现代地图学重点和考点概括

各章的课后思考题

第一章：

1．结合你对现代地图和地图学理解，谈谈它与你所学专业有什么关系？

2．未来地图学的发展趋势如何？请描述你想象中的未来地图是什么样子？

第二章：

1.自然球体、大地球体和旋转椭球体的关系是怎样的？

2.空间参照系都有哪几种类型？

3.什么叫椭球体定位？

4.地图比例尺有什么作用？

5.叙述传统实测成图法的一般过程。说明每一过程完成的主要成果。

6.数字测绘成图法可有几种成图的类型？请简述其一般过程。

第三章：

1.简要说明地图投影的概念。地图投影的方法有哪几种类型？

2.将地球仪和世界地图进行比较，观察经纬线网和大陆轮廓有什么不同？为什么？

3.地图投影的变形表现在哪些方面？为什么长度变形是主要的？

4.地图投影按变形性质分为那几类？它们各有什么特征？

5.简要说明方位投影、圆锥投影和圆柱投影的投影特点。

6.墨卡托投影有何特点？为什么航海图和航空图选用此种投影？

7.我国地形图都选用哪几种投影？说明它们的投影原理。

8.说明高斯-克吕格投影变形分布规律。为什么要采用分带投影的方法？说明6°带和3°

带的分带规定。

9.说明高斯-克吕格投影坐标系统的特点和坐标值的表示方法。

10.说明高斯-克吕格投影换带的概念，为什么要换带？

11.高斯-克吕格投影换带的方法有哪几种？说明每种换带方法原理。

第四章：

1.什么是地图符号？地图符号的作用有哪些？

2.按空间分布特征和比例关系，地图符号各分为哪几类？各类符号的特点是什么？

3.如何理解按符号表示的维数和表示内容的动静状态进行分类？请说出这两种分类的各

4.种类型。

5.地图符号的基本视觉变量有哪些？其视觉感受效果是什么？

6.地图符号设计的基本原则是什么？如何进行点状、线状、面状符号的设计？

7.色彩的三要素是什么？什么是原色、间色、复色和补色？

8.地图上可以进行哪些色彩的配合？会产生什么样的效果？如何进行色彩的调和？

9.地图注记的作用是什么？地图注记分为哪几种？能表达地理事物的那些特征？

10.如何运用地图注记来说明地物的类别、意义和重要程度？

11.地图上注记配置的原则和方法是什么？

第五章：

1.简述地图概括的目标、任务、实质和方法。

2.地图概括的影响因素有哪些？什么是影响地图概括的根本因素与主导因素？

3.简述地图内容选取、概括和图形简化的基本方法。

4.什么是地形图？什么是地理图？二者之间有何区别？各有哪些特点？

5.结合你所了解的实例，说明各类比例尺地形图和地理图的用途及其差异。

6.什么叫水系？地形图上要反映水系的哪些内容？其核心问题是什么？为什么？

7.地图上表示地貌的方法有那几种？哪种方法是基本的？为什么？

8.等高线具有哪些特性和类型？

9.绘图并简要说明各类基本地貌形态的等高线图形及其特点。

10.在普通地图上对于居民点主要反映那些特征？是如何表现的？

11.举例说明各种点状、线状、面状、片状和动态分布事象应采用的表示方法。

12.简要说明各种表示方法是如何表示地理事象的分布、质量、数量、动态等特征的？第五章：

1.什么是数字地图？其特点有哪些？

2.什么是地图数据？其基本组成有哪些？

3.典型的空间数据格式有哪两种？表示方法是什么？

4.什么是地图数据库？地图数据库的组织方法有哪些？

5.什么是电子地图？它与数字地图有什么不同？其设计原则包括哪些？

各章复习要点

第一章现代地图与现代地图学

1、地图的基本特征：

1）严密的数学法则；2）特定的符号系统；3）科学的地图概括。

2、地图的内容的构成要素与基础：

1）数学要素与数学基础。数学要素是用来确定地学要素的空间相关位置，起着地图内容“骨架”作用的要素；

2）地学要素与地学基础。地学要素是地图根据制图要求所表达的内容，所以叫内容要素；

3）辅助要素。地图的辅助要素包括图名、图号、图例、附图、图表、出版单位时间、编图说明、图外整饰要素与补充说明等；

4）技术要素与技术基础。

3、地图的基本功能：

1）信息载负与存储功能；2）信息传输与交流功能；3）地图模拟与模型功能；4）地图认知与感受功能：地图认知功能是指人们可以通过地图阅读、地图量测等分析，获取制图区事物与现象的空间位置、长度、宽度、深度、坡度、密度、曲率、比率、面积、体积等许多具体的数量指标信息；地图感受功能是指任何人阅读地图都会对地图产生一个感受过程，不管是深刻的、浮浅的、专业的还是一般的。

3、现代地图的作用：

1）经济建设的科学依据2）工程建设的设计蓝图3）产业及城乡规划的基础4）科学研究的主要手段5）宣传教育的良好形式6）军事作战的重要工具7）决策管理的有力帮手8）国家疆域版图的重要表现形式。

4、现代地图学的定义：

现代地图学是按照严密的数学法则，用特定的符号系统，将地球或其他星球的空间事象，以二维或三维、静态或动态可视化形式，综合概括、模型模拟等手段缩小表示在一定载体上，科学地分析认知与交流传输事象的时空分布、数质量特征及相互关系等多方面信息的一种图形与图像。

5、现代地图的具体分类：

一、按地图内容分类:

1)普通地图。以同等详细程度全面表示地面基本自然和人文社会经济现象一般特征

的地图。

2）专题地图。着重表示一种或几种地表自然或人文社会经济现象的地理分布，或强调表示这些现象的某一方面特性的地图。

二、按地图比例尺分类：

1）大比例尺地图。是指比例尺大于或等于1：10 万的地图。

2）中比例尺地图。是指比例尺小于1：10 万，大于等于1：100 万的地图。

3）小比例尺地图。是指小于1：100 万或更小的比例尺的地图。

三、按制图区域分类：

1）政区大小不同的地图：世界地图、半球地图、中国地图等。

2）专业分区不同的地图：按流域分区有黄河流域、长江流域等；按地形分区有青

藏高原、黄土高原等。

3）星球不同的地图：地球地图、火星地图等。

四、按地图功能和作用分类：

1）通用地图：指普遍通用的地图。

2）专用地图：只根据某一部门的特殊要求编制的具有专门用途的地图。如：教学图、航海图等。

3）特种地图：指用非常规形式显示的地图或除纸质外还可用特殊介质与材料所制作的地图。如：数字地图、电子地图。

五、按其他标志分类：

6、现代地图学定义：

现代地图学是以地学信息传输与地学可视化为基础，以区域综合制图与地图概括为核心，以地图的科学认知与分析应用为目的，研究地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。

