电子地图和Mapinfo软件使用简介.doc

电子地图、Mapinfo软件使用简介课程目标：l 了解地图的相关概念l 熟练掌握Mapinfo的常规操作l 熟练掌握和网规相关的Mapinfo操作参考资料：l 电子地图使用指导书l Mapinfo7.0从入门到精通文件编号版本号拟制人/修改人拟制/修改日期更改理由主要更改内容V1.0杨 瑶2006-10-9新建无注1：每次更改归档文件（指归档到事业部或公司档案室的文件）时，需填写此表。注2：文件第一次归档时，“更改理由”、“主要更改内容”栏写“无”。目 录第1章 数字地图概述71.1 概述71.2 地图分类71.3 地图质量判别标准81.4 数字地图组成8第2章 和地图有关的常用术语102.1 地图拍摄与扫描102.1.1 航空摄影测量和航摄像片102.1.2 遥感和遥感图像102.1.3 地图扫描112.1.4 栅格图象矢量化112.2 地球学概念112.2.1 地球体表面112.2.2 大地水准面122.2.3 地球物理表面122.2.4 地球椭球体122.2.5 椭球体定位122.2.6 参考椭球体132.3 地理坐标132.3.1 天文经纬度132.3.2 大地经纬度142.3.3 地心经纬度142.3.4 坐标变换152.4 高程系152.5 地图投影知识162.5.1 地图投影和投影带162.5.2 地图投影分类162.5.3 投影变换212.5.4 几种常见的投影方式22第3章 地图要素253.1 地图比例尺253.1.1 比例尺的表示方法253.1.2 比例系数253.2 地形图的图示263.3 等高线263.4 坐标系统273.5 数字地图精度273.5.1 数字地图组成273.5.2 数字地图数据源28第4章 Mapinfo电子地图304.1 Mapinfo电子地图简介304.1.1 Mapinfo地图的文件结构304.1.2 Mapinfo地图基本要素304.2 Mapinfo的常规操作314.2.1 快速启动栏的更改314.2.2 打开文件时默认目录的更改324.2.3 经纬度显示334.3 Mapinfo中文件格式转换344.3.1 Mif格式mapinfo文件的转换344.3.2 Tab格式mapinfo文件的转换344.3.3 Mapinfo软件中栅格图像的处理344.4 TD网规网优的应用374.4.1 站点表格图形化显示374.4.2 表中增加新站点404.4.3 表的修改434.4.4 表的关闭444.4.5 图层的叠加显示444.4.6 显示扇区方位角454.4.7 求室内分布系统面积48图目录图 21经纬度示意图8图 22正、横、斜轴方位投影11图 23正、横、斜轴圆柱投影和圆锥投影（上排：圆柱投影 下排：圆锥投影）11图 24正轴投影经纬线形状12图 25伪方位投影13图 26伪圆柱投影13图 27伪圆锥投影13图 28多圆锥投影14图 29各种不同变形性质的投影图上变形椭圆示意15图 210高斯克吕格投影示意16图 211高斯克力格投影带的划分17图 41选项24图 42参数设置25图 43启动参数设置25图 44目录参数设置26图 45地图选项26图 46表转入27图 47打开jpg地图图片28图 48选择配准地理坐标28图 49图像匹配29图 410增加控制点29图 411匹配输入完毕30图 412用标尺测量两点距离30图 413修改导入的Excel表头31图 414修改表结构32图 415创建点33图 416图形化显示点站点34图 417图层控制34图 418绘图工具栏34图 419修改点对象35图 420信息工具36图 421表的转出37图 422选取字段37图 423表的修改37图 424同一图层上打开新表38图 425导入扇区方位角表39图 426打开扇区信息表40图 427更改命名范围40图 428创建基站点41图 429新建地图窗口41图 430显示MapBasic窗口42图 431输入MapBasic命令42第1章 数字地图概述1.1 概述随着移动通信的迅速发展，网络规模的不断扩大，使用软件进行网络规划与优化工作就变得越来越重要了。移动通信网络规划与优化都需要进行准确的场强覆盖预测，而地理环境对无线电信号传播的影响非常大，不考虑这些因素就无法保证预测结果的准确性。