第一章 测量与地图学基础知识
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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。
水准面:假想有个海水面,向陆地延伸形成一个封闭的曲面。
具有处处都与铅垂线方向正交的特性大地水准面:通过平均海水面垂直的一个水准面大地体:大地水准面所包围的形体椭球体:在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体,这个旋转椭球体通常称为地球椭球体,简称椭球体基准面:观测和推算水位变化的起算面水准线:地图上没有变形的线。
地图投影中的标准纬线(或等高圈)和标准经线(或垂直圈)的总称。
大地水准面和铅垂线是测量外业所依据的基准面和基准线,参考椭球面和法线是测量内业计算所依据的基准面和基准线。
地理坐标:地面点的位置如果用经度和纬度表示称大地坐标。
按坐标基本线和基本面的不同地理坐标可分为天文地理坐标和大地地理坐标。
大地地理坐标:表示地面点在参考椭球面上的位置。
用大地经度B与大地纬度L表示高斯投影:将地球套于空心圆柱内,圆柱体的轴心通过地球的中心,地球上某一子午线与圆柱相切。
按正投影方法,将中央子午线左右两侧按3°或1。
5°范围的图形元素投影到横圆柱体表面上,再将横圆柱体表面沿两条母线剪开展平。
高程:地面任一点到其高度起算面的距离。
绝对高程:地面上一点沿垂线方向到大地水准面的距离相对高程:地面上一点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。
或称假定高程。
地球曲率对高程的影响△h=d﹡2/2R测量工作的程序是从整体到局部先控制后碎部。
国家基本比例尺地形图1:500、1:1万、1:2。
5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万八种。
测量误差:观测值(或其函数)与未知量的真值(或其函数的理论值)之间存在的差值。
测量误差根据其性质不同,可分为系统误差、偶然误差以及粗差。
系统误差:保持为常数或按一定的规律变化的误差。
这种误差随着观测量的增多而逐渐积累。
偶然误差:在相同的观测条件下,对某一固定量进行一系列观测,测量误差在正负号及数值上都没有一定的规律性。
偶然误差的特性1、有限性:在一定的观测条件下,偶然误差的绝对值不会超过一定的限值;2、集中性:绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多;3、对称性:绝对值相等的正误差与负误差出现的机会相等;4、抵偿性:偶然误差的算术平均值,随着观测次数的无限增加而趋向于零中误差是衡量一组同精度观测在n为有限个数时的一个精度指标。
《测量与地图学》复习要点总体要求:掌握三基:基础理论(概念、原理)、基本知识、基本技能。
学会三会:认识地图、使用地图、编绘地图。
第1章导论一、基本概念:测量学、地图学、地图、普通地图、专题地图二、基本理论和知识:1、测量学的学科体系;2、地图学的学科体系;3、地图的基本特征和构成要素;4、地图的分类5、地图的成图过程;6、地图的功能第2章测量学基础知识一、基本概念:大地水准面、方位角、象限角、高程测量二、基本理论和知识:1、测绘坐标系;2、测绘的过程;3、水准测量的原理:H B= H A + h AB,h AB =a-b;4、水平角测量的原理:β=b-a5、平板仪测量的原理三、基本技能1、直线丈量的一般方法;2、水准测量的方法;3、水平角测量的方法;4、平板仪测图的方法步骤第3章地图的数学基础一、基本概念:地图投影、地图投影变形、变形椭圆、长度比和长度变形、面积比与面积变形、角度变形、等角投影、等积投影、任意投影、比例尺二、基本理论和知识:1、地图投影的实质;2、地图投影变形的性质和大小的计算方法;3、地图投影的分类:(1)按构成方法分类:特点(经纬线网的形状、变形分布规律)和用途;(2)按变形性质分类:投影条件和用途4、常用的地图投影:如等差分纬线多圆锥投影的特点和优点;5、比例尺的分类和表示方法;三、基本技能1、地图投影的判别和选择2、比例尺的计算第4章地图语言一、基本概念:地图语言、地图符号、地图注记、图例二、基本理论和知识:1、地图符号的特征和分类;2、地图符号的量表方法;3、地图符号的视觉变量及其作用:形状、尺寸、方向、色彩、亮度和网纹;4、色彩三要素及其作用;5、地图注记的分类和构成要素;6、地图注记的排列方法和位置。
三、基本技能1、地图符号的设计;2、色彩的调配;3、会书写注记。
第5章地图概括一、基本概念:地图概括、内容取舍二、基本理论和知识:1、影响地图概括的主要因素,如何影响;2、地图概括的基本方法及具体方法;三、基本技能学会如何进行地图概括。
水准面:设想将静止的海水面向陆地延伸,形成一个封闭的曲面,称为水准面。
大地水准面:由于水面可高可低,因此水准面有无穷多个,其中通过平均海水面的水准面,称为大地水准面,大地水准面是测量工作的基准面。
测定即测绘:是指使用测量仪器与工具,通过测量和计算,把地球表面的地形缩绘成地形图,供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。
测设:测设又称施工放样,是把图纸上规划好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来,作为施工的依据。
高差闭合差:高差闭合差为高差的观测值与其理论值之差。
数字地图:以磁盘、磁带、光盘等数字载体存储地图数据的地图。