7、未来地图学展望：

目前，地图学仍处于由传统向现代过渡的阶段。面向21 世纪的地图学在制图与用图技术和理论两个方面都将会处于一个快速发展的时期。

一、制图与用图的技术方面

1）空间数据库技术将链接数字制图、3S 技术成为地球空间信息技术/数字地球技术。

2）多媒体、网络网格和虚拟现实技术发展将使未来地图走向虚拟化、多能化和感觉化。

3）地图信息获取、处理、存储、传输和表达将更加自动化、智能化、模式化和标准化。

4）地图功能将从信息载负与传输、模型模拟与动态监测等走向数据挖掘与知识发现、综合评价与预测预报。地图功能更加多极化。产品更加多样化，作用更直接化与用户化。

5）地图学知识更加普及和大众化，主体和客体同一化，制图与用图一体化，将促使地球信息研究与利用一体化。地图制图活动与学术交流将更加地区化、全球化与国际化。

二、地图学理论方面

1）地图可视化理论将随着信息技术与地球空间信息技术的进步得到发展、完善和进步，特别是地学虚拟可视化技术的发展将促使虚拟地理学/虚拟地球科学的形成与发展。

2）数字地球理论将随数字城市、数字省区、数字国家、数字区域等的实践与发展而得到不断的提高和完善。数字地球的理念将最终在全世界实现。

3）地学信息图谱理论将随地学系统理论与技术的融合、发展、提高而完善。典型地学信息图谱将不断涌现出来。

4）地球信息科学理论将随数字制图、遥感制图、综合制图、地学信息图谱、3S技术、数字地球与全球制图等技术与应用的发展不断完善。地球信息科学体系将最终被建立和完善起来。

第二章地球空间认知与现代测绘成图

1、地球/地理空间概念

1）地球空间含义：地球空间是地球体及其周围一定范围所包围的空间。这个范围上至电离层，下至莫霍面，上下大约2000km。

2）地理空间的含义：广义的地理空间已经拓展到包括地球、月球、太阳等星球及周围一定范围所包围的空间，甚至整个宇宙空间；狭义的地理空间则是地球表层及其周围一定范围所包围的空间，这个范围要比地球空间小，上下大约有200km。

2、地球/地理空间信息的定义：

地球地理空间信息是有关地球/地理空间实体或现象的性质、特征和状态的表征与一切有用信息的总称，是对表达地学空间特征与关系数据的解释，能反映地学空间实体或现象固有的数量、质量、分布特征、相互关系与变化规律。

3、地球空间信息的特征：

1）地球空间信息的空间特征：描述事物或现象所在的空间位置以及空间相互关系，又称几何特征和拓扑特征。

2）地球空间信息的属性特征：描述事物或现象的性质和数量特征指标的非空间数据，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等。

3）地球空间信息的时间特征：描述事物或现象随时间的变化，如采集、获取、分析、应用数据的时刻或时段。

4、地球空间信息的获取、传输与表达

一、地球空间信息的获取

地球空间信息的获取是个复杂的过程，其主要任务是将地球体的现有地图外业观测成果、航空图片、遥感图像、文本资料等信息转换成可以处理与接受的数据形式。

地球空间信息的获取的来源：

1）地图信息；2）实测信息；3）遥感信息；4）实体纹理信息；5）文本信息；

6）统计信息；7）多媒体信息；8）已有系统的数据。

二、地球空间信息的传输

地球空间信息的传输是地球空间信息获取、表达和应用的纽带，有效信息传递所涉及的要素包括信息制造者、地球空间信息、信息接受者。

地理信息的传输的过程是：客观事物通过制图者的认识形成概念，使用地图符号变成地图，用户通过对地图符号和图形的解译与分析，形成对客观事物认识的概念。

三、地球空间信息的表达

地球空间信息主要通过各种类型的地图来表达，从而实现从制图的客观地理环境到用户认知地理环境之间的信息传递。

地球空间信息的表达的三要素：

1）地图色彩：是地图语言的重要内容，作为一种承载和传递信息的手段，地图色彩是产生美感和创造艺术魅力基本要素的表达手法；

2）地图注记：是地图语言的组成部分，具有标识各对象、指示对象的属性、表明对象间的关系及转译等功能；

3）“影像”和“装饰图案”：地图的“影像”是地球空间信息特征的空间图像的框架；“装饰图案”多用于地图的图边装饰，它既可增加地图的美感，又可烘托地图的主题，从而也利于地球空间信息的表达。