因此，对于移动通信的经营者来说，与规划软件配套的数字地图是绝对必要的。移动通信用数字地图包括地形高度，地面用途种类等对移动通信电波传播有影响的地理信息，是规划软件进行覆盖预测、干扰分析以及频率规划的重要基础数据。借助于数字地图，规划软件可以模拟网络的实际覆盖与干扰情况，工程设计人员可以根据软件对现有网络进行模拟计算，分析存在的问题，调整网络参数，使其良好运行，提高网络的容量与服务质量，在新建网络或新增基站前，也可以先利用软件进行预测，为站址选择、参数设定等提供参考，从而节省不必要的投资，带来巨大的经济效益。数字地图，又称电子地图，是数字化的地图。是以数字形式记录、存贮的地图。数字地图的优点在于便于存贮、传输和更新，经计算机处理可转换成纸质地图，或经可视化处理在计算机屏幕上显示。依存贮结构不同，可分为矢量数字地图和栅格数字地图。在进行实际的网络规划和优化工作中，涉及到的有关于数字地图的知识比较多，也比较复杂，也经常产生问题。但是数字地图本身是有规律的。只要了具备对电子地图一些基本但是比较实用的了解后，就可以在实际工程工作中灵活运用，取得事半功倍的效果。1.2 地图分类按不同的分类标准，电子地图分类如下：（1）按性质和内容分：地形图专题地图（2）按比例尺分：大比例尺地图1:5001:5000中比例尺地图1:1万1:10万小比例尺地图1:10万1:400万（3）按区域分：全球图、全国图、省图（4）按用途分：军用图、交通图、规划图.（5）按存储介质分：电子地图、纸质地图.（6）按存储方式：矢量图：通过记录坐标（x,y）的方式来描述空间目标，多用于描述线状分布的地理要素，如河流、道路、等值线。栅格图：由空间像元阵列表示空间目标，像元的空间位置由其在阵列中的行列号索引。多用于分析地形、地质和土地利用等。1.3 地图质量判别标准地图质量好坏，有严格、规范的判别标准：ü 现势性：数据所反映的地表信息时间，以成图时间说明；ü 定位精度：以国家测绘相关标准为依据，以比例尺来表示；通信行业特指的n米精度也是与之对应的；ü 信息要素：用户关心的内容分类，通常以层说明；ü 信息含量：各类要素的信息详细程度，根据具体需求指定详细指标对信息量化；ü 空间关系：各类要素间的相对位置关系，面向GIS的地图数据有严格的国家相关拓扑标准。1.4 数字地图组成移动通信用数字地图包含以下内容：1、数字高程模型（DEM数据）：是按规定分辨率等间隔表示的地面高程数据，采用栅格数据结构；2、地面覆盖模型（DOM数据）：是按规定分辨率等间隔表示的地面覆盖类型，采用栅格数据结构；3、线状地物模型（LDM数据）：是以弧段坐标表示的线状地物平面位置，采用矢量数据结构；4、建筑群空间分布模型（BDM数据）：描述建筑物的平面位置和高度数据，采用栅格数据结构或矢量数据结构。在以上四层数字地图中，DEM层、DOM层、LDM层是目前移动通信场强预测用数字地图所必须的数据，BDM层一般只用于微蜂窝的预测，在微蜂窝用量较大时才需要用到这层数据。第2章 和地图有关的常用术语2.1 地图拍摄与扫描2.1.1 航空摄影测量和航摄像片航空摄影测量（Aerial Survey）是应用在飞机上安装的航摄仪从空中对地面进行垂直摄影，获得航摄像片以绘制地形图。航摄计划由使用单位提出，民航局或其它资格单位按计划在摄影区内按一条条航线进行摄影，直到把整个测区摄影完毕。航摄比例尺通常是根据成图比例尺、成图方法及地形特点等来选择。航摄像片（Aerial Survey Image）是利用飞机上专门的摄像机对地面进行摄影而获得的像片。它是地面的中心投影。为了量测和立体观察的需要，在一条航线上相邻两张像片应在一定的重叠影像（航向重叠），要求有55%65%的重叠度。相邻航线之间的影像也要求一定的重叠，叫旁向重叠，要求有30%左右。航摄像片的优点：分辨率、精度高、受干扰小、实时性好。2.1.2 遥感和遥感图像遥感（Remote Sensing），广义地说，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离感知的一种探测技术。狭义而言，是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器（如摄影仪、扫描仪和雷达等）获取地表的信息，通过数据的传输和处理，从而实现研究地面物体形状、大小、位置、性质及其环境的相互关系的一门现代化应用技术科学。