第二章地球空间与数字测绘
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应用大地测量学第二章_大地测量基础知识
应用大地测量学
§2.2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ常用大地测量坐标系统
本节重点研究下列几个坐标系统：
➢天球坐标系 ➢地球坐标系
天文坐标系 大地坐标系 空间大地直角坐标系 地心坐标系
➢站心坐标系 ➢高斯平面直角坐标系
应用大地测量学
§2.2 常用大地测量坐标系统
§2.2.1 天球与天球坐标系 §2.2.2 地球坐标系（重点） §2.2.3 站心坐标系 §2.2.4 高斯平面直角坐标系（重点）
第二章 大地测量基础知识
第一节 大地测量的基准面和基准线 第二节 常用大地测量坐标系统（重点） 第三节 时间系统 第四节 地球重力场基本理论 第五节 高程系统（重点） 第六节 测定垂线偏差和大地水准面差距的基本 方法 第七节 关于确定地球形状的基本方法 第八节 空间大地测量简介
应用大地测量学
§2.1 大地测量的基准面和基准线
大地水准面所包围的形体—大地体，则是多年来大地测 量工作者研究的对象，认为它能代表地球的实际形状。
应用大地测量学
§2.1 大地测量的基准面和基准线
§2.1.1 水准面和大地水准面 §2.1.2 地球椭球与参考椭球面 §2.1.3 垂线偏差
应用大地测量学
§2.1.2 地球椭球与参考椭球面
1、地球椭球 大地体接近于一个具有极小扁率的旋转椭球。椭球面是 一个规则的数学曲面。一般用长半径a和扁率α(或长、短半 径a、b)表示椭球的形状和大小。 关系： α= （a – b ）/ a
§2.2.2 地球坐标系
（二）大地坐标系 地面点在参考椭球面上的位置用大地经度L和大地纬度
B表示。若地面点不在椭球面上，它沿法线到椭球面的距 离称为大地高H大。
大地坐标系规定以椭球的赤道 为基圈，以起始子午线（过格 林尼治的子午线）为主圈。对 于任意一点P其大地坐标为 （L，B，H）
02第二章 地球空间认知与现代测绘成图-103
间。地理空间及其信息是地图学研究的重点对象和平台。
(2) 地球/地理空间构成
地球空间构成 地球空间最外是大气层，最里是地壳以下的地质层，
中间是海洋和陆地范围，包括地壳以上地球表层的所有
物质，构成了由各种地球圈层所组成的空间；
地理空间构成
地理空间主要由大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、 生物圈、人类圈（亦称智慧圈）所构成。它是地球表
通常要经过验证、修改、编辑等处理。目前，地理空间数 据采集的技术和方法很多，包括手工输入、数字摄影测量、 多源遥感、地图扫描数字化、GPS测量、实验观测等。 地理空间数据采集的主要内容为几何数据及其属性数 据，至于拓扑数据一般在几何数据的基础上按需要再进行 数据的挖掘或处理获得。
(1) 几何数据的采集 • 空间数据源和采集设备都具有多样性和丰富性。 • 空间几何数据采集的具体方法依据,就是如何利用几 何数据、设备状况、人力资源和财力状况等条件。 • 矢量数据的采集，一般有跟踪数字化和扫描数字化。 • 扫描数字化因其采集速度快、不受人为因素的影响、 操作简单而越来越受到人们的欢迎，再加之计算机运 算速度、存储容量的提高和矢量化软件的踊跃出现， 使得扫描数字化已成为几何数据采集的主要方法（图 2-2、图2-3 ）。
3.地理空间数据
(1) 地理实体 将地理空间中复杂的地理事物进行抽象得到的地理 对象称为地理实体或空间实体、空间目标，简称实体 (Entity)。实体是现实世界中客观存在的，并可相互区别 的事物，例如，某城市、河流、道路、花坛、楼房等。 实体可以指个体，也可以指总体，即个体的集合。它们 抽象的程度与研究区域的大小、规模不同而有所不同， 如在一张小比例尺的全国地图中，洞庭湖被抽象为一个 点状实体，而在较大比例尺的湖南省地图上，需要将洞 庭湖的范围、水系等详尽地表示出来，洞庭湖则被抽象 为一个由简单点、线、面实体组成的复杂组合实体，其 抽象程度较前者而言较小。因此，地理实体是一个具体 有概括性、复杂性和相对意义的概念。
2 第2章 地球空间与空间数据基础
1 0 4 4 4 0 0 5 5 0
0 4 4 4 4 4 0 0 0 0
0 4 4 4 4 4 0 0 0 0
0 4 4 4 4 4 0 0 0 0
0 0 4 4 4 0 0 0 8 0
0 0 0 4 0 0 0 0 0 0
(x3,y3)
0 0
(x2,y 2)
(x4,y4)
7 0 0
§2-3 地理空间坐标系与地图投影
水准面
铅垂线
地球表面 大地水准面