5、地球空间数据采集

地球空间数据采集工作分为以下3 个方面：

一、几何数据的采集；

1）手扶跟踪数字化。2）扫描数字化。

二、属性数据的采集；

三、几何数据和属性数据的连接；

1）属性数据作为几何数据的悬挂体；2）用单向指针指向属性数据；3）双向同构连接方式；4）自成体系连接方式。

6、地球自然球体定义：由地球自然表面所包围的形体。

7、地球是一个不规则的、近似于梨形的椭球体。

8、大地体的概念：由大地水准面包围而成的球状体。

9、大地水准面的概念：假定在重力作用下海水面静止时的平均水面，并设想此面穿过大陆与岛屿，连续扩展形成处处与铅垂线成正交的闭合曲面。

10 地球椭球体的概念：是以地球的南北短轴为旋转轴旋转而成的椭球体，又称旋转椭球体，简称椭球体。

11、椭球体面是一个规则曲面，所以也可以称其为地球数学表面。

12、地理坐标系与大地坐标系

一、地理坐标系

1）定义：指用地理经纬度表示地球表面上点位的空间坐标系。

2）地理坐标系中的经纬度有3 种描述：天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。

天文经度是指首子午面与过观测点的子午面所夹的二面角；

天文纬度是指过观测点的铅垂线与赤道面之间的夹角。

大地经度是指通过参考椭球体面某一点的大地子午面与首子午面间的二面角；

大地纬度是指通过参考椭球体面某一点的法线与赤道面夹角。

地心，即地球体的质量中心。地心经度等同于大地经度；地心纬度是指参考椭球体面上的任意一点和椭球体中心连线与赤道面之间的夹角。

二、大地坐标系

1）定义：以椭球面为参考面，以法线为参考线，用大地经纬度表示地面点在椭球面上位置的空间坐标系。

13、参心坐标系与地心坐标系概念

一、参心坐标系是指以参考椭球体面为基本参考面，以大地测量起算点/大地原点为基本参考点，以参考椭球体中心为基本参考中心的大地坐标系。

二、地心坐标系是指以一个中心与地球质心重合、参考椭球体面与全球大地水准面最佳密切的地球椭球所建立的大地坐标系，或以地球质心为原点建立的空间直角坐标系。

14、世界地心坐标系——“WGS-84”坐标系

“WGS-84”坐标系是一种国际上统一采用的世界地心坐标系。

15、地图比例尺的定义

图上某线段的长度与实地相应线段的水平长度之比。

地图上无变形的线和点上的比例尺，叫主比例尺；其余有变形地方的比例尺，叫局部比例尺。

注意：地图上通常只注一个比例尺，就是主比例尺。

16、地图比例尺的形式

1）数字比例尺：是指用阿拉伯数字形式表示的比例尺。

2）文字比例尺：是指用文字注解的方法表示的比例尺。

3）图解比例尺：用图形加注记的形式表示的比例尺。

17、图解比例尺可分为：

1）直线比例尺：以直线的线段形式标明图上线段长度所对应的地面距离的比例尺形式。

2）斜分比例尺：是根据相似三角形原理用金属或塑料制成的一种量算地图微分线段的工具。

3）复式比例尺：复式比例尺是为了消除投影变形的影响按投影特性绘制的比例尺。

18、地图比例尺的作用

1）决定符号图形及对应物体的大小；2）决定地图概括的详细程度；3）影响量测的精度。

地图测绘成图法：

1、测绘成图是指利用测绘仪器实地测绘成图，简称实测成图。可分为：传统实测成图法、传统编绘成图法、数字测量成图法和数字编绘成图法四种。

1）传统实测成图法：

传统实测成图的过程包括大地控制测量、地形地物测量、内业制图与印刷几个工序。

大地控制测量的内容包括平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量的方法有天文测量、三角测量和导线测量等；高程控制测量的方法有水准测量和三角高程控制测量等。

（1）天文测量

在地面大地控制网上选择一些点作天文点，用观测天体的方法来确定该点的经度、纬度和该点对地面某一确定目标的方位角的测量方法叫天文测量。

（2）三角测量

应用三角原理测出已知坐标点方位角、一边水平距及三内角计算其他点位坐标的方法。

（3）导线测量

导线测量是建立国家平面控制网的一种辅助方法。首先选择一系列的测量点，这些点依次相连，形成连续折线；然后用全站仪依次测量各导线边的长度和转折角；

最后根据起算数据，推算出各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。

地形地物测量的内容包括外业测图和航测成图。

2）传统编绘成图法：

传统的中、小比例尺普通地图都是利用实测的大、中比例尺地形图作为其原始资料编绘而成的。

地图编制指生产地图的整个工艺过程，一般包括地图设计与编辑准备、地图编与原图编绘、地图清绘与整饰、地图制版与印刷等 4 个阶段。（1）地图编辑设计地图编辑设计是地图制作前的准备工作。普通地图与专题地图的编辑设计略有不同：普通地图的编辑设计：（1）国家基本比例尺地形图的编辑设计；（2）普通地理图的编辑设计。

专题地图的编辑设计：（1）确定对地图的总体要求；（2）确定、阐明地图的数学基础；（3）收集、分析和选择编图资料；（4）研究制图区域地理特征；（5）编写地图设计书。

（2）地图编绘与清绘

地图编绘是指编图工作者根据地图设计书规定的工艺方案、图例符号和地图概括原则与指标，对编图资料内容进行选取、概括和必要的校正，将选取的内容绘制成新图的过程。

地图清绘：编绘原图的图解质量不高，需要绘出供出版复制用的出版原图，经过地图清绘整饰这一环节，使地图的线划均匀光滑，符号美观，规范清晰。

第三章地图投影及其选择与变换

地图投影的基本概念与问题

1、地图投影的定义：地图投影就是研究解决把地球椭球体面上的经纬网按照一定

的数学法则转绘到平面上的方法及其变形的科学问题。

2、地图投影变形的性质

地图投影的变形性质可分为 3 个方面：长度变形、面积变形、角度/形状变形。

1）长度变形是地面上实际长度按主比例尺缩小后与图上相应长度之差。长度比是投影面上一微小线段和椭球体面上相应线段长度之比。

2）面积变形是地面上实际面积按主比例尺缩小后与图上相应面积之差。面积比是投影面上一微小面积与椭球面上相应的面积之比。

3）角度变形是投影后平面上任意两方向线夹角与椭球面上相应两方向线夹角之差。

形状变形是地图上物体轮廓形状与相应地面物体轮廓形状的不相类似。

3、变形椭圆与等变形线

1）变形椭圆：球面上的微小圆投影后一般不可能保持原来的形状和大小，而是变成大小不同的圆或形状大小都不相同的椭圆，称变形椭圆。

变形椭圆中，它的长短半轴 a 和 b 即为极值长度比，长轴与短轴的方向即为主方向。

2）等变形线：是投影变形值相等点的连线，有面积和角度等变形线之分。

常用地图投影

1、地图投影分类的方法：按投影的变形性质进行分类和按投影构成方式不同进行

分类。

1）按投影变形的性质一般分为等角投影、等面积投影和任意投影3 类。

（1）等角投影：投影面上两微分线段的夹角与地面上的相应两线段的夹角相等，即没有角度变形的投影叫等角投影，又叫正形投影。角度=0。

特点：此投影虽然在一点上任何方向的长度比都相等，而不同点上的长度比却不同；

无角度变形；但此类投影面积变形很大。

应用：航海、洋流和风向图等；不能量算面积。

（2）等积投影：投影面上任一块图形的面积与地面上相应图形的面积保持相等，即没有面积变形的投影叫等积投影，面积变形Vp=0。

特点：虽然角度和形状变形较大，但却保持了投影面积与实地相等；在该类投影的不同点上，变形椭圆的长轴不断拉长，短轴不断缩短，致使角度变形很大，图形形状变形也很大。

（3）任意投影：是指既不能满足等角条件，又不能满足等积条件，同时存在长度变形、面积变形和角度变形的投影。等距离投影是任意投影的一个特例，是指其中那些在特定方向无长度变形的投影。