SPOT图象由法国SPOT卫星提供的遥感影象，分为全色图像和多光谱图像两种，全色图像的地面分辨率是10m，多光谱图像的地面分辨率是20m.。在原有的3个多光谱波段（绿光波段、红光波段、近红外波段）的基础上，SPOT4号卫星又增加了短波红外波段，丰富了反映植被状况的信息。SPOT五号卫星将提供3m的地面分辨率。一幅SPOT图像对应地面面积为60km×60km,辐射量化级数为256。TM图象 是美国陆地卫星Landsat-4、Landsat-5上携带的传感器提供的遥感影象。共有7个波段，分别是：TM1蓝光波段、TM2绿光波段、TM3红光波段、TM4-近红处波段、TM5中红外波段、TM6热红外波段、TM7中红外波段。TM图象的地面分辨率为30m，其亮度数字化级数为256。一景TM图像对应的地面面积是185km×185km，每一波段大约有5965条扫描行，第一扫描行有6967个像元点。遥感图象的优点：数据更新快、分辨率高、接收方便、覆盖范围大、覆盖周期短。遥感图象和航摄像片是生成数字地图的重要来源，我们可以通过把这些资料进行计算机处理得到不同精度和用途的数字地图。2.1.3 地图扫描电子地图数据可通过扫描获得。利用彩色扫描仪对彩色纸质地图进行扫描，可获得彩色电子地图；利用黑白自动扫描进行扫描，可获得黑白电子地图；扫描分辨率和灰度等级与所获得的图像质量在密切关系。扫描分辨率愈高、灰度级数目愈多，则图像的质量愈好，但过高会影响扫描速度和占用太多的存贮空间。2.1.4 栅格图象矢量化数字地图可以有栅格和矢量两种形式。两种格式是可以相互转换的。栅格图象矢量化是指利用一定的算法，将栅格图象中包含的信息提取出来，以矢量的方式来描述空间地理的特性。常采用的转换流程是二值化、细化、跟踪。2.2 地球学概念几个地图学相关的概念：地球体表面；大地水准面；地球物理表面；地球椭球体；椭球体定位；参考椭球体。2.2.1 地球体表面地球并不是一个正球体，而是一个极半径略短，赤道半径略长，北极略突出，南极略扁平，近于梨形的椭球体。 2.2.2 大地水准面由于地球表面凹凸不平，形态复杂，不能作为测量和制图的基准面。因此要寻找一种与地球表面非常接近的规则曲面来代替这种不规则的曲面。该规则的曲面应该是一个与静止海平面相重合的水准面，这个海平面上应该是无波浪、无潮汐、无水流、无大气压变化，处于流体平衡状态的平面。假设以这个水准面作为基准面向大陆延伸，并穿过陆地、岛屿、最终形成的一个封闭曲面。 2.2.3 地球物理表面大地水准面仍不是一个规则的曲面。因为，当海平面静止时，自由水面必须与该面上各点的重力线方向相正交，由于地球内部质量的不均一，造成重力场的不规则分布，因而重力线方向并非恒指向地心，导致处处与重力线方向相正交的大地水准面也不是一个规则的曲面。因此大地水准面实际上是一个起伏不平的重力等位面，即地球物理表面。 2.2.4 地球椭球体所谓参考椭球体，简单的讲就是指与大地水准面符合得最好的旋转椭球体，而大地水准面是一个与实际地球表面非常接近的假想曲面，由于它的不规则性，难以运用数学表达式描述，因而将其按照某种方法旋转，得到了参考椭球体。假设将大地体绕短轴（地轴）飞速旋转，就能形成一个表面光滑的球体，即旋转椭球体，或地球椭球体。地球椭球体是一个可以用数学模型定义和表达的光滑曲面。这也就是我们称的地球数学表面。它是对地球形体的二级近似。地球椭球体有长半径轴和短半径之分，长半径（a）又称长轴，即赤道半径，短半径（b）又称短轴即极半径，还定义f = (a - b)/a称为地球的扁率。这些参数又称为地球椭球体的三要素。2.2.5 椭球体定位在知道地球椭球体三要素值之后，必须进一步通过数学方法实现对地球形体的三级近似。即将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上。因为地球椭球体在有些地方和地形比较吻合，但是在有些地方不太吻合，在区域制图时候，要将地球椭球体在该区域上进行配准。并求出满足地球椭球体各点至大地水准面的投影距离N及垂线偏差最小的椭球体位置，进一步从数学上给出对地球形状三级近似的大地水准面。