地球椭球体
数学模型，是在解决其它一些大地测量学 问题时提出来的，如类地形面、准大地水 准面、静态水平衡椭球体等。
地球椭球体表面是一个规则的数学表面。椭球 体的大小，通常用两个半径：长半径a和短半径b， 或由一个半径和扁率来决定。扁率α表示椭球的扁 平程度。扁率的计算公式为：α=（a-b）/a。这些 地球椭球体的基本元素a、b、α等，
经度和纬度表达地理对象位置
投 影
建立在平面上的直角坐标系统，用
（x，y）表达地理对象位置
1）概念
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的方法。
2）投影实质
2）投影实质
建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网 的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理坐 标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）之间 的函数关系：
几何—解析投影；它的特点是首先根据经纬线形状确定
投影方程的基本形式，之后根据给定的某种条件解析地推 求出特定投影的具体方程，如圆锥投影、圆柱投影、伪圆 锥投影等。
解析投影；它事先不人为地确定经纬线的形状，投影后
的经纬线形状与投影方程的形式完全依据给出的条件逐步 推求得到，如高斯——克吕格投影、变比例尺投影等。
《测绘学概论》课程笔记
《测绘学概论》课程笔记第一章：测绘学总论1.1 测绘学的基本概念测绘学是一门研究地球形状、大小、重力场、表面形态及其空间位置的科学。
它的主要任务是对地球表面进行测量，获取地球表面的空间信息，并对其进行处理、分析和应用。
测绘学的研究对象包括地球的形状、大小、重力场、表面形态等自然属性，以及人类活动产生的各种地理现象和空间信息。
1.2 测绘学的研究内容测绘学的研究内容主要包括以下几个方面：（1）大地测量学：研究地球的形状、大小和重力场，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
（2）摄影测量学：利用航空或卫星摄影技术，获取地球表面的空间信息，并通过图像处理技术对其进行解析和应用。
（3）全球卫星导航定位技术：利用卫星导航系统，如GPS、GLONASS、北斗等，进行地球表面空间位置的测量和定位。
（4）遥感科学与技术：利用遥感技术，如卫星遥感、航空遥感等，获取地球表面和大气的物理、化学和生物信息，并进行处理和应用。
（5）地理信息系统：利用计算机技术，对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和可视化，为地理研究和决策提供支持。
1.3 测绘学的现代发展随着科技的发展，测绘学进入了一个新的发展阶段。
现代测绘技术主要包括卫星大地测量、数字摄影测量、激光扫描、遥感技术、地理信息系统等。
这些技术的发展，使得测绘工作更加高效、精确和全面，为地球科学、资源调查、环境保护、城市规划等领域提供了强大的支持。
1.4 测绘学的科学地位和作用测绘学在科学体系中占有重要地位，它是地球科学的基础学科之一，为其他学科提供了重要的数据支持。
同时，测绘学在国民经济和国防建设中发挥着重要作用，如土地管理、城市规划、环境监测、资源调查、灾害预警等，都离不开测绘学的支持。
第二章：大地测量学2.1 概述大地测量学是测绘学的一个重要分支，主要研究地球的形状、大小、重力场及其变化，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
大地测量学具有广泛的应用，如地球科学研究、资源调查、环境保护、城市规划等。
第二章 地球空间与空间数据基础
同时相、波段、比例尺和精度的空间信息，航空 遥感可快速获取小范围地区的空间信息。 遥感影像对空间信息的描述主要通过不同的颜色 和灰度来表示。 利用遥感影像可获取多层面的信息，对遥感影像 的提取可通过图像处理和解译来实现。
遥感图像及地图表示
五、地理信息的数字化表述
地理信息的数字化表述，就是使计算机能够识别 地理事物的形状。
Open GIS对地理空间的认识模型
九个抽象层次
尺度世界 （尺度语言）
项目世界 （project）
地理点列世界 （坐标几何）
地理空间世界 （GIS语言）
地理几何 特征世界
概念世界
现实世界
（自然语言） （基本语言）
地理要素 集合世界
地理要素 世界
GIS的三个抽象层次
现实世界 地理实体或者现象
概念世界
2
4
12 24
48
96 192
1
4
16 144 576 2304 9216 36864
1
4
36 144 576 2304 9216