2、按投影构成方式一般分为：几何投影和解析投影两类。

1）几何投影：是把椭球面上的经纬网投影到几何承影面上，然后再将几何承影面切开展为平面而得到的投影。

按几何承影面不同，一般分为方位投影、圆锥投影和圆柱投影3 种。

（1）方位投影：以平面作为几何承影面，使平面与椭球体面相切或相割，将球面经纬线网投影到平面上而成的投影。

特点：从投影中心向各方向的方位角与实地相等。

根据几何承影面与椭球体间位置不同，有正轴、横轴和斜轴方位投影之分；根据变形的性质又有等角、等积与等距离方位投影之分。

正轴方位投影：切点在两极，又叫极地投影。

横轴方位投影：切点在赤道，又叫赤道投影。

斜轴方位投影：切点在赤道与两极之间任一点上，又叫地平投影。

（2）圆锥投影：以圆锥面作为几何承影面，使圆锥面与椭球体面相切或相割，然后将经纬线投影到圆锥面上，再将圆锥面沿一条母线切开展成平面而成的投影。

（3）圆柱投影：以圆柱面作为几何承影面，使圆柱面与椭球体相切或相割，然后将经纬线投影到圆柱面上，再将圆柱面沿一条母线切开展成平面而成的投影。

2）解析投影：解析投影不是借助于几何承影面，而是根据制图的具体要求，有条件地应用数学解析的方法确定球面与平面之间对应点的函数关系，把球面转换为平面的投影，所以也叫条件投影或非几何投影。

参照几何投影的经纬网形状，可分为伪方位投影、伪圆锥投影、伪圆柱投影、多圆锥投影几种类型。

（1）伪方位投影：根据方位投影修改而来的条件投影。

（2）伪圆柱投影：根据圆柱投影修改而来的条件投影。

（3）伪圆锥投影：根据圆锥投影修改而来的条件投影。

（4）多圆锥投影：多圆锥投影是假设用许多圆锥面按预定间隔套在椭球体上并与椭球面相切，然后椭球面上的经纬网投影到各圆锥面上，再沿某一经线将各圆锥面切开展平，即可得到的条件投影。

常用地图投影

1、圆柱投影——正轴等角圆柱投影（墨卡托投影）

设计思想：令一个与地轴方向一致的圆柱面相切或割于地球，然后将椭球体面上的经纬网按等角条件投影于圆柱面上，再将圆柱面沿某一经线切开展平。

特点：该投影的经纬线是互相垂直的平行直线，经线间隔相等，纬线间隔由赤道向两极逐渐扩大；图上任一点各方向上的长度比皆相等，即无角度变形；在切圆柱投影中，赤道为没有变形的线，随纬度增高，长度变形、面积变形增大；在割圆柱投影中，两条割线为没有变形的线，在两条标准纬线以外呈正变形，同样离标准纬愈远变形愈大，到极点为无限大。

墨卡托投影的最大特点是，在该投影图上不仅保持了方向和相对位置的正确，而且能使等角航线表示为直线。只要在图上将航行的两点间连一条直线，并量好该直线与经线间的夹角，一直保持这个角度即可到达终点。

2、方位投影

方位投影的特点是：在投影平面上，由投影中心向各方向的方位角与实地相等，其等变形线是以投影中心为圆心的同心圆。

1）正轴方位投影：纬线为同心圆，经线为同心圆的半径，两条经线间夹角与实地相等。包括等角、等积、等距3 种变形性质，其中等角和等距常用于制作两极地区地图。

（1）正轴等角方位投影：投影后经线长度比与纬线长度比相等，长度变形和面积变形则随距投影中心愈远而变形愈大。

（2）正轴等距方位投影：该投影由投影中心至任意一点的距离均与实地相等，即经线长度比为1，方位也与实地一致。又称波斯托投影。

（3）横轴与斜轴方位投影：在横轴与斜轴方位投影中，过投影中心的大圆线称为垂直圈，与垂直圈相垂直的同心圆称为等高圈。以等距和等积两种性质多为常见。

横轴或斜轴等积方位投影：投影后面积仍然保持不变，但长度和角度距投影中心愈近变形愈小，愈远则愈大。

横轴或斜轴等距方位投影：3 种变形都有，但比较适中。面积变形比等角投影小，角度变形比等积投影小。

3、中国常用地图

1）斜轴方位投影：（1）斜轴等积方位投影；（2）斜轴等角割方位投影；（3）斜轴等距方位投影。

2）正轴割圆锥投影：（1）正轴等角割圆锥投影；（2）正轴等积割圆锥投影；（3）正轴等距割圆锥投影。

地图投影的选择、判别与变换

1、影响地图投影选择的因素：

1）制图区域：（1）制图区域的地理位置；（2）制图区域的形状；（3）制图区域范围；

2）制图比例尺：不同比例尺地图对精度要求的不同，导致在投影选择上亦各不相同。

3）地图内容：地图主要用于哪一方面，解决什么问题，这关系到选用什么变形性质的投影。

4）出版方式：出版方式影响投影选择的不同。

我国地形图投影及其分幅与编号

1、我国先后使用过国际1：100 万投影和正轴等角割圆锥投影，后者又称为中国

1：100 万投影。

2、高斯-克吕格投影

1）投影概念：以椭圆柱面为投影面，使其与地球椭球体的某一条经线相切，然后按等角条件将中央经线东西两侧一定范围投影到椭圆柱面上，再展为平面而成的投影。

特点：中央经线和赤道投影为相互垂直的直线，其他经线均为对称于中央经线、并收敛与两极的凹向曲线，纬线为对称与赤道并弯向两极的凸形曲线，经纬线呈直角相交；

无角度变形，中央经线上无任何变形，其他经线长度比均大于1，离中央经线越远其变形越大。

2）分带方法与规定

分带方法：通常采用6°分带和3°分带。

具体分带方法：6°带从本初子午线开始，自西向东按经差6°为一个投影带，

全球共60 个投影带，编号1，2，... ，60。中央经线与带号的关系为：中央经线

经度=带号×6°-3°。

3°带从东经1°30′开始，自西向东每个3°为一投影带，全球共120 带，编号为1，2，…，120。中央经线与带号关系为：中央经线经度=带号×3°。

3）投影平面直角坐标系与坐标网规定

规定：以中央经线为X 轴，以赤道为Y 轴，中央经线与赤道交点为坐标原点O。

同时规定，X 值在北半球为正，南半球为负；Y 值中央经线以西为负，中央经线以东为正。各带内均设有相同的平面直角坐标格网。规定在每个点位横坐标的百千米位前加上所在的带号加以限定。