在进行地球椭球体定位时，首先选取一个对一个国家比较适中的大地测量原点，从此点出发，通过事先布设的三角网点进行几何测量和天文经纬度测量，逐一求出各网点的N及 ，再以上述的测量结果将事先设置的地球椭球面位置调整到最理想的位置上。这种定位，相对于全球而言，只能是局部定位。局部定位的地球椭球体成为参考椭球体。2.2.6 参考椭球体凡与局部地区（一个或几个国家）的大地水准面符合得最好的旋转椭球，称之为“参考椭球”。如GRS 80、Krassovsky、WGS84等。国际上有多种参考椭球体（详见表1）。表 21国际主要的椭球体参数椭球体名称年代长半径/m扁率附注德兰勃180063756331：334.0法国埃弗瑞斯183063772761：300.801英国贝赛尔184163773971：299.152德国克拉克186663782061：294.978英国克拉克188063782491：293.459英国海福特191063783881：297.01942年国际第一个推荐值克拉索夫斯基194063782451：298.3苏联1967年大地坐标系196763781601：298.2471971年国际第二个推荐值1975年大地坐标系197563781401：298.2571975年国际第三个推荐值1980年大地坐标系197963781371：298.2571979年国际第四个推荐值2.3 地理坐标地理坐标是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系统。在大地测量学中，对于地坐标系统中的经纬度有三种提法：天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。2.3.1 天文经纬度地球除了绕太阳公转外，还绕着自己的轴线旋转，地球自转轴线与地球椭球体的短轴相重合，并与地面相交于两点，这两点就是地球的两极，北极和南极。垂直于地轴，并通过地心的平面叫赤道平面，赤道平面与地球表面相交的大圆圈（交线）叫赤道。平行于赤道的各个圆圈叫纬圈（纬线）（Parallel），显然赤道是最大的一个纬圈。通过地轴垂直于赤道面的平面叫做经面或子午圈（Meridian），所有的子午圈长度彼此相等。天文经纬度，即为观测点天顶子午面与格林尼治天顶子午面间的两面角，或视为一个天体在上述两地的时角差。在天文学和大地测量学中，常用时间单位表示。天文经度在地球上定义，即本初子午面与观测点之间的两面角。天文纬度即赤纬，在地球上定义，即为铅垂线与赤道平面间的夹角。图 21经纬度示意图2.3.2 大地经纬度通常在大地测量时，所有的观测值均应尽量改化到参考椭球面上。地面上任意点的位置，都可以用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地经度，即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。通常由本初子午面向东西量度，向东0o180o为东经，向西0o180o为西经，并规定，东经为正，西经为负。大地纬度，即指参考椭球面上某一点的垂直线（也称法线）与赤道面的夹角。由赤道向南北两极度量，向北0o90o为北纬，向南0o90o为南纬。并规定北纬为正，南纬为负。大地经纬度构成了大地坐标系。1954坐标系：又称1954北京坐标系。是从苏联1942坐标系联测并经平差引伸到我国，原点在苏联西部的普尔科夫，采用Krassovsky椭球参数。1980坐标系：用于取代1954北京坐标系。采用1975年IUGG/IAG第16届大会推荐的地球椭球参数。国家原点设在陕西省泾阳县。其较好地与我国大地水准面符合较好。2.3.3 地心经纬度此处的地心是指地球椭球体的质量中心。地心经度等同于大地经度。地心纬度是指参考椭球面上任一点和椭球中心连线与赤道面之间的夹角。WGS-84坐标系：一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的之轴指向BIH （国际时间）1984O定义的协议地球极（CTP)方向，调轴指向BIH 19840的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。2.3.4 坐标变换坐标变换就是采用一定的数学方法将一种坐标系的坐标变换为另一种坐标系的坐标的过程。在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标。