（,GPS,）的应用,1.,4,地图简史,7,、近现代地图作品介绍：,（,1,）,国际百万分之一世界地图,800,余幅；,（,2,）,世界地图集,苏联,1954,、,1967,（,2th,），,283,页，,19,万地名,（,3,）,新国际地图集,（,The New International Atlas,）美国,1982,，,568,页（地图,320,页），,16,万地名；,（,4,）,新牛津地图集,（,The New Oxford Atlas,）英国,1975,、,1978,（,2th,），,202,页（地图,107,页）；,（,5,）,世界国家地理图集,（,National Geographic Atlas of the World,）美国,1963,，,300,页（地图,116,页），,12.7,万地名；,1.,4,地图简史,（,6,）,泰晤士世界地图集,（,The Times Atlas of the World,）英国,18951985,（,7,th,），,520,页，,21,万地名；,（,7,）,加拿大国家地图集,（,The,National Atlas of Canada,）加拿大,1974,，,254,页（地图,207,页）；,（,8,）,瑞士国家地图集,（,Atlas,der,Schweiz,）,1978,，,86,幅（盒式散装）；,（,9,）,日本国家地图集,1977,、,1978,（,2th,）、,365,页（地图,351,页）；,（,10,）,日本列岛地图集,卫星影象,图,日本,1987,，,22,幅。,1.,4,地图简史,1.,5,地图基本内容,一、数学基础,二、地理要素,三、整饰要素,整饰要素,地理要素,数学要素,一、数学要素：是,确定空间信息的依据和地图制图的基础。,1,、,坐标网,：地理坐标网（经纬线网）、直角坐标网（方里网）；,2,、,控制点,：平面控制点（天文点、三角点）、高程控制点（埋石点、水准点）；,3,、,比例尺,：数字比例尺、直线比例尺；,4,、,地图定向,：三北方向线。,1.,5,地图基本内容,二、地理要素：表达地理信息的各种图形符号、文字注记，是地图的主体。,1,、,普通地图,：自然要素（水系、地貌、土质和植被）、人文要素（独立地物、居民地、交通网、境界线）,2,、,专题地图,：专题要素、地理基础要素。,1.,5,地图基本内容,三、整饰要素：是一组为方便使用而配置的工具性图表和说明性内容。,1,、,工具性图表,：,图例、图名、图号、接,图表、图廓间要素、分度带、图解和文字,比例尺、坡度尺、三北方向、附图等；,2,、,说明性内容,：,编图及出版单位、成图,时间、地图投影、,坐标系、高程系、,编图资料说明和资,料略图等。,1.,5,地图基本内容,1.,6,地图的分幅与编号,一、地图分幅,二、地图编号,三、我国地形图的,分幅,编号,一、地图分幅,1,、矩形分幅,（,1,）可拼接,（,2,）不拼接,优点：图幅间拼接方便；各图幅面积相对平衡，方便使用图纸和印刷；图廓线可避开分割重要地物。,缺点：制图区域只能一次投影，变形较大。,1.,6,地图的分幅与编号,2,、经纬线分幅,优点：图幅有明确的地理范围；分开多次投影，变形较小。,缺点：图廓为曲线时拼接不便；高纬度地区图幅面积缩小，不利于纸张的使用和印刷；破坏重要地物的完整性。,地图的图廓由经纬线构成,1.,6,地图的分幅与编号,编号要求：系统性,逻辑性,不重复性,二、地图编号,1,、自然序数编号,2,、行列式编号,1.,6,地图的分幅与编号,三、我国地形图的分幅编号,是在,1100,万地形图的基础上，采用国际上统一的“经纬线分幅、行列式编号”的方法。,我国地形图的图幅范围：,北,纬：,0,56,，,行号：,A,、,B,、,N,，共,14,行；,东经：,72,138,，,列号：,43,、,4453,，共,11,列。,1.,6,地图的分幅与编号,（,1,）纬向成行：自,0,纬线起算，每,4,为一行，从赤道至南、北纬,88,各有,22,行，用字母,A,、,B,、,CV,表示。,（,2,）经向成列：从,180,经线起算，自西向东每,6,为一列，全球分为,60,列，用阿拉伯数字,1,、,2,、,360,表示。