我国位于北半球，X 值全为正，为避免Y 坐标出现负值，又规定将X 轴向西移500km，这样在整个投影带内，Y 值都表现为正值。

3、高斯-克吕格投影与通用墨卡托投影的区别：

二者区别在于，前者为切圆柱投影，中央经线长度比为1，而后者为割圆柱投影，中央经线长度比为0.9996；前者的6°带是从本初子午线开始，而后者却是从西经180°开始的。因此，前者的第“1”带对应于后者的第“31”带，两者的带号相差30。

第四章地图符号与内容表达

地图符号分类、变量与量表

1、地图符号的定义：地图符号是符号的子集，它具有可视性。它用一种物质的对

象来代替一个抽象的概念，以一种易为心灵了解和便于记忆的形式，把制图对象的抽象概念呈现在地图上，从而使人们产生深刻的印象。

2、地图符号的分类

1）按符号所表示的空间分布状态分类：点状符号、线状符号、面状符号和体状符号。

（1）点状符号：具有几何意义的点，代表点状或过小面状可视为点的事象符号。

（2）线状符号：具有几何意义的线，代表线状或带状分布特征事象的符号。

（3）面状符号：具有几何意义的面，代表面状事象分布特征的符号。

（4）体状符号：具有几何意义的“体”，或具有体积量度特征的事物或概念的符号。

2）按符号表示对象的比例关系分类：依比例符号、不依比例符号和半依比例符号。

（1）依比例符号：实地上面积较大的地物，依比例尺缩小后仍可保持与实地形状相似且清晰可辨的符号。

（2）不依比例符号：实地上一些面积较小但又是很重要的地物缩小后仅是一个点，不能依比例尺表示而采用规定符号表示的叫不依比例符号。

（3）半依比例符号：只能依比例尺表示其长度，不能依比例表示其宽度的符号。

3）按符号图形抽象时对事物的观察角度分类：俯视正形符号、侧视几何符号、透视写景符号和象征意义符号。

（1）俯视正形符号：以正射投影为基础，按地物投影后的平面轮廓形状而构成的符号。

（2）侧视几何符号：以透视投影的原理，按从地物正侧面观察时的视觉形状设计而成的符号。

（3）透视写景符号：按从空中垂直与地面侧视之间的任意角度观察时的地物外形透视写景图形表示的符号。

（4）象征意义符号：用象征地物意义的抽象图形表示的符号。

4）按符号图形的构图特征分类：几何符号、象形符号和文字符号。

（1）几何符号：由几何图形特征构成的符号。可按几何图形符号形状、尺寸大小与组合结构不同特征对几何符号再细分。

（2）象形符号：示意性符号和艺术性符号统称为象形符号。

（3）文字符号：用中、西简单文字或字母做成的符号。

5）按符号所能表示的维数分类：单位符号、多维符号。

（1）单位符号：零维与一维符号可称为单维符号。

（2）多维符号：多维符号指二维及二维以上维数的符号。

3、地图符号变量的定义：所谓地图符号的变量，通常是指能引起视觉、听觉或触觉差别的最基本的图形、色彩和声音等的变化因素，它是构成地图符号的基本元素，故可称其为符号变量。

4、地图符号的基本变量：

1）静态符号的基本视觉变量：

A．基本视觉变量类型：

（1）形状变量：符号形状是指有区别的符号图元外形特征所提供的最基本形状。形状变量是视觉上能区分开来的符号基本图元的型转变化。

（2）尺寸变量：尺寸变量是指符号基本图元尺寸大小的变化。

（3）方向变量：方向变量是指符号基本图元的方位变化或对其参考系统所具有定位排列方向的变化。

（4）颜色变量：颜色变量即为颜色三属性特征的变化。

（5）密度变量：密度变量是符号基本图元疏密程度的变化。

B．基本视觉变量的组合：

基本的视觉变量可以单独使用，但更多的是组合使用。

2）动态符号的基本视觉变量：

（1）持续时间变量：持续时间是视觉上感知符号的存在到消亡的延续时间，也可称其为“发生时长”。

（2）变化率变量：变换率变量是指在帧与帧之间的行进中所有静态视觉变量和动态变量中的帧持续时间变化率发生的变化量。

（3）顺序变量：顺序变量是指符号状态与状态改变次序的量发生了变化。

（4）阶段变量：阶段变量是指时间振幅与周期的量发生了变化。

（5）位置变量：位置变量即符号在图上的位置量发生了变化。

5、视觉变量的感受效果与符号量表系统

A．视觉变量的感受效果：整体感、等级感、数量感、质量感、动态感、立体感。

B．地图符号的量表系统：

1）定名量表：定名量表是只处理空间信息或数据的定性关系而不处理其定量关系的量表系统。

2）顺序量表：顺序量表是将客观存在的物体或现象按某一标志排成序列，表现为一个相对等级的量表系统。

3）间隔量表：间隔量表是利用某种统计单位对顺序量表排序的量表系统。

4）比率量表：比率量表是以数据起始点为基础，按某种比率关系排序且能反映比率变化的量表。

6、影响符号图形设计的条件因素：地图的内容、编图的资料、使用方式与视力和制作环境和成本。

7、色彩的三要素与计量法：

自然界的色彩可分为两大类：消色和彩色。消色是指白、灰、黑等非彩色；彩色是指除了消色以外的各种彩色，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。彩色与消色统称为色彩或颜色。