第二节 地理空间坐标系与地图投影
地理空间坐标系的主要目的，是确定空间 实体在地理空间中的位置，最直接的方法是用 地理坐标（经度、纬度）和高程来表示。
地理坐标系——球面坐标系
地图投影
平面直角坐标系 （笛卡尔平面直角坐标系、欧几里德空间系）
一、在椭球面上表示点位置的坐标系统
（一）大地坐标系
大地坐标系是大地测 量中以参考椭球面为 基准面的坐标系。
根据不同的应用，域可以表示二维和三维地理 空间。
三、地图对地理空间的描述
地图上各种内容要素之间的关系，是按照 地图投影建立的数学规则，使地面上各点和地 图平面上的相应点保持一定的函数关系，从而 在地图上准确地表达地表空间各要素的关系和
遥感图像及地图表示
五、地理信息的数字化表述
地理信息的数字化表述，就是使计算机能够识别 地理事物的形状。
Open GIS对地理空间的认识模型
九个抽象层次
尺度世界 （尺度语言）
项目世界 （project）
地理点列世界 （坐标几何）
地理空间世界 （GIS语言）
地理几何 特征世界
概念世界
现实世界
（自然语言） （基本语言）
地理要素 集合世界
地理要素 世界
GIS的三个抽象层次
现实世界 地理实体或者现象
概念世界
2
4
12 24
48
96 192
1
4
16 144 576 2304 9216 36864
1
4
36 144 576 2304 9216
第二节 地理空间坐标系与地图投影
地理空间坐标系的主要目的，是确定空间 实体在地理空间中的位置，最直接的方法是用 地理坐标（经度、纬度）和高程来表示。
地理坐标系——球面坐标系
地图投影
平面直角坐标系 （笛卡尔平面直角坐标系、欧几里德空间系）
一、在椭球面上表示点位置的坐标系统
（一）大地坐标系
大地坐标系是大地测 量中以参考椭球面为 基准面的坐标系。
根据不同的应用，域可以表示二维和三维地理 空间。
三、地图对地理空间的描述
地图上各种内容要素之间的关系，是按照 地图投影建立的数学规则，使地面上各点和地 图平面上的相应点保持一定的函数关系，从而 在地图上准确地表达地表空间各要素的关系和
第二章测量学基本知识
第二章 测量学的基本知识
第一节 地球的形状与大小
测量工作的任务： 是确定地面点的空间位置。 平面坐标 x y 三维坐标高( 3程D )h
测量工作是在地球自然表面进行，而地 球自然表面形状十分复杂，不利于用数 学式来表达。
必须确定：平面原点（大地原点） 高程基点（水准面） （（
1、测量计算基准面——旋转椭球 由椭圆（长半轴a，短半轴b）绕b轴旋转而 成的椭球体。可用数学式表示的光滑曲面。
第二节 地面点的表示方法
测量工作的基本任务： 是确定地面点的空间位置，
地面上的物体大多具有空间形状， 如：丘陵、山地、河谷、
洼地等。
为了研究空间物体的位 置，数学上采用投影的 方法加以处理。
如将地面点Ａ沿铅垂线方向 投影到大地水准面上，得到A 投影位置；地面点Ａ的空间位 置，就可用A的投影位置在大 地水准面上的坐标及铅垂距离 ＨＡ来表示。（图２－５）
目前我国采用的椭球元素数值
短半径（a）=6378140m 长半径（b）=6356755.3m 扁率[α=（a-b）/a]=1：298.257
说明：a为长半径；b为短半径；α为扁率。 大地原点——西安附近的泾阳县永乐镇。 （80坐标系） 平均半径[R=1/3（2a+b）]为6371Km。
一、大地水准面
互关系并固定下来的
工作,称为参考椭球体
的定位。P点称为 大地原点。
旋转椭球 面
我国目前采用的参考椭球体为1980 年国家大地测量参考系, 原点在陕西省 泾阳县永乐镇,称为国家大地原点。部分 国家参考椭球体的基本元素见表2-1。
由于参考椭球体的扁率很小,在普通 测量中可把地球作为圆球看待,其半径为 6371km．R可视为参考椭球体的平均 半径,或称为地球的平均半径。
第一节 地球的形状与大小
测量工作的任务： 是确定地面点的空间位置。 平面坐标 x y 三维坐标高( 3程D )h
测量工作是在地球自然表面进行，而地 球自然表面形状十分复杂，不利于用数 学式来表达。
必须确定：平面原点（大地原点） 高程基点（水准面） （（
1、测量计算基准面——旋转椭球 由椭圆（长半轴a，短半轴b）绕b轴旋转而 成的椭球体。可用数学式表示的光滑曲面。
第二节 地面点的表示方法
测量工作的基本任务： 是确定地面点的空间位置，
地面上的物体大多具有空间形状， 如：丘陵、山地、河谷、
洼地等。
为了研究空间物体的位 置，数学上采用投影的 方法加以处理。
如将地面点Ａ沿铅垂线方向 投影到大地水准面上，得到A 投影位置；地面点Ａ的空间位 置，就可用A的投影位置在大 地水准面上的坐标及铅垂距离 ＨＡ来表示。（图２－５）