但在地图学中，认为用大地经纬度来定义地理坐标更好。因为天文经纬度定义的地理坐标其经纬度的地面等值线均扭曲成非平面曲线。而以大地经纬度定义的地理坐标，由于是在规则的椭球体上定义并构建的，每条经纬线投影到平面上都是直线或平滑曲线，因此便于地图投影。2.4 高程系由高程基准面起算的地面点的高度称为高程。一般地，一个国家只采用一个平均海水面作为统一的高程基准面，由此高程基准面建立的高程系统称为国家高程系，否则称为地方高程系。1985年前，我国采用“1956年黄海高程系”（以19501956年青岛验潮站测定的平均海水面作为高程基准面）； 1985年开始启用“1985国家高程基准”（以19521979年青岛验潮站测定的平均海水面作为高程基准面）。1956年黄海高程系：采用青岛验潮站1950-1956年测定的黄海平均海水面作为全国统一高程基准面，其它不同高程基准面推算的高程均应归化到这一高程基准面。凡由该基准面起算的高程，统称为“1956年黄海高程系”。1985年青岛高程系：根据观测数据的积累，发现黄海平均海水面发生了细微变化，国家决定启用新的高程系，命名为“1985国家高程基准”。采用青岛验潮站1952-1979年潮汐观测资料计算的平均海水面，国家水准原点的高程值为72.260m。高程相比原系统有微小变化，但对已成图的等高线影响可以忽略不计。 2.5 地图投影知识2.5.1 地图投影和投影带在数学中，投影（Project）的含义是指建立两个点集间一一对应的映射关系。同样，在地图学中，地图投影就是指建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一对应关系。地图投影的基本问题就是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上，使地面点位的地理坐标与地图上相对应的点位的平面直角坐标（x，y）或平面极坐标间，建立起一一对应的函数关系。根据投影理论，采用不同的投影方法，可以得出不同的控制骨架，既不同的经纬网络。凡是地理信息系统就必然要考虑到地图投影，地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性，在各类地理信息系统的建立过程中，选择适当的地图投影系统是首先要考虑的问题。由于地球椭球体表面是曲面，而地图通常是要绘制在平面图纸上，因此制图时首先要把曲面展为平面，然而球面是个不可展的曲面，即把它直接展为平面时，不可能不发生破裂或褶皱。若用这种具有破裂或褶皱的平面绘制地图，显然是不实际的，所以必须采用特殊的方法将曲面展开，使其成为没有破裂或褶皱的平面。投影常常按照地区和一定范围内进行。因此，椭球体在进行投影时往往分成若干个投影带。带内中央的经度称为中央经度。在投影的时候，往往选取该经度所在地经线和赤道的交点作为坐标原点，建立大地坐标系，横轴为赤道方向，向东为正，纵轴为经线方向，向北为正。单位为米。 分带投影一般分为3º和6º两种。 较小的区域内使用3º，较大的区域内使用6º。如地球表面上有一点A（j ,)，它在投影平面上对应点A（x，y），则一般投影公式为： x= f1(j ,) y= f2(j ,)不同的地图投影，f1和f2有不同的形式。2.5.2 地图投影分类地图投影的种类繁多，有各种不同的地图投影分类方案，常采用以下两种分类方法：按地图投影构成方法分和按地图投影的性质分。2.5.2.1 按投影构成方法分类按投影构成方法，地图投影分为几何投影、非几何投影；1、几何投影源于透视几何学原理，并以几何特征为依据，将地球椭球面上的经纬网投影到平面上或投影到可以展成平面的圆柱表面和圆锥表面等几何面上，又可以分为以下几种：（1）方位投影 以平面作为辅助投影面，使球体和平面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到平面上的一种投影。上述投影又可以根据球面与投影面的相对部位不同，分为ü 正轴投影：投影面和地轴相垂直；ü 横轴投影：投影面和地轴相平行；ü 斜轴投影：投影面和地轴斜交。图 22正、横、斜轴方位投影（2）圆柱投影 以圆柱表面作为辅助投影面，使球体和圆锥表面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到圆柱表面上，然后再将圆柱表面展成平面的一种投影。