地图定义及特性(地图制图课程)剖析

第一章：地图学的基本知识地图的定义和基本特性定义：地图是根据一定的数学法则，将地球（或其他星体）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。

基本特性：1、可测量性2、直观性3、一览性地图的分类按内容分：：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。

专题地图：是根据专业的需要，突出反映一种或几种主题要素的地图按比例尺划分:大比例尺地图（地形图）:1:10万及更大比例尺的地图中比例尺地图（地形地理图\地形一览图）：介于1:10万和1:100万之间的地图小比例尺地图（地理图\一览图）：1:100万及更小的比例尺的地图1.3地图的基本内容数学要素：控制点、坐标网、比例尺和地图定向地理要素（图形要素）：普通地图：自然和人文要素、地图的主题专题要素：地理基础要素和主题要素、地图的主题整饰要素(图外要素）：外图廓、图名、图例、坡度尺、三北方向、图解、文字比例尺、编图单位、编图时间和依据等。

第三章地图投影地图投影的基本概念：在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。

地图投影的实质：是将地球椭球面上的经纬线网按照一定的数学法则转移到平面上。

标准点、标准线和等变形线标准点、标准线和等变形线标准点：指地图投影面上没有任何变形的点。

即投影面与地球椭球体面相切的点，离标准点越远，变形越大标准线：指地图投影面上没有任何变形的线，即投影面与地球椭球体面相切或相割的那一条或两条线（标准经线或标准纬线），离标准线越远，变形越大。

等变形线：指投影面上变形值相等的各点的连线。

不同等变形线形状的投影适合不同形状的制图区域，这是选择地图投影要考虑的因素之一。

地图投影的分类：1、按投影的变形性质分类：等角投影：是指角度没有变形的投影（注意：由于投影后保持区域形状相似，又将等角投影称为相似投影、正形投影。

第一章地图概述1-1地图的基本特性给地图下定义是一个比较复杂的问题，因为地图的定义是随着时代的前进而发展变化的。

追溯到本世纪中叶以前，人们将地图说成是“地球表面在平面上的缩写”，或称为“地球在平面上的缩影”。

这个定义简单粗浅，易为一般人所理解，但很不确切、全面。

因为这一定义也同样适合于一张地面照片、航摄相片或卫星像片，亦适合于风景画等。

这一定义不能充分表达地图所具有的特性，因而无法与上述像片和风景画明确加以区分。

随着地图应用范围的扩大与使用价值的提高，以及人们对地图实质的深入理解，地图的定义日趋完善。

60年代以来，在如上说法的基础上，补充了像片和画片所没有的，而只是地图才具有的一些特性。

这些特性是：具有特殊的数学法则，使用地图语言和实施制图综合。

他们明确了“地图”的内涵，表明了地图与其他事物的区别。

1、具有特殊的数学法则（具有可量测性）这是现代地图的重要特征之一，它是由现代军事、建设和科学技术对地图提出的更高要求而形成的。

人们要求从地图上能够量取方位、距离、面积、体积、密度等，使地图成为认识和研究客观事物的重要工具。

而地图所具有的可量测性与地图采用特殊的数学法则——投影方法、比例尺和定向等有着密切的关系。

我们知道，地图像片和风景画，都是建立在透视投影的基础上的，随观测者位置的不同，物体的大小会产生比例上的变化，即所谓“近大远小”的透视关系，这种关系显然不符合可量测性的要求；航空像片由于飞行高度不大，其影像是一种中心投影，加上地面起伏和飞行上的原因，同样不能保证所描绘的范围内各处的比例尺一致。

它虽比透视投影精度增高许多，但仍然不能精确地确定地面物体和现象相应位置，不可能按同样的精度和详细程度反映地面物体和现象，当然就更谈不上严密的定向方法。

从不规则的地球表面到制成地图，要经过两个步骤才能完成。

首先是将地球自然表面上的点沿垂直方向投影到地球椭球面上来（这种椭球是经过复杂的天文大地测量而获得的接近地球体的、能用数学方法表达的旋转椭球），这由测量工作者完成；然后，再将投影到椭球面上的点运用数学方法投影到某种可展面（圆柱面、圆锥面、平面等）上，这称之为地球投影。

第一章绪论§1.1 地图及地图学一、地图的基本特征和定义从古老的埃及、巴比伦4000多年前刻在陶片上的地图，我国在长沙马王堆汉墓出土的三幅古地图，一直到如今我们所看到的各种地图、地图集，无论制图工艺及表现形式都有了很大的变化与进步。

作为一种图形，它与其他图像如遥感影像、素描图等，都是对客观存在的描述，但它又具有与其他图像、照片所不同的基本特征。

1、地图的基本特征（1）具有特殊的数学法则从不规则的地球表面－地图分两步：•将地球自然表面投影到地球椭球面上；•将地球面上的点运用数学的方法投影到某种可展面上，这称为地图投影。

地图投影的实质：建立地球椭球面（或球面）上点的经纬度和它在平面上的直角坐标之间的解析关系,即：x=f1(φ, λ)y=f2 (φ, λ)投影结果虽不能保证制图区域内处处比例尺严格一致，但可以清楚地了解并精确地算出投影后的误差大小，而且可以严格地对地图进行定向。

因此地图是具有可量测性的。

（2）使用地图语言表达信息地图上表示各种复杂的自然或社会现象,是通过特殊的地图语言系统来实现的。

地图上使用地图语言表达信息，具有如下优点：•大大简化了物体的图形•能表示小而重要的物体•能显示相互重叠的信息•能显示信息的数量和质量特征•能显示不能直接看到的信息（3）实施了制图综合制图综合是制图者在制作地图的过程中进行科学抽象的再加工,使地图具有明显的一览性。