目前我国采用的椭球元素数值
短半径（a）=6378140m 长半径（b）=6356755.3m 扁率[α=（a-b）/a]=1：298.257
说明：a为长半径；b为短半径；α为扁率。 大地原点——西安附近的泾阳县永乐镇。 （80坐标系） 平均半径[R=1/3（2a+b）]为6371Km。
一、大地水准面
互关系并固定下来的
工作,称为参考椭球体
的定位。P点称为 大地原点。
旋转椭球 面
我国目前采用的参考椭球体为1980 年国家大地测量参考系, 原点在陕西省 泾阳县永乐镇,称为国家大地原点。部分 国家参考椭球体的基本元素见表2-1。
由于参考椭球体的扁率很小,在普通 测量中可把地球作为圆球看待,其半径为 6371km．R可视为参考椭球体的平均 半径,或称为地球的平均半径。
(完整)地理信息系统原理期末考试重点
第一章绪论1.信息：是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识,作为生产、建设、经营管理、分析和决策的依据。
2.信息的特征:客观性、适用性、可传输性和共享性。
3.数据：一种未经加工的原始资料，数字、文字、符号、图像都是数据。
4.地理信息:是有关地理实体空间分布、性质、特征和运动状态的信息，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释.从另一个角度来说,一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。
5.地理数据：各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置数据、属性（特征）数据和时域特征数据。
6.地理信息特征:（1）空间分布性（2）海量数据(3）信息载体的多样性7.地理信息的特点:（1）空间分布性（2）具有多维结构的特征（3）时序特征十分明显（4)具有丰富的信息8.信息系统:是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统,它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。
9.信息系统的组成：硬件、软件、数据、用户10.信息系统的四大基本功能：数据采集、管理、分析和表达11.信息系统的类型：事务处理系统、决策支持系统12.Gis与其他系统的区别：gis有别于dbms、Mis、地图数据库和cad系统。
Gis有管理、分析功能。
Dbms 和mis只有管理功能，地图数据库和cad只有分析功能。
13.什么是gis？地理信息系统（GIS ， Geographic Information System)是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境)的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统,它作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科而迅速地兴起和发展起来.14.地理信息系统按其内容分为三类:专题地理信息系统（是具有有限目标和专业特点的地理信息系统)；区域地理信息系统（主要以区域综合研究和全面信息服务为目标)；地理信息系统工具（是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包）。
地图学重点
第一章现代地图学引论1、现代地图的定义：地图是遵循一定的数学法则，将地理信息通过科学的概括综合，运用符号系统表示在一定的载体上的图形，以传递它们的数量、质量在时间和空间上的分布规律和发展变化。
基本特征⑴严密的数学法则⑵科学的地图概括⑶特定的符号系统2、看图能识别地图的组成要素：图形要素、数学要素、辅助要素、补充说明、技术要素。
3、试述地图的功能：（1）信息载负与储存功能（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。
应用领域：工程建设的设计蓝图，农业规划的重要基础，经济建设的科学依据，科学研究的重要手段，宣传教育的良好形式，军事作战的重要工具，国家疆域版图的主要形式4、按地图功能和内容分类：普通地图、专题地图。
按比例尺分类：大（≥1：10万）中（1：10万～1：100万）小（≤1：100万）5、现代地图学是以地图信息传输与地图可视化为基础，以区域综合制图与地图概括为核心，以地图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大众化科学。