A．色彩三要素：色相、亮度和纯度。

1）色相：又叫色调或色别。是指色彩之间质的差别，亦即色彩相互区别最明显的特征。

2）亮度：亮度又叫明度或光度。是指色彩本身的明暗程度。

3）纯度：纯度又叫饱和度或彩度。是指色彩的纯净程度。

B．色彩计量法：

1）颜色立方体表示法：颜色立方体是由颜色的3 种参数组成的颜色三维空间。

2）颜色色谱表示法：颜色色谱表示法是一种以基本色分量来表示颜色的方法，是以某些颜料为基本色相并按一定比例和形式编排后，形成一个含有一定数量的色块，并有规律排列起来的颜色图样。

3）中国颜色体系：

8、色彩的混合与配合：

A．色彩混合的概念：两种以上色彩相加构成一种新的色彩，叫色彩的混合。色彩的混合有两种，一种是色光色的混合，另一种是颜料色的混合。

B．加色法混合：

1）原色光：最基本的色光只有3 种，即红色光、绿色光和蓝色光。此3 种色光称为色光三原色，色光三原色混合称为加色法混合。

2）间色法：用红、绿、蓝3 种色光双双混合，可得到青、品红、黄3 种间色光。

3）补色光：三原色光中任意两原色光相加而成的色光与第三种原色光相对，即为互补色光。

C．减色法混合：

1）原色：黄色、品红色、青色是颜料色的三原色，又叫第一次色。

2）间色：间色是由两种原色混合而得到的颜色，又叫第二次色。

3）复色：复色是由两种间色或者三原色不等量混合所得到的颜色，又叫第三次色，或称再间色。

4）补色：任何两种原色混合而成的间色，即为另一种原色的补色。

D．色彩的配合：同种色配合、类似色配合、互补色配合、对比色配合和综合色配合。

9、色彩的感受与设计：

A．色彩的感受与象征性

1）色彩的感受：色彩的感受是指人对色彩的视觉感觉效果。

（1）色彩的冷暖感：色彩给人以冷暖的感觉。

（2）色彩的远近感：色彩还能给人以远近的感觉。

（3）色彩的交互感：观看色彩不仅取决于它的物理刺激，而且还因周围色彩的交互作用向对立的色相转化。

（4）色彩的恒常感：当光源的光谱成分发生变化时，我们看到地图的颜色会保持

不变。

2）色彩的象征性：色彩的象征性是指色彩可以指示某种事物特征的性质。

B．地图符号的色彩设计：

1）地图符号设色的特点及要求：

（1）地图符号设色的特点：a.地图的设色与内容的表示方法有关：b.地图的设色一般以事物的类别为主，每类设一主导色，少数可以跨越类的范围；c.地图色彩有近似、象征和标记性质。

（2）地图符号设色的要求：a.以较少的色彩表现出理想的效果，既经济又美观大方；b.突出主题内容，既要各类别层次明显，又要有一定的内在系统逻辑性；c.要便于出版、印刷和使用等。

10、地图注记的概念：地图上的文字与数字总称地图注记。

11、地图注记的种类：

1）名称注记：用于注释地物名称的文字。

2）说明注记：用于补充说明符号含义不足的简要文字。3）数字注记：注释数量的数字。

12、地图注记的功用：

地图注记不仅能标明所示对象的名称和位置，而且还能说明事物的数量特征和质量特征，协同地图符号完成地图信息的传输功能。如：标志各种对象、说明对象的属性、转译符号的含义。

13、地图注记的主要构成要素：

1）字体要素：字体即字的类别和型体。

2）字级要素：字级即字的大小等级或字大。

3）字隔要素：字隔是指注记中字与字的间隔或距离，也称字距。

4）字向要素：字向即字头的朝向。

5）字色要素：字色即字的颜色。

6）字列要素：字列即字的排列。

14、地形图与普通地理图的区别：

1）地形图：地形图通常是指比例尺大于或等于1：100 万，按照统一的数学基础、图式图例，统一的测量和编绘规范要求，经过实地测绘、航空摄影测量或根据较大比例尺地形图并配合其他有关资料编绘而成的一种普通地图。

2）普通地理图：一般指相对概括地表示制图区域的自然、社会经济要素的基本特征、分布规律及其相互关系的普通地图。

15、我国将1：5000、1：1 万、1：2.5 万、1：5 万、1：10 万、1：25 万、1：50 万和1：100 万8 种普通地图列为国家基本比例尺地形图系列，该系列有着统一的分幅编号系统。

16、普通基础地理要素及其符号表达

普通地图上的主要内容为普通基础地理要素，包括水系、地形地貌、土质植被、居民地、交通线、境界线、独立地物等。

1）水系要素及其符号表达：

水系是河流、湖泊、海洋、水库、沟渠、井、泉等各种自然和人工水体的总称。

2）地貌要素及其符号表达：地貌是指地表高低起伏的地表形态和面貌，有时也称地形或地势。

地形图上表示地貌的方法：

（1）等高线法。等高线法是最基本的表示方法。

等高线是地面高程相等点连线投影到平面上的闭合曲线。

等高线的特性：a.统一等高线上的各点，其高程必然相等；b.等高线是闭合曲线；

c.除了悬崖、峭壁和陡坎等少数特殊地貌外，等高线不能相交或重叠；

d.等高线通过山

脊或山谷时，应与山脊线或山谷线成正交；e.经过河流的等高线，在靠近河岸时逐渐转向上游，并在河岸的交汇处中断，然后在彼岸出现，并保持与河岸成正交；f.等高线越密，表示地面坡度越陡；反之，等高线越稀，表示坡度越缓。等高距是指相邻两条等高线之间的高差，并非等高线之间的距离。

等高线的种类：a.基本等高线：按基本等高测绘的等高线，又称首曲线，通常用

细实线描绘；b.加粗等高线：为了方便阅读和计算。又称计曲线；c.半距等高线：在两条基本等高线之间按二分之一基本等高距描绘的等高线，又称间曲线。d.辅助等高线：在基本等高线和半距等高线之间，又按四分之一等高距描绘的等高线，也叫助曲线。