2、地图的定义有关地图定义的讨论，国内外地图学者有着许多不同的见解。

多年来，我国地图界对地图比较通用的定义是：“根据一定的数学法则，运用制图综合的方法，以专门的图式符号系统把地球表面的自然现象和社会经济现象缩绘在平面上的图形，称为地图”。

20世纪70-80年代以来，随着科学技术的发展，一些新的理论（地图模式论，信息论，感受论）和方法（统计分析，数学模型）引入到了地图科学，使地图科学得到飞跃发展。

形成了现阶段地图的定义。

地图是以一定的模式化、符号化、抽象化反映客观世界的形象符号模型（图形数学模型）。

地图的基本概念与定义 P51.地图必须遵循一定的数学法则/数学基础2.地图必须经过科学概括/综合拓扑要素之间的关系3.地图具有完整的符号系统邻接关联包含4.地图是地理信息的载体地图的定义P51.传统定义：地图是根据特定的数学法则，将地球或星球上的自然和社会经济现象通过制图综合，并以符号和注记缩绘到平面上的图像2.现代定义：根据数学方法确定的构成地图数学基础的属性法则和构成地图内容地理基础的制图综合法则记录空间地理环境信息的载体，是传递空间地理信息的工具，反映各种自然和人文现象的多维信息、空间分布、组合、联系和制约及其在时空中的变化和发展一、数学要素P6控制和确定地图上地理要素与地面事物的相对位置，是地图的“骨架”1.坐标网①地理坐标网/经纬线网，经度λ纬度φ②平面直角坐标网/方里网/公里网，坐标X，Y-----仅适用于1:1万—1:25万比例尺地图文字比例尺大地控制点三角点，水准点，导线点，GPS点，天文点比例尺地图上线段长/实地线段在椭球面上水平投影长（1/M）（1）数字比例尺1/1000,1:50000定向指标线/三北P10①真子午线-----真北②磁子午线-----磁北③坐标纵轴-----坐标北二、地理要素P8三、辅助要素P91.图名2.图号3.图例4.接图表地图编号P141.行列式编号法：适于大区域的分幅地图ex：我国1/100万地图分带投影的作用：减少变形的程度（变形不超过限度）经纬度编号法P141.适用于梯形分幅地图2.编号方法①行号=右图廓经度/该图幅的经差②列号=上图廓纬度/该图幅的纬差ex：某1/5万地图的右图廓经度73°30′，该图经差15′，上图廓纬度17°20′，该图纬差10′，则：行号=73°30′/15′=294，列号=17°20′/10′=104所以该幅图号为294104经度东经行号= 31+经差纬度列号= 1+纬差新的地形图分幅编号P191,1/100万地图：：去掉图号中间的连接符--，如：J-50改为J50 2,1/50万------1/1万（6种比例尺）地图：在1/100万比例尺地图基础上，由10位编码组成：1~3位：1/100万地图行号（1位）和列号（2位）4位：比例尺代码5~7位：图幅的行号数字码8~10位：图幅的列号字码。

一.地图的定义、基本特征、构成要素地图是指遵循一定的数学法则，将获得的地球信息，通过科学的概括，并运用符号系统表示在一定载体上，以传递它们的数量、质量在时间和空间上分布规律和发展变化的图形。

⑴地图必须遵循一定的数学法则比例尺、地图投影、坐标系统⑵地图必须经过科学概括分类、简化、夸张、符号化⑶地图具有完整的符号系统图形、文字注记、数字⑷地图是地理信息的载体图纸、电子图、影像、模型1. 图形要素2. 数学要素⑴地图投影⑵坐标系统⑶比例尺⑷控制点3. 辅助要素4. 补充说明二、地图的功能地图的功能是指其所具有的表达地图信息的方式和能力。

包括对地图信息的认知功能、模拟功能和传载功能。

（一）认知功能1、确立空间位置2、获得定性与定量特征3、建立空间关系4、建立空间图像（二）模拟功能：模型与它表示的对象。

模型包括物质模型和概念模型（符号模型和形象模型）三、地图的类型（尤其是按地图内容和比例尺分）1. 按地图内容划分普通地图和专题地图。

普通地图按内容的概括程度，区域及图幅的划分状况等分为地形图和地理图。

2. 按比例尺分类大比例尺（≥1：10万）中比例尺（1：10万～1：100万）小比例尺（≤1：100万）四、数字地图、模拟地图的概念1、数字地图：是以数字形式记录和储存的地图。

包括栅格的和矢量的数字地图。

2、模拟地图：是地理信息经过人工抽象和符号化了的地图，是由纸质、丝绸或塑料作为介质的产品。

五、地图的成图方法（编绘成图以及实测成图的具体分类），常规编图的定义1、实测成图法：野外实测成图和摄影测量成图2、编绘成图法：常规编图遥感制图数字制图常规编图：根据地图、航空像片判读成果、统计数据、文字资料及必要的外业调绘，应用传统的制图技术编制地图的方法。

六、地图学的定义：地图学是以地理信息可视化为核心，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。

七、地图学相关学科有哪些？有什么样的关系⑴测量学、地理学、地质学⑵数学⑶信息论、系统论、神经论等信息管理科学⑷计算机科学⑸3S技术：GPS、RS、GIS⑹心理学、美学、色彩学、制图学测量学——地图的数据源。