6、现代地图学的学科体系：理论地图学、技术地图学、应用地图学7、国外原始地图古苏美尔人地图和古巴比伦地图；国内的原始地图《山海经》中的记载、田猎图。
东西方古代地图学的萌芽与形成国外地图作品及成果的出现：埃拉托色尼，托勒密。
我国春秋、西汉时期的地图大家注意：现代地图学的大部分理论、概念来源于西方。
我国西晋的裴秀提出了著名的“制图六体”的制图理论：一为"分率"，用以反映面积、长宽之比例，即今之比例尺；二为"准望"，用以确定地貌、地物彼此间的相互方位关系；三为"道里"，用以确定两地之间道路的距离；四为"高下"，即相对高程；五为"方邪"，即地面坡度的起伏；六为"迂直"，即实地高低起伏与图上距离的换算。
8.地图学与相关学科的关系1）、现代地图学与地学的关系1.地学既是地图学的应用对象又是地图学的研究对象，地图作为科学研究的有效工具，促进了地学的发展。
第二章地球空间与数字测绘
❖ 无特别说明情况下，尺度就指空间尺度。
二 、地图比例尺
❖ 地图比例尺是衡量地图与地面物体缩小倍数的尺 度
❖传统定义：图上某线段的长度与实地相应 线段的水平长度之比
❖公式：1/M = l/L ❖ 其中，M是地图比例尺分母；
l是地图上的线段长度 L是实地上相应线段的水平长度
二 、地图比例尺
❖ 比例尺地图，各处比例尺均相等 ❖ 小比例尺地图，因投影变形，比例尺在图上各处并
❖RV=6371 110m（按克拉索夫斯基椭球体体积 V=10832.628m3）
❖ 意义：地学研究常以整个地球为对象，先把整 个地球缩小再进行整体研究，此时可将地球视 为一球体对待。
3.参考椭球体
地球形状确定后，还需确定大地水准面与椭球体面间 的相对关系，实现将以大地水准面为基础的测量结果 换算到数学的椭球体面上，满足计算和制图需要。
定义：在地球表面适当位置选择一点p，令p的铅垂 线和椭球面上相应P0点的法线重合，并使P0点椭球 面与其大地水准面相切，这里的P点就称为大地原 点，旋转后的椭球面成为参考椭球面，其包围的形 体称为参考椭球体。
参考椭球体只和局部地区的大地体吻合的最好，不能 反映整个大地体的情况。
大地水准面和铅垂线是大地测量的基准面和基准线； 旋转椭球面和法线是内业计算和制图的基准面和基准
❖ 研究不同尺度地理现象就应采用不同比例尺的地理基 础资料
四、地图比例尺形式
❖ 3种形式地图比例尺 数字式比例尺：如 1:10000，1/100 000
简单易读、便于运算、有明确缩小概念 文字式比例尺：如 百万分之一
比例尺长度单位地图上常用厘米或毫米计，实地以 米或千米计 单位明确、计算方便、比较大众化
❖ 1980年开始“1980国家大地坐标系”，也称 “1980西安坐标系” ▪ 椭球体：IUGG1975椭球体 ▪ 坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇
二 、地图比例尺
❖ 地图比例尺是衡量地图与地面物体缩小倍数的尺 度
❖传统定义：图上某线段的长度与实地相应 线段的水平长度之比
❖公式：1/M = l/L ❖ 其中，M是地图比例尺分母；
l是地图上的线段长度 L是实地上相应线段的水平长度
二 、地图比例尺
❖ 比例尺地图，各处比例尺均相等 ❖ 小比例尺地图，因投影变形，比例尺在图上各处并
❖RV=6371 110m（按克拉索夫斯基椭球体体积 V=10832.628m3）
❖ 意义：地学研究常以整个地球为对象，先把整 个地球缩小再进行整体研究，此时可将地球视 为一球体对待。
3.参考椭球体
地球形状确定后，还需确定大地水准面与椭球体面间 的相对关系，实现将以大地水准面为基础的测量结果 换算到数学的椭球体面上，满足计算和制图需要。
定义：在地球表面适当位置选择一点p，令p的铅垂 线和椭球面上相应P0点的法线重合，并使P0点椭球 面与其大地水准面相切，这里的P点就称为大地原 点，旋转后的椭球面成为参考椭球面，其包围的形 体称为参考椭球体。
参考椭球体只和局部地区的大地体吻合的最好，不能 反映整个大地体的情况。
大地水准面和铅垂线是大地测量的基准面和基准线； 旋转椭球面和法线是内业计算和制图的基准面和基准
❖ 研究不同尺度地理现象就应采用不同比例尺的地理基 础资料
四、地图比例尺形式
❖ 3种形式地图比例尺 数字式比例尺：如 1:10000，1/100 000
简单易读、便于运算、有明确缩小概念 文字式比例尺：如 百万分之一
比例尺长度单位地图上常用厘米或毫米计，实地以 米或千米计 单位明确、计算方便、比较大众化
❖ 1980年开始“1980国家大地坐标系”，也称 “1980西安坐标系” ▪ 椭球体：IUGG1975椭球体 ▪ 坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇
地图学概论复习内容要点
第一章现代地图学引论★1、现代地图的定义及其基本特性地图是遵循一定的数学法则，见地理信息通过科学的概括综合，运用富豪系统表示在一定的载体上的图形，以传递它们的数量、质量在空间上的分布规律和发展变化。
基本特性：严密的数学法则特定的符号系统科学的地图概括2、看图识别地图的组成要素地形图的组成要素有数学要素（大地控制、缩小程度、地图投影）、地学要素（内容要素）、辅助要素（图名图号、图例图标、文字说明）★3、试述地图的功能及应用领域信息载负与存储功能，信息传输与交流功能，地图模拟与模型功能，地图认知与感受功能4、按照地图表示内容可划分为几类？按比例尺进行划分的依据是什么？按照地图表示内容可分为普通地图和专题地图两大类，普通地图又可分为地形图和地理图；专题内容可进一步氛围自然地图、人文社会经济地图等★按照比例尺可划分为大比例尺地图（比例尺≥1：10万）、中比例尺地图（比例尺＜1：10万≥1：100万）、小比例尺地图（比例尺＜1：100万）★5、现代地图学的定义现代地图学是以地学信息传输与地学数据可视化为基础，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、制作技术和使用发放的综合性科学。
★6、现代地图的作用经济建设的科学依据工程建设的设计蓝图产业及城乡规划的基础科学研究的主要手段宣传教育的良好形式军事作战的重要工具决策管理的有力帮手国家疆域版图的重要表现形式7、在地图学发展历史过程中，熟知几种典型地图、代表人物及其贡献最古老的地图是距今4700年前苏美尔人绘制的地图中国裴秀提出“制图六体”：分率（比例尺）准望（方位）道里（距离）高下方邪迂值（地形欺负、倾斜缓急、山川分布走向）西方地理学之父：古希腊埃拉托色尼第一次计算了地球曲率和周长托勒密是西方古代地图学的奠基人★（论述题）8、现代地图学与地学及相关学科的关系现代地图学与地学的关系是基础地学既是地图学的应用对象又是地图学的研究对象，地图作为科学研究的有效工具，促进了地学的发展。
GIS读书报读书报告：地球空间信息学与数字地球告
读书报告：地球空间信息学与数字地球引言：最近有幸拜读了中国科学院院士、中国工程院院士李德仁的文章《地球空间信息学与数字地球》，感觉颇受教益。
李德仁教授，中国科学院院士，中国工程院院士，主要从事地理信息系统、摄影测量与遥感等领域的教学和科学研究工作。
代表成果：高精度摄影测量定位理论与方法；GPS辅助空中三角测量；SPOT卫星像片解析处理；数学形态学及其在测量数据库中的应用；面向对象的GIS理论与技术；影像理解及像片自动解译以及多媒体通信等。
地球空间信息科学(Geo-Spatial Information Science——Geomatics)是以全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等空间信息技术为主要内容，并以计算机技术和通讯技术为主要技术支撑，用于采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和技术。
地球空间信息科学是以“3S”技术为代表，包括通讯技术、计算机技术的新兴学科。
它是地球科学的一个前沿领域，是地球信息科学的重要组成部分，是数字地球的基础。
美国副总统戈尔在《数字地球——认识21世纪我们这颗星球》的报告中阐述了数字地球的概念。
所谓“数字地球”，可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。
其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们想要了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现对地球的多分辨率、三维描述，通俗地说就是虚拟地球。
内容概述：叙述了地球空间信息学和数字地球的基本概念。
讨论了地球空间信息学的形成、理论基础和技术体系，以及数字地球的关键技术和应用。
分析了两者的相互关系，提出空间数据基础设施是数字地球的基本建设，发展数字地球为传统测绘行业带来了一个极好的发展机遇和一系列的挑战。
1 地球空间信息学1.1 地球空间信息学的形成空间定位技术、航空和航天遥感、地理信息系统和互联网等现代信息技术的发展及其相互间的渗透，逐渐形成了地球空间信息的集成化技术系统。
现代地图学教程_2版(袁勘省主编)PPT模板
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第三章地图投影及其选择与变换
第三章地图投影及 其选择与变换
