地图学导论第一章.ppt

第一章 引论,1 地图 1、地图的基本特性和定义 地图的基本特性：（1）由特殊的数学法则产生的可量测性 在地图上可以量测点的坐标、两点间的距离、区域面积、方位角、地面高程等精确数据，从而可以计算出线的曲折度、地面坡度和坡向、物体的体积以及密度、切割度等派生数据。,地图的特殊数学法则包括：地图投影 地球椭球体是一个不可展曲面，将其展开成平面必然会产生误差。地图投影的任务是掌握误差的性质、分布和大小。地球表面展开成平面,地图比例尺 确定地图缩小的倍数 地图比例尺 地图定向 地图上的三北方向,（2）使用地图符号产生的直观性 由于使用了地图符号比例尺任意缩小都可以保持清晰的图形；显示出形体小而重要的物体；显示事物的数量和质量特征；显示空间被遮盖的物体；显示没有形体的自然和社会现象。,（3）由制图综合产生的一览性 地图的符号化是对于客观现实的第一次抽象，将事物分类、分级；制图综合是第二次抽象，根据其重要程度对其进行选取和概括。从而使得任意大小的区域都能够以清晰的图形整体呈现在读者面前，使读者一览无余。,地图定义：地图是根据一定的数学法则、使用符号、通过制图综合，表示地面上地理事物的空间分布、联系及在时间中发展变化的图形。,2 地图的功能和分类,2.2.1 地图的功能（1）信息载体（2）地图传递（3）地图模拟（4）地图认识,2 地图的功能和分类,2.2.2 分类 地图有很多的分类方法，最常用的是按内容分类。地图按内容分为：（1）普通地图：以相对平衡的详细程度表示地球表面各种自然和人文现象中最基本的要素（水系、居民地、道路、地貌、土质植被、境界等）的地图。又分为：地形图：尽可能详细表示基本地理要素的地图。地形图又分为：,大比例尺地形图：1:10万及更大比例尺的地形图。中比例尺地形图：介于1:10万与1:100万之间的地形图，通常指1:20万或1:25万地形图、1:50万的地形图。小比例尺地形图：1:100万比例尺的地形图。国家基本比例尺地形图：1:5000、1:1 0000、1:2 5000、1:5 0000、1:10 0000、1:25 0000、1:50 0000、1:100 0000比例尺地形图。普通地理图：较概略地表示基本地理要素的地图。例如，以较为概括的图形表示水系，主要用圈形符号表示居民点，以变距等高线表示地貌，仅表示主要道路和植被类型。,（2）专题地图：突出反映一种或几种主题要素的地图。又分为：自然地图：反映自然要素的地图，如地质图、地貌图、地势图、地球物理 图、气象图、水文图、土壤图、植被图、动物地理图、综合自然地理图等。,地势图,气候图,土壤图,人文地图：表示人文现象的地图，如政治行政区划图、人口地图、经济地图、文化地图、历史地图等。,政治行政区划图,人口地图,经济地图,其他专题地图：适用于特殊用途的地图，如航空图、航海图、环境地图、教学地图、城市地图、盲人地图等。,城市地图,旅游地图,2.1 地图的构成要素（普通地图内容的表示方法）,（一）普通地图的内容,（二）地理要素的表示法 1 水系（1）海洋要素 海岸：海水和陆地相互作用的具有一定宽度的狭长地带,海底 深度基准面：根据长期验查潮数据所求得的理论上可能达到的最低的潮面,（2）河流和水库 河流：地图上要表示河流的大小（长度和宽度）、形状和水流状况。水库：依比例真形和不依比例符号。,2 地貌（1）等高线：地面上高程相等的点的连线在水平面上的投影。,（2）地貌晕渲：根据假定光源对地面照射所产生的明暗程度，用浓淡不一的墨色或彩色沿斜坡渲绘其阴影，造成明暗对比，显示地貌的起伏和形态特征，弥补等高线立体感的不足。,（3）三维显示,（4）地貌符号：等高线不能表示的小而重要的地貌形态,3 土质和植被 土质：地表覆盖层的表面性质；,植被：地表植物覆盖层。,4 居民地（1）平面图形,（2）立体结构,5 道路网 道路网是交通网的陆地交通部分，交通网还应当包括水上交通、空中交通和管线运输，其中，陆地上的道路网是最重要的。道路网分为：（1）铁路（2）公路（3）其它道路,6 境界线 境界线包括国界、国内行政境界、其它境界（地区界、禁区界、保护区界、停火线界等）。,2.2 地图的构成要素（专题地图内容表示法）,地图上的专题内容，有十种基本的表示方法。1 表示点状物体定点分布的“定点符号法”,2 表示呈线状分布现象的“线状符号法”,3 表示间断分布的面状现象的“范围法”,4 表示连续分布、布满整个区域的面状现象的“质底法”,5 用图表形式反映定位于区域某点上反映周期性现象的数量特征及变化的“定位图表法”,7 反映在制图区域中呈分散的、复杂分布现象数量指标的“点数法”,8 表示移动现象方向、路径、数量、质量特征的“运动线法”,9 表示统计数据按照区域分级的“分级统计图法”,10 表示区划单元统计总值的“分区统计图表法”,3 地图学的历史与发展 最原始的地图，人们只是试图在树皮、沙地、陶片上，用石块、贝壳等利器，保存和传递对地理环境的印象。