（3）圆锥投影 以圆锥表面作为辅助投影面，使球体和圆锥表面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到圆锥表面上，然后再将圆柱表面展成平面的一种投影。上述两种投影又可以根据球面与投影面的相对部位不同，分为ü 正轴圆柱和正轴圆锥投影：圆柱轴、圆锥轴和地轴重合；ü 横轴圆柱和横轴圆锥投影：圆柱轴、圆锥轴和地轴垂直；ü 斜轴圆柱和斜轴圆锥投影：圆柱轴、圆锥轴和地轴斜交。图 23正、横、斜轴圆柱投影和圆锥投影（上排：圆柱投影 下排：圆锥投影）在圆柱投影中，以正轴和横轴常见，在圆锥投影中以正轴常见。投影经纬线正轴投影的经纬线形状比较简单。正轴方位投影的经纬线形状如图3a，经线为放射状直线，纬线为同心圆；正轴圆柱投影经纬线形状如图3b，经线均为一组平行且间隔相等的直线，纬线与经线垂直；正轴圆锥投影的经纬线形状如图3c，经线为放射状直线束，纬线为同心圆弧。图 24正轴投影经纬线形状2、非几何投影几何投影是地图投影的基础，但有其局限性，通过数学解析方法，由几何投影演绎产生了非几何投影，他们并不借助辅助投影面，而是根据制图的某些特定需求，如考虑制图区域形状等特点，选用合适的投影条件，用数学解析方法，求出投影公式，确定平面和球面之间点与点的函数关系。安经纬线形状，可将非几何投影分为伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影。（1）伪方位投影在正轴情况下，伪方位投影的纬线仍然投影为同心圆，除中央经线投影为直线外，其余经线均投影为对称于中央经线的曲线，且交于纬线的共同圆心，见图25。图 25伪方位投影（2）伪圆柱投影 在正轴圆柱投影基础上，规定纬线仍未平直直线，除中央经线投影为直线外，其余经线均投影为对称于中央经线的曲线，见图26。图 26伪圆柱投影（3）伪圆锥投影 在圆锥投影基础上，规定纬线仍未平直直线，除中央经线投影为直线外，其余经线均投影为对称于中央经线的曲线，见图27。图 27伪圆锥投影（4）多圆锥投影 这是一种假象借助多个圆锥表面与球体相切涉及而成的投影。纬线为同心圆弧，其圆心位于中央经线上，中央经线为直线，其余经线则投影成对称于中央经线的曲线，见图28。图 28多圆锥投影2.5.2.2 按投影变形性质分类地图投影按变形性质可分为等角投影、等积投影、和任意投影，见图8。（1）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。也即，球面上小范围内的地物轮廓经投影后，仍保持形状不变。但是等角投影的面积变形大。由于等角投影保持角度不变，因此适用于交通图、洋流图、风向图等。（2）等积投影 地球椭球面上的面状地物轮廓经投影后，仍保持面积不变。也即投影平面上的地物轮廓图形面积与球面上相对应的地物占地面积相等。由于等积投影便于面积对比，适用于对面积精度要求较高的自然地图和社会经济地图。（3）任意投影 这种投影方式既不等角也不等积。长度、角度、面积三种变形同时存在。等角投影 等积投影 等距投影 任意投影图 29各种不同变形性质的投影图上变形椭圆示意2.5.3 投影变换同一地区，在不同的投影方式下的表现形式是不同的。这是因为不同的投影方式确定了不同的投影经纬网骨架。为了应用的需要，常常需要进行投影变换。这包括：ü 不同投影方式下大地坐标的转换ü 相同投影方式下经纬度到大地坐标的转换（正变换）ü 相同投影方式下大地坐标到经纬度的转换（反变换）其中，不同投影方式下大地坐标的转换由于涉及到一个国家或地区的大地坐标系统，一般由专业的制图公司和国家测绘部门进行。而相同投影方式下经纬度和大地坐标之间的相互换算可以由用户自己实现。 2.5.4 几种常见的投影方式2.5.4.1 世界地图的投影世界地图的投影主要考虑要保证全球整体变形不大，根据不同的要求，需要具有等角或等积性质，主要包括：等差分纬线多圆锥投影、正切差分纬线多圆锥投影（1976年方案）、任意伪圆柱投影、正轴等角割圆柱投影。2.5.4.2 半球地图的投影东、西半球有横轴等面积方位投影、横轴等角方位投影；南、北半球有正轴等面积方位投影、正轴等角方位投影、正轴等距离方位投影。