水平角:空间两相交直线投影到水平面上所形成的夹角,水平角角值为0º~360º。
竖直角:竖直角是同一竖直面内倾斜视线与水平线间的夹角,其角值在 -90°≤a≤+90°之间。
制图综合:根据地图的用途、比例尺和制图区域的特点,以概括、抽象的形式反映出制图对象的带有规律性的类型特征和典型特点,而将那些次要、非本质的物体舍掉,这个过程叫作制图综合。
地图投影:按照一定的数学法则,将地球椭球面上的经纬网转换到平面上,使地面点的地理坐标(ϕ,λ)与地图上相对应的点的平面直角坐标(x,y)建立起一一对应函数关系。
真误差:观测值与真值之差,真误差=观测值―真值系统误差:在相同的观测条件下,对某量进行的一系列观测中,误差的大小和符号固定不变,或按一定规律变化的误差,称为系统误差。
偶然误差:在相同的观测条件下对某量进行一系列观测,单个误差的出现没有一定的规律性,其数值的大小和符号都不固定,表现出偶然性,这种误差称为偶然误差。
测量学:测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科学。
中误差:各真误差平方的平均值的平方根。
容许误差:在测量规范中,将2~3倍中误差的值定为偶然误差的限值,称为容许误差。
直线定线:在两点间的直线上再标定一些点位,这一工作称为直线定线。
测量与地图学测量与地图学复习提纲1、地图:地图是根据特定的数学法则,将地球或其他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在平⾯上的图像。
2、等⾼线:等⾼线指的是地形图上⾼程相等的各点所连成的闭合曲线。
把地⾯上海拔⾼度相同的点连成的闭合曲线。
垂直投影到⼀个标准⾯上,并按⽐例缩⼩画在图纸上,就得到等⾼线。
等⾼线也可以看作是不同海拔⾼度的⽔平⾯与实际地⾯的交线,所以等⾼线是闭合曲线。
在等⾼线上标注的数字为该等⾼线的海拔⾼度。
3、坡度(slope)是地表单元陡缓的程度,通常把坡⾯的垂直⾼度h和⽔平宽度l的⽐叫做坡度(或叫做坡⽐)⽤字母i表⽰。
【即坡⾓的正切值(可写作:i=tan坡⾓)】4、⾼程:地⾯上任⼀点到其⾼度起算⾯的距离,称为绝对⾼程,简称⾼程。
某点沿铅垂线⽅向到某假定⽔准基⾯的距离,称假定⾼程。
5、制图综合:根据地图的⽤途、⽐例尺和制图区域的特点,以概括、抽象的形式反映制图对象的带有规律性的类型特征和典型特点,⽽将那些对于该图来说是次要的、⾮本质的物体舍掉,这个过程叫作制图综合。
它是通过概括和取舍的⽅法来实现的。
6、⽅位⾓:地平坐标系的经向坐标,过天球上⼀点的地平经圈与⼦午圈所交的球⾯⾓。
⽅位⾓⼜称地平经度(Azimuth(angle)缩写Az),是在平⾯上量度物体之间的⾓度差的⽅法之⼀。
是从某点的指北⽅向线起,依顺时针⽅向到⽬标⽅向线之间的⽔平夹⾓。
7、⾼差闭合差:⾼差闭合差,就是⽔准路线终端的⽔准点⾼程已知值与由起始⽔准点已知⾼程和所有测站⾼差之和得到的推算值之间的差值。
8、直线定线:在距离测量时,得到的结果必须是直线距离,若⽤钢尺丈量距离,丈量的距离⼀般都⽐整尺要长,⼀次不能量完,需要在直线⽅向上标定⼀些点,这项⼯作就叫直线定线。
9、⾼斯投影:由⾼斯拟定的,后经克吕格补充、完善,即等⾓横切椭圆柱投影。
设想⼀个椭圆柱横切于地球椭球某⼀经线(称“中央经线”),根据等⾓条件,⽤解析法将中央经线两侧⼀定经差范围内地球椭球体⾯上的经纬⽹投影到椭圆柱⾯上,并将此椭圆柱⾯展为平⾯所得到的⼀种等⾓投影。
测量与地图学前11章复习总结绪论第一节测绘科学的研究对象与分类一、测绘科学的研究对象二、测绘学科研究的对象是地球整体及其表面和外层空间的各种自然和人造物体的有关信息。
三、它研究的内容是对这些与地理空间有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用。
四、它既要研究测定地面点的几何位置、地球形状、地球重力场,以及地球表面自然形态和人工设施的几何形态;又要结合社会和自然信息的地理分布,研究绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图和专题地图的理论和技术。
前者和后者构成测绘学。
五、测量与地图是测绘学科的重要组成部分。
六、测量与地图学的任务与分类:测量学是研究地球的形状、大小以及地球表面各种形态的科学。
A.其任务主要表现为:确定地球的形状和大小;确定地面点的平面位置和高程;将地球表面的起伏状态和其它信息测绘成图。
B.测量学的任务,具体有:1)确定地球的形状和大小;2)确定地面上和空间各点的相对位置或某一坐标系统的统一位置:即把地面上施测区域绘制成图;3)构筑物放样:将土地及其附属物的开发、利用、建设的设计方案在实地标定,即将各种工程设计测设到现场;4)变形监测:已有工程或其它设施在一定时期内的变化测量。
C.概括起来地图学的任务是:1)研究地图本身及其各要素的表示方法的演变以及今后的发展趋向;2)研究地球椭球体(或球体)表面描写到平面上的理论与方法,研究地图投影的变形规律以及不同投影的转换问题;3)研究地图的内容与形式的统一,各要素的制图综合,地图的编绘和复制等一系列的理论与技术方法,并尽可能运用当代最新科学技术于地图的生产,以缩短成图周期,提高成图质量和增加新的地图品种;4)研究地图的使用、量算以及对地图产品的评价问题等。
三、测量学的发展已经包括以下几个分支学科:大地测量学地形测量学摄影测量与遥感学工程测量学海洋大地测量学地图(制图)学测量学地图学现代科学体系框架把地图学分为理论地图学、地图与地理信息工程学、地图应用学三个部分第二节地图的产品一、随着测绘技术的进步,现代地图及其产品有了明显的变化,已出现缩微地图、数字地图、电子地图、全息像片等新品种。