,最早的地图实物是古巴比伦地图，4500年,4000年前，中国左传上记载有夏代的 九鼎图。,18世纪 三角测量技术 实测地形图，将数字应用于制图，促进地图投影 的发展，逐渐形成了地图学的基础。20世纪 航空摄影测量技术和照相制版、彩色印 刷技术的发展，使地图的生产工艺极大 改变。制图综合理论、专题制图和综合 制图逐步发展和完善，使地图学逐渐成 为同测量学紧密联系并成为一门独立的学 科。,20世纪60年代 计算机为主体的电子技术的全 面应用，地图信息论、地图感 受论、地图符号学、地图模式 论及地图传输论等现代地图学 理论的产生和不断引向深入，逐渐发展成为现代地图学。地图学的形成经历了传统的地图（制图）学和现代地图学两个阶段！,从山海经 到 荆轲刺秦王,中国最早的古地图汉代古地图,长沙国深平防区地形图亦称长沙国南部地形图（西汉 文帝），成图于公元前168年以前。比例尺约为1：180 000，相当于汉代一寸折十里，地图幅面为纵96cm、横96cm。原图上本无名，因地图内容包含山川、道路、城镇等要素，故取名“地形图”。1973年12月发掘湖南长沙市东郊马王堆三号汉墓时出土。绢底彩绘，现藏于湖南省博物馆。,古代地图作品介绍,西晋地图学家裴秀禹贡地域图十八 朱思本的舆地图与元代前的地图明代的各种地图及郑和航海图,清代的实测地图皇舆全览图,由清康熙帝主持，中西方测绘人员合作，历经十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、居民地间相对集团及其汉字名称，并在边疆地区加注满文。该图具有较高的精度，公元1717年成图(康熙五十六年)，公元1719年制成铜版(康熙五十八年)，52.577cm 共41幅，比例尺 1:1 400 000，现藏于北京图书馆。,皇舆全览图（清内府一统舆地秘图局部，四排二号：山东半岛、辽东半岛）,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自然地图集（1999）540幅 30万字 115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 幅 40万字 779页 450城市中国历史地图集（1992）8卷 300幅 40万字 70 000地名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 50 000地名,国家地图集系列,国外地图学的发展 古代地图作品介绍 地图的起源,古埃及绘在苇草上的金图矿,陶片上的比伦地图,托勒密世界地图,在世界地图科学史上，古希腊的著名数学家、天文学家、地图学家托勒密（Ptolemy 公元87150年）占有重要的地位。他在前人科学成就基础上完成的巨著地理学指南，事实上就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公元二世纪，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。,墨卡托世界地图 探险时代最著名的地图学家荷兰的墨卡托（Gerardus Mercator 15121594）于1538年绘制了第一张世界地图，这是从北极的角度俯视绘制而成。贴在他拥有的托勒密地图集内。,近现代地图作品介绍国际百万分之一世界地图800余幅世界地图集苏联，1954,1967(2th)283页 19万地名泰晤士世界地图集（The Times Atlas of the World）英国 1895 1985(7th)520页 21万地名新国际地图集（The New International Atlas）美国 1982 568页(地图320页)16万地名新牛津地图集（The New Oxford Atlas）英国 1975,1978(2th)202页(地图107页)世界国家地理图集（National Geographic Atlas of the World）美国 1963，300页(地图116页)12万7千地名,泰晤士世界地图集英国 1895 1985(7th Ed.),地图学的发展趋势,模拟地图向数字地图转移制图向制图、用图并重转移3.品种单一向品种多样化转移 模型地图、灯箱地图、路标地图等4.