2.5.4.3 各大洲地图投影1）亚洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、彭纳投影。2）欧洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、正轴等角圆锥投影。3）北美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、彭纳投影。4）南美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、桑逊投影。5）澳洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、正轴等角圆锥投影。6）拉丁美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影。2.5.4.4 中国各种地图投影1）中国全国地图投影：斜轴等面积方位投影、斜轴等角方位投影、彭纳投影、伪方位投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角割圆锥投影。2）中国分省（区）地图的投影：正轴等角割圆锥投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆柱投影、高斯-克吕格投影（宽带）。3）中国大比例尺地图的投影：多面体投影（北洋军阀时期）、等角割圆锥投影（兰勃特投影）（解放前）、高斯-克吕格投影（解放以后）。2.5.4.5 高斯-克吕格投影高斯-克吕格投影是我国国家规定，世界上也比较通用的一种投影方式。高斯-克吕格投影是一种横轴等角(切)椭圆柱投影，它是将一椭圆柱横切于地球体上，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(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(如图)，从按投影方法方法的分类上说属于解析投影。图 210高斯克吕格投影示意高斯-克吕格投影以椭圆柱面为投影面，并与椭球体相切于一条经线上，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，再展为面，便构成了高斯克力格投影。该投影最早由德国的高斯(C.F.Gauss,1777-1855)设计的，后又于1912年经德国的克吕格（J.Kruge,1857-1923）对投影公式加以补充完善，故得名。该投影可采用6º或3º分带：6º分带从本初子午线开始，经差6º一个投影带自西向东划分，全球共60个投影带，带号为160。东经0º6º为第1投影带，依此类推，西经6º0º为第60投影带。我国疆域在72ºE136ºE之间，因此包括1323带共11个投影带。3º分带从1º30”开始，经差3º一个投影带自西向东划分，全球共120个投影带，带号1120。图 211高斯克力格投影带的划分2.5.4.6 UTM投影 高斯克吕格投影，欧美一些国家称为横轴等角墨卡托投影。美国和其他一些国家使用的UTM投影（Universal Transverse Mercatol Projection，即通用横轴墨卡托投影），也是属于横轴等角椭圆柱投影的系列。UTM与高斯克吕格投影的区别在于，该投影是横轴等角割椭圆柱投影，而后者是是横轴等角切椭圆柱投影。由于是割圆柱，因此在投影带内有两条长度比等于1的标准经线，而中央经线的长度比为0.9996。因而使投影带内的变形差异更小，其最大长度变形不超过0.04%。UTM投影带的划分没有从本初子午线开始，采用下面的公式计算带号和对应的经度：Lon(n) = n×6º - 183º其中n为投影带号 1 < n < 60 第3章 地图要素3.1 地图比例尺3.1.1 比例尺的表示方法图上一段直线的长度与地面上相应线段的实际水平长度之比，称为图的比例尺。比例尺的表示方法分为数字比例尺和图示比例尺。地图比例尺通常认为是地图上距离与地面上相应距离之比。地图比例尺可用下述方法表示。1）数字比例尺这是简单的分数或比例，可表示为1：1000000或1/1000000，最好用前者。这意味着，地图上（沿特定线）长度1毫米、1厘米或1英寸（分子），代表地球表面上的1000000毫米、厘米或英寸（分母）。