,纬度,0,60,：单幅， 经差,6,，共,60,列；,纬度,60,76,：两幅合一幅，经差,12,，共,30,列；,纬度,76,88,：四幅合一幅，经差,24,，共,15,列；,纬度,88,以上：单独一幅，即：北极圆，南极圆。,（,3,）一个行号和一个列号组成一幅,1100,万地形图的编号。,1.,6,地图的分幅与编号,例如：,北京天安门广场某点的经纬度：,东经：,1162317,北纬：,395427,（,1,）推算该点所在,1,100,万图幅的,经纬度范围？,东经：,114,120,北纬：,36,40,（,2,）计算该,1100,万图幅的编号？,J50,1.,6,地图的分幅与编号,114,120,36,40,15,千,150,万地形图的编号是在,1100,万地图的基础上，由以下,10,个代码组成。,比例尺,1:50,万,1:25,万,1:10,万,1:5,万,1:2.5,万,1:1,万,1:5,千,代 码,B,C,D,E,F,G,H,行列号范围,001,002,001,004,001,012,001,024,001,048,001,096,001,192,1.,6,地图的分幅与编号,1.,6,地图的分幅与编号,J50,J50H001192,J50G002095,J50F002047,J50E002023,J50D002011,J50C002003,J50B002001,比例尺,150,万,125,万,110,万,15,万,12.5,万,11,万,15,千,代 码,B,C,D,E,F,G,H,行列号范围,001,002,001,004,001,012,001,024,001,048,001,096,001,192,我国基本比例尺地形图图幅范围及相互间的数量关系,比例尺,1100,万,150,万,125,万,110,万,15,万,12.5,万,11,万,15,千,经差,6,3,130,30,15,730,345,152.5,纬差,4,2,1,20,10,5,230,115,图幅间数量关系,1,4,16,144,576,2304,9216,36864,1,4,36,144,576,2304,9216,1,9,36,144,576,2304,1,4,16,64,256,1,4,16,64,1,4,16,1,4,1.,6,地图的分幅与编号,1.7,地图的成图过程,一、制作地图的基本途径,二、用传统的方法编绘地图,三、计算机地图制图,图根控制测量,细部测量,绘成地图,地图制印,一、制作地图的基本途径,1,、实测成图：是利用测量仪器对地球表面的局部区域地物、地貌的空间位置和几何形状进行测定，按一定的比例尺缩小制成地形图。有传统测图和数字测图两种方法。,1.7,地图的成图过程,2,、航测成图：是利用航空影像来测制地图，测图技术历经了传统模拟测图到全数字摄影测量的转变。,AMH,立体测图仪,解析测图仪,ADS80,航摄仪,1.7,地图的成图过程,3,、遥感成图：是利用遥感影像来测制地图的方法。,IKONOS,影像,The image were acquired by the Shuttle Radar Topography Mission aboard the Space Shuttle Endeavor, Feb., 2000,1.7,地图的成图过程,4,、编绘成图：是根据各种各样的制图资料（实测地形图、统计资料、航片卫片、政府公告、地理考察资料等），编制成为用户需要的各种类型的地图。编图技术也完成了由传统手工制图到全数字地图制图的转变。,地形图,统计资料,卫星像片,绘图工具的演变：干板,-,小笔尖；薄膜图,-,曲线笔；刻图膜,-,刻笔、刻环；数据,-,计算机,1.7,地图的成图过程,二、用传统的方法编绘地图,地图设计,原图编绘,出版准备,地图印刷,地图编绘,地图复照,修版分涂,地图刻绘,地图打样,地图印刷,1.7,地图的成图过程,三、计算机地图制图,地图设计,数据输入,数据处理,图形输出,野外测量数据,遥感数据,纸质地图数字化,数据输入,编辑处理,打样输出,分色制版,地图印刷,1.7,地图的成图过程,第一章 结 束,