第一节地图投影的基本概念与问题 第二节常用地图投影 第三节地图投影的选择与变换 第四节我国地形图投影及其分幅与 编号
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第四章地图符号语言与内容符号表达
第四章地图符号语言与内容符号表 达
第一节地图符号分类、变量与量表
第二节地图符号图形、色彩与注记 语言
现代地图学教 程|2版(袁勘 省主编)
演讲人 2 0 2 X - 11 - 11
01封面封面ຫໍສະໝຸດ 02现代地图学教程
现代地图学教程
03
内容简介
内容简介
04
《现代地图学教程》编写委员会
《现代地图学教程》编写委 员会
05
主编介绍
主编介绍
06
序言
序言
07
第二版前言
第二版前言
08
第一版前言
第三节普通地图内容及图形符号表 达
第四节专题地图内容及图形符号表 达
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第五章地图概括原理与方法
第五章地图概括原理与方法
第一节地图概括的概念与影响因 素 第二节地图内容选取 第三节地图内容概括 第四节地图符号图形简化 第五节地图概括智能化
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第六章数字制图技术与电子地图编制
第六章数字制图技术与电子地 图编制
第一版前言
09
第一章现代地图与现代地图学
第一章现代地图与现 代地图学
第一节现代地图概 念与分类
第二节现代地图学 概念与学科体系
第三节地图学发展 简史与展望
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第二章地球空间认知与现代测绘成图
第二章地球空间认知与现代测 绘成图
第一节概述 第二节地球空间参照系 第三节空间尺度与地图比例尺 第四节地图测绘成图法
地图学课件第二章地球空间与数字测绘
遥感信息主要来自于卫星遥感和航空遥感，包括卫星像片和航 空像片资料等；是测制大比例尺地图和更新地图的基本依据，含有 丰富的资源与环境信息，可以与地理地质、地球物理、资源环境、 军事应用等方面的信息进行融合和综合分析；主要通过遥感技术、 航空/地面摄影等手段来获取，不与探测目标直接接触，而是通过探 测和记录反射或发射的电磁波来获取或测量数据或接收信息；遥感 数据信息的获取必须有遥感平台、传感仪器、地面信息接收与处理 以及应用分发服务等几部分组成。
地球空间信息及数据有空间、属性、时间3个基本特征(图2-1) 。
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，前者可以根据地球空间坐标系定 义，如大地经纬度坐标与高程数据值；后者可以空间上的相 邻、相交、相离与包含等拓扑关系定义。
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。
由于受社会体制的制约，有些文本信息需要组织内部与其之间 的合作，有些信息具有一定的保密性，需有一定的使用权限。 ⑥统计信息
指包括社会、经济、自然等属性数据信息；统计信息的获取一 般需要随机取样的过程，其步骤为确定问题和搜集的数据类型、确 定样本数据的区域和实践、确定样本结构、指明样本单位、决定样 本大小、指明收集数据的样本方案和算法等；
第二章 地球空间与数字测绘
本章要点
重点讲述地球空间及空间信息的概念，空间数据基础知识， 地球体模型，地球空间参照系，空间尺度与地图比例尺，传统实 测成图法，传统编绘成图法，数字测量成图法，数字编绘成图法 等地图测绘成图的基本概念、内容、原理和方法。
基本概念
地球/地理空间，信息，数据，地球/地理空间信息，地球/地 理空间数据，地学信息可视化，地球空间信息科学，地球体模型， 自然球体，大地水准面，大地体，旋转椭球体，参考椭球体，正 球体；空间参照系，地理坐标系，大地坐标系，参心坐标系，地 心坐标系，“WGS-84”坐标系，高程系统，地理格网参照系， 地理时空坐标系；空间尺度，时间尺度，地图比例尺；地图设计， 地图编绘，地图制印；数字测绘，GPS测图，全站仪测图，数字 影像测图，数字编图，数字/电子出版。
地球空间信息及数据有空间、属性、时间3个基本特征(图2-1) 。
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，前者可以根据地球空间坐标系定 义，如大地经纬度坐标与高程数据值；后者可以空间上的相 邻、相交、相离与包含等拓扑关系定义。
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。