信息传输向地理信息深加工转移 初始地图 加工后的数据和派生产品5.二维静态地图向三维动态地图转移6.地图产业化 从国家事业机构走向市场,4 地图的成图方法,4.1 实测成图法（1）野外地形测量 应用全站仪、经纬仪等设备直接在现场施测。（2）摄影测量成图 首先利用飞机拍摄地面有一定重叠的像片组成地面立体像对，然后进行野外控制测量与实地调绘等航测外业工作，最后进行控制点加密和测图等航测内业工作，完成测图,4.2 编绘成图法,（1）常规编图 以实测或编绘的大比例尺地图为基本资料编辑绘图。编绘成图法一般用于中、小比例尺普通地图和专题地图的制图。编绘过程和阶段性成果 编辑设计：地图制图前的准备工作，根据制图任务和目的，在地图制图理论指导下完成地图编辑设计书。原图编绘：根据地图编辑设计书规定的工艺方案、图例符号和概括原则，编绘成新图，其成果是编绘原图。地图制版与印刷：利用出版原图和分色参考图进行制版和印刷，以获得一定数量和质量的成品地图。,(2)遥感制图,遥感制图是指通过对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程。遥感图象有航空遥感图象和卫星遥感图象，制图方式有计算机制图与常规制图。,(3)数字制图,数据数字化 编辑设计符号化成图,5 地图学的定义及科学体系 5.1地图学的定义,K.A.萨里谢夫模型论:J.L.莫里逊信息论:多种语言制图技术术语辞典:ICA 的定义:,辞海研究地图极其编制和应用的一门学科廖克地图学是研究以图形的、数字的或触觉形式反应空间关联信息的结构、传输、表现和利用的科学，它包括在制作地图及有关空间信息产品中从数据获取到最终产品利用的所有阶段。（现代地图学）地图学地图学是研究地理信息的表达、处理和传输的理论和方法，以地理信息可视化为核心，探讨地图的制作技术和使用方法。,地图学由地图理论、制图技术和地图应用三个分支学科组成。,理论地图学 地图制图学 应用地图学,数学地图学地图学概论地图符号学地图信息理论地图感受理论地图模型理论制图综合理论地图传输理论综合制图理论,普通地图制图学专题地图制图学遥感制图学地图制印学,地图的基本功能地图的评价地图分析理论与方法地图信息自动分析与处理地图应用,地图学,5.2地图学的结构及学科分支,5.2、地图学中各主要学科的研究内容,（一）理论地图学 现代地图学理论主要是用地图的方法来研究地理环境信息的表示和变换的一些理论问题。由于其他科学（计算机、信息论、系统论等）的渗透，丰富和发展了地图学理论的研究。从目前发展来看，主要包括以下内容：（1）地图信息论：研究地理环境信息的变换、表达和利用 的理论；（2）地图信息传递论：研究地图信息传递过程和方法的理论；,（3）地图感受论：研究地图视觉感受的基本过程和特点，分析用图者对图像感受的心理、物理因素和地图感受效果的理论；（4）地图符号论：研究作为地图语言的地图符号系统及其特性与使用的理论；（5）地图模型论：用模型法来认识地图的性质，解释地图的制作和应用的理论；,（6）地图空间认知论：研究人类如何通过地图对客观环境进行认知和信息加工，并弄清地图设计制作的思维过程及其描述的理论；（7）综合制图理论：综合性地图是反映自然环境或人类社会多种要素和现象及其相互联系的地图。（8）地图信息可视化理论 研究地图信息的符号化、图形化、形象化及直观性的处理、表达、传递及解译的理论。,（二）地图制图学 1.普通地图制图学 以普通制图为对象的学科，研究普通地图的内容和表示方法、地图符号设计、编图技术方法、各要素的制图综合（数据处理）、地图编辑和设计等。2.专题地图制图 以专题地图为对象的学科，研究专题地图的内容和表示方法，专题地图上主题要素的资料收集和处理，各种类型专题地图的编制，专题制图的制图工艺和编辑、设计等问题。,3.遥感制图学 研究以遥感数据为数据源制作地图或修正地图的学科。4.计算机制图学 以计算机为主导的电子仪器为制图工具，研究地图制图方法的学科。5.地图制印学 研究大量复制地图的学科。,（三）应用地图学 1.地图分析 以分析地图方法为主体，包括分析目的、分析方法、分析结果和分析精度四个部分。2.地图解译和应用 地图解译的主体是各行业的专家，他们根据使用地图的目的选择合适的方法，对分析结果加以应用，如城市规划、地籍管理、道路设计和施工、地质调查等。,地 图 学,测量学,地理学,色彩学与美学,地 名学,计算机技术,遥感技术,心理学,符号学,地理信息系统,数学,5.3 地图学同其他学科的关系,荷兰地图学家博斯用下图来解释各个领域及其同其它边缘学科的关系。,