2）文字比例尺这是图上距离与实地距离之间关系的描述。例如，1：1000000这一数字比例尺可描述为“图1毫米等于实地1公里”。3）图解比例尺或直线比例尺这是在地图上绘出的直线段，常常绘于图例方框中或图廓下方，表示图上长度相当于实地距离的单位。4）面积比例尺这关系到图上面积与实地面积之比，表示图上1单位面积（平方厘米）与实地上同一种平方单位的特定数量之比。3.1.2 比例系数表明确定的比例尺与实际比例尺数值之间的关系叫做比例系数（SF）。可以这样理解比例系数，首先将地球缩小为所选比例尺的地球仪地图；然后将该球形地图转换为平面地图。上述平面地图的数字比例尺就是地球仪的比例尺，叫做主比例尺（或名义比例尺）；真实比例尺就是平面地图上的实际比例尺，当然各处是不相同的。比例系数可按下式计算：SF=实际比例尺/主比例尺该公式表明，比例系数是实际比例尺与单位（1）主比例尺之比。当比例系数为2时，实际比例尺为主比例尺的两倍。比例系数只在小比例尺世界地图上比较明显。在大比例尺地图上，各处的比例系数对于1只有很小的变化。3.2 地形图的图示为便于测图和用图，用各种符号将实地的地物和地貌在图上表示出来，这些符号总称为地形图图式。图式是由国家测绘局统一制定的，它是测绘和使用地形图的重要依据。图式中的符号有三类：地物符号、地貌符号和注记符号。（一）地物符号地物符号分为比例符号、非比例符号和半比例符号：地面上的房屋、桥梁、旱田等地物、可以按测图比例尺缩小，用规定符号画出的，称为比例符号。某些地物轮廓较小、如三角点，水准点、电线杆、水井等，按比例缩小无法画出，只能用特定购符号表示它的中心位置，称非比例符号。对于一些线状而延伸的地物，如围墙、篱笆等，其长度能按比例缩绘，但其宽度不能按比例尺表示的符号称为半比例符号。（二）地貌持号地形图上表示地貌的方法有多种，目前最常用的是等高线法。对峭壁、冲沟、梯田等特殊地形，不便用等高线表示时，则绘注相应的符号。（三）注记有些地物除了用相应的符号表示外，对于地物的性质、名称等在图上还需要用文字和数字加以注记，例如房屋的结构和层数、地名、路名、单位名，等高线高程和散点高程以及河流的水深、流速等。3.3 等高线地貌是地形图要表示的重要信息之一。地貌尽管千姿百态、错综复杂，但其基本形态可以归纳为几种典型地貌：例如山头、山脊、山谷、山坡、鞍部、洼地、绝壁等。用等高线可以表示出这些典型地貌。等高线有以下一些特性：1同一条等高线上各点的高程都相同；2等高线是一条条闭合的曲线，不能中断，如果不在同一幅图内闭合，则必定跨越邻幅或许多幅图后闭合；3等高线只有在绝壁或悬崖处才会重合或相交；4等高线经过山脊或山谷时转变方向，因此山脊线和山谷线应 和转变方向处的等高线的切线垂直相交；5在同一幅地形图上，等高线间隔是相同的，因此等高线平距大（等高线疏）表示地面坡度小（地形平坦）；等高线平距小（等高线密）表示地面坡度大（地形陡峻）。3.4 坐标系统在我国境内使用数字地图，一般：ü 大地坐标系统通常采用“1954北京坐标系”和国际通用的WGS84坐标系。ü 投影方式采用高斯-克里格投影(国家规定)和UTM投影。ü 高程基准用“1985国家高程基准”，远离大陆的岛屿，可采用当地海平面。高程计量单位为米。3.5 数字地图精度3.5.1 数字地图组成移动通信用数字地图包含以下内容：1、数字高程模型（DEM数据）：是按规定分辨率等间隔表示的地面高程数据，采用栅格数据结构；2、地面覆盖模型（DOM数据）：是按规定分辨率等间隔表示的地面覆盖类型，采用栅格数据结构；3、线状地物模型（LDM数据）：是以弧段坐标表示的线状地物平面位置，采用矢量数据结构；4、建筑群空间分布模型（BDM数据）：描述建筑物的平面位置和高度数据，采用栅格数据结构或矢量数据结构。在以上四层数字地图中，DEM层、DOM层、LDM层是目前移动通信场强预测用数字地图所必须的数据，BDM层一般只用于微蜂窝的预测，在微蜂窝用量较大时才需要用到这层数据。3.5.2 数字地图数据源地理信息数据源是指用于生产加工数字地图的原始数字地图资料，包括以下四种：1、 地形图即各种比例尺地形图，是DEM数据、DOM数据与LDM数据生产的基本依据，其特点是：ü 信息丰富，数据准确；ü 小比例尺的地形图成本较低，可以用来覆盖精度要求不高的郊