17、山脊、鞍部、山谷等高线图形的表示方法：

18、地貌晕渲法：是用深浅浓淡不同的色调表示地表山川大势、高低起伏形态的方

法。

19、晕渲的方法有两种：手工晕渲法；计算机自动晕渲法。

1）手工地貌晕渲法：此法是建立视觉从左上方观察地貌时所呈现出类似立体效果的方法。

2）自动地貌晕渲法。

专题地图内容要素及其符号表达

1、专题地图的概念：专题地图是突出、详细地表示一种或几种自然及人文社会经

济现象，使地图内容专题、专门、专用或特殊化的地图。

2、专题地图的地图要素可分为两大类，即地理基础地图和专题内容要素两方面。

地理基础地图要素起着控制骨架的作用，以表明制图要素的空间位置和区域地理背景，内容包括境界、水系、地貌、交通、植被、居民地等，其底图要素的选择与表示主要受专题地图的类型、制图区域特征和地图比例尺的影响。

专题要素是专题地图上突出表示的主题内容，如资源分布、人口分布、粮食产量、经济收入等，涉及与地理相关的各个领域，内容广泛、种类繁多，从具有一定形体的地理现象到抽象概念，应有尽有。它的表示与制图主题、地图用途和用户需求等均有密切关系。

3、专题内容的表示方法与符号表达：

A．点、线状和运动专题内容的表示方法及符号表达：

1）定位符号法：

定位符号法是用各种不同形状、大小、颜色和结构的点状符号，表示点状要素空间分布及其数量和质量特征的方法。

2）线状符号法：

线状符号法是以线状或带状图形符号表示事物分布特征的方法。

3）运动符号法：

运动符号法是用运动符号表示运动事象的方法，也称动线法。

B．面状专题内容的表示方法及符号表达：

1）范围法：

范围法是以轮廓范围线或在范围线内使用颜色、晕线或注记表示间断成片分布事象区域范围的方法。

2）质地法：

质地法是按照现象某种质量指标划分类型分布范围，并在个范围内涂以颜色或填绘晕线、花纹和注记，以显示连续布满全区域现象质量差别的方法。

3）定位图表法：

定位图表法是以统计图表形式表示固定点位的对象季节、周期性数量变化的方法，也叫定点图表法。

4）量底法：

量底法是用不同浓淡色调或疏密网线表示较大范围连续分布现象在整个区域数量特征分级分布的方法，是数量底色法的简称。

5）等值线法：

等值线法是用连接各等值点的平滑曲线来表示在全区内连续且渐变分布现象数量特征差异的方法，又称等量线法。

6）点值法：

点值法是指用一定大小形状相同的点子表示统计区内分散分布事象数量特征的区域差异和疏密程度的方法。

7）分区统计图表法：

分区统计图表法是以分区的统计图表形式表示对象区域单元间数量差异的方法。

8）分区分级统计图法：

分区分级统计图法是以不同统计区数值分级表示整个区域事象数量分布差异和集中与分散趋势的方法。

9）格网法：

格网法是以格网作为制图单元表示事象质量特征和数量差异的方法。

第五章地图概括原理与方法

地图概括的概念与影响因素

1、地图概括的科学内涵与定义：

1）地图概括的科学内涵：地图最重要、最基本的特征，就是通过缩小的图形表达地理环境。

2）地图概括的定义：“地图概括”就是根据地图比例尺、地图的用途和制图区域的地理特点，采用简单扼要的手段，把空间信息中最主要的、本质的信息提取出来，把次要的、非本质的信息舍去形成新的空间概念或知识的过程。

2、地图概括的内容：

地图概括的最基本内容有两点：一是对地图内容要素的选取/取舍；二是对选取/取舍上的内容要素进行概括/综合。除此之外，还有地图图形特征的化简等处理。这 3 个方面不仅是地图概括的主要内容，也是地图概括的基本方法和步骤。

1）内容要素的取舍：地图内容的取舍包括对要素的选取与合并。

2）内容要素的概括：a.质量特征的概括/综合；b.数量特征的概括/综合。

3）图形特征的简化：是指对地图符号图形行状的化简，所以也称形状概括后形

状化简。

3、地图概括的原则：

1）以满足用途要求为原则；2）以达到清晰易读为原则；3）以保证制图精度为原

则；4）以反映地理特征为原则。

4、地图概括的方法体系：

1）内容要素取舍法；2）质量与数量特征概括法；3）符号图形化简法。

5、地图概括的影响因素：

A．尺度与比例尺因素

1）限定要素总数量；2）影响事物重要性；3）影响地物形状化简；4）影响制图对象的表示方法；5）影响制图综合的程度；6）影响制图综合的方向。

B．地图的用途和主题因素

1）地图用途决定地图概括的目的；2）地图主题决定要素的重要程度，亦影响地图的概括程度；3）地图主题影响同一种地理要素的选取。

C．制图区域的地理特征因素

1）区位影响地物重要程度；2）区域结构成因决定其特征概括。

D．制图数据的质量因素

1）资料完备性是地图概括的前提条件；2）数据或资料形式与特点影响概括方法的选择。

E．符号图形的图解限度因素

1）线划精细程度影响地物碎部的表达程度；2）最小尺寸指标是实现概括的重要参数。

F．制图者的素质因素

1）高素质人才是实现正确概括的条件保证；2）地学与数学模型能力高的人能为自动定量概括提供条件。

地图内容的选取

1、地图内容选取的顺序：

1）地图内容选取顺序的内容与含义：

地图内容选取顺序为从主要到次要，从高级到低级，从整体到局部，从大到小。

2）地图内容选取顺序的相对性与灵活性：

所谓的主要和次要、高级和低级、大与小、整体与局部都是相对的，它随着地图用途、主题、比例尺和制图目的的不同而异。

2、地图内容选取的方法

A．资格法

资格法是按一定的数量或质量指标作为选取的资格，用以进行内容取舍概括的方法。

1）数量指标资格法：以数量指标作为选取资格，称为数量指标资格法。

2）质量指标资格法：以质量指标为选取资格，称为质量指标资格法。

B．定额法

定额法的概念是指规定出单位面积内应选取制图对象的数量或密度的额度，以保证地图内容的丰富性与易读性相协调，从而进行选取的方法。

C．根式定律法

概念：根式定律法即用开方根公式计算选取定额的方法。

D．等比数列法

等比数列法即用等比数列确定地图内容选取数量指标的方法。

E．分区选取与定额变化

地图内容概括

1、地图内容概括的含义：地图内容概括是指对制图事物质量和数量特征的分析与

提炼，形成新的概念，以减少事象的类别和等级，即对内容质量和数量特征所进行的具体而必要的综合与概括。

2、地图载负量的基本概念：

1）地图载负量的定义：地图载负量常定义为地图图廓内符号和注记的数量，又称地图容量。

2）地图载负量的分类：

（1）面积载负量：面积载负量是指地图上所有符号和注记的面积与图幅总面积之比。

（2）数值载负量：数值载负量是指单位面积内符号的个数。

（3）极限载负量：指地图可能达到的最高容量。

（4）适宜载负量：即适合该地区的相应载负量。

地图符号图形简化

1、常规图形化简的概念及方法：

1）“删除”的概念及方法：

删除就是去掉那些因比例尺缩小而无法清楚表示的线条、细碎图形部位或不重要对象的碎部的方法。

2）“夸大”的概念及方法：

夸大就是对一些小于规定尺寸但能反映图形形状重要特征的细节，夸大到可以表示的程度，或需要夸大一些按比例应当删除的碎部，即在删除大量细小弯曲的同时，适当夸大其中的重要特征。

3）“移位”的概念及方法：

移位就是移动符号的位置之意。

4）“合并”的概念及方法：

合并是随比例尺缩小后对象的图形及其间隔缩小到不能详细区分时，采用合并同类物体细部来反映其主要特征的方法。

5）“分割”的概念及方法：

分割是为了保持面积图形基本方向和形状特征不变而采取其分割表示的方法。

2、地图自动概括的基本原理：

地图自动概括的基本原理就是在数字环境下，根据地图用途、比例尺和制图区域地理特征的要求，用一定的地图概括模型，通过某些的计算机算法和规则等进行模型编程以实现计算机系统的半自动或自动概括。

第六章数字制图与电子地图编制

数字制图的基本原理与方法

1、数字地图的概念：

关于数字地图的概念有以下两种认识：一种是狭义的概念，即产品的概念；另一种是广义的概念，即认为利用计算机技术生产，并在计算机数字环境中使用的地图都属于数字地图，这种广义概念的“数字地图”注重地图信息表示与处理信息的基础是数字化质特点，不强调地图信息的最终表示形式。

数字地图的定义：数字地图是存储在计算机可识别的介质上，具有确定坐标和属性特征，按一定数学法则构成的地理现象离散数据的有序集合，即以数字形式记录和存储的地图。或者说，数字地图是一组地理空间信息数据的集合，是按一定地理框架组合的，带有确定坐标和属性标志，用以描述地理要素和现象的离散数据与数据集合。

2、数字制图的技术基础：

1）计算机图形学技术：计算机图形学是研究如何应用计算机生成、处理和显示图形的一门新兴学科。

2）数据库技术：数据库技术是组织、存储和管理数据的技术。

3）数字图像处理技术：数字图象是以栅格阵列的像元数值记录的图像。

4）多媒体技术：

多媒体指的是文本、图像、图形、动画、声音等多种可供传递的形式载体。

多媒体技术则是以多媒体计算机为核心，对文本、图形、图像、动画、音频、视频等多种媒体实施综合集成、交互处理的一门综合性的信息处理技术。

5）网络与WebGIS 技术：网络技术是把全世界范围内不同计算机平台连接起来形成的一个统一的通信和信息传输网络的计算机系统技术。

3、数字地图系统的构成

数字地图系统由计算机系统、软件系统、地图数据和人员4 部分构成。

1）硬件系统

数字地图系统最基本的硬件配置，主要包括图形图像数据输入设备、计算机和图形图像输出设备等。

2）软件系统

数字地图软件系统包括软件工作平台和专用软件。

3）地图数据

地图数据是数字地图系统的工作对象，地图数据不仅包含用各种手段所获取的“数据资料”本身，而且还包括这些数据资料之间的各种联系，就是说，联系也是数据即关系数据。

4）人员

人员是数字地图系统的应用与服务对象，主要包括系统管理员、数据库管理员、专业制图管理员、日常操作或工作人员和普通用户等。

地形图数据库与基础数据生产

1、地图数据库的概念：

地图数据库是能够管理地图数据的数据库系统。是指按数据库方法来组织、存储和管理地图数据的技术。

2、地图数据的概念：

广义上说：可把地图数据看作是地图内容的数字集合；狭义上：地图数据也就是数字地图的数据。

地图数据的特点：

1）空间特征：地图数据不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，这些空间数据不仅记录了空间对象的空间坐标，还隐含了空间对象的分布特征。

2）非结构化特征：

在当前通用的数据库管理系统中，数据记录一般是结构化的，即每一条数据记录是定长的，而空间数据不能满足这种结构化的要求。

3）空间关系特征：

空间数据中记录的拓扑信息表达了多种空间关系。

4）分类编码特征：

每个空间对象都会有自己独有的分类编码。

5）海量数据特征：

地图数据的数据量特别大。

3、地图数据的基本分类：

1）根据地图的组成要素划分；

2）根据地图数据的组织结构形式划分：

按此划分可分为以下两个主要的类型：

（1）空间数据，又称为几何数据，它表示地理物体的位置、形状、大小和分布特征等诸方面的信息；

（2）非空间数据，又称属性数据，主要包括专题属性数据和质量描述数据。

3）根据地图数据的量表系统划分：

4）根据地图数据的使用特点划分：

4、栅格结构数据与表示

栅格数据结构是最简单最直观的空间数据结构，又可称为网格结构或像元结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素，由行、列定义，并包含一个代码，表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包含指向其属性记录的指针。

栅格结构的特点：属性明显、定位隐含，即数据直接记录属性的指针属性本身，而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标，也就是说定位是根据数据在数据集中的位置得到的。

一个完整的栅格结构通常由以下几个参数决定：（1）栅格形状。栅格通常的形状为矩形，即网格结构；（2）栅格大小。也就是栅格单元的尺寸，即分辨率；（3）栅格原点；（4）栅格倾角。

5、地形图数据库的基本内容

1）数字线划地图数据库：

数字线划地图是地形图或专题图经扫描后，对一种或多种地图要素进行跟踪矢量化，再进行矢量纠正形成的一种矢量数据文件。

2）数字高程模型数据库：

数字高程模型，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型的一个分支。