由于受社会体制的制约，有些文本信息需要组织内部与其之间 的合作，有些信息具有一定的保密性，需有一定的使用权限。 ⑥统计信息
指包括社会、经济、自然等属性数据信息；统计信息的获取一 般需要随机取样的过程，其步骤为确定问题和搜集的数据类型、确 定样本数据的区域和实践、确定样本结构、指明样本单位、决定样 本大小、指明收集数据的样本方案和算法等；
第二章 地球空间与数字测绘
本章要点
重点讲述地球空间及空间信息的概念，空间数据基础知识， 地球体模型，地球空间参照系，空间尺度与地图比例尺，传统实 测成图法，传统编绘成图法，数字测量成图法，数字编绘成图法 等地图测绘成图的基本概念、内容、原理和方法。
基本概念
地球/地理空间，信息，数据，地球/地理空间信息，地球/地 理空间数据，地学信息可视化，地球空间信息科学，地球体模型， 自然球体，大地水准面，大地体，旋转椭球体，参考椭球体，正 球体；空间参照系，地理坐标系，大地坐标系，参心坐标系，地 心坐标系，“WGS-84”坐标系，高程系统，地理格网参照系， 地理时空坐标系；空间尺度，时间尺度，地图比例尺；地图设计， 地图编绘，地图制印；数字测绘，GPS测图，全站仪测图，数字 影像测图，数字编图，数字/电子出版。
测绘中的数字测图与空间数据处理
测绘中的数字测图与空间数据处理华大天元(北京)科技股份有限公司摘要：数字测图与空间数据处理是现代测绘科学中的重要组成部分，通过利用地理信息系统（GIS）、遥感技术和全球导航卫星系统（GNSS）等工具，实现了空间数据的采集、分析、管理和应用。
这一领域的发展对城市规划、环境监测、资源管理和紧急响应等方面产生了深远的影响。
本文提供了数字测图与空间数据处理的概述，介绍了其定义、发展历程和应用领域。
数字测图技术、遥感技术和GNSS原理也在文中得到探讨。
此外，文章还突出了数字测图与空间数据处理在城市规划、环境保护和灾害管理等方面的实际应用，强调了其对可持续发展和决策支持的重要性。
这一领域的不断进步为解决当今社会面临的复杂问题提供了有力工具和方法。
关键词：测绘工程；数字测图；空间数据处理引言数字测图与空间数据处理是现代测绘科学的前沿领域，它融合了地理信息系统（GIS）、遥感技术、全球导航卫星系统（GNSS）等先进技术，以数字化、精确化、智能化的方式，对地球表面的空间数据进行采集、处理、分析和应用。
这一领域的迅速发展已经深刻地改变了我们对地理信息的获取和利用方式，对于城市规划、土地管理、环境监测、资源管理、紧急响应和灾害管理等各个领域产生了深远的影响。
一、数字测图与空间数据处理的概述（一）数字测图与空间数据处理的定义数字测图与空间数据处理是一项涉及地理信息的技术领域，它将地理空间数据转化为数字形式，以便于存储、分析和可视化展示。
这一领域涵盖了地图制作、地理信息系统（GIS）、遥感技术和全球导航卫星系统（GNSS）等多个子领域，旨在更好地理解和管理地球上的空间信息。
（二）数字测图与空间数据处理的发展历程数字测图与空间数据处理的历史可以追溯到古代的地图绘制，但它在现代技术的推动下得到了巨大的发展。
20世纪末，计算机技术的崛起使得数字地图制作和空间数据处理变得更加高效和精确。
随着卫星遥感技术和GIS软件的发展，数字测图与空间数据处理已经成为各个领域的重要工具。
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测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
) ③遥感信息 ) 遥感信息主要来自于卫星遥感和航空遥感，包
括卫星像片和航空像片资料等；是测制大比例 尺地图和更新地图的基本依据。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
ห้องสมุดไป่ตู้
) ④实体纹理信息 ) 实体纹理信息是制作各种影像地图、三维地
图、专题地图的重要数据， ) 实体纹理信息通常可由地面摄影、图像处理
，地图编绘，地图制印；数字测绘，GPS测图，全站仪测图，数字
影像测图，数字编图，数字/电子出版。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
第二章 地球空间与数字测绘
) 第一节 地球空间与空间信息概述 ) 第二节 地球体模型 ) 第三节 地球空间参照系 ) 第四节 空间尺度与地图比例尺 ) 第五节 地图测绘成图法
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
2．信息与数据概念 （1）信息的概念
“信息是客观世界的一切事物的性质、特征和状态的表 征；对于人来说，信息是指事物表征的有用的知识，对 于生物和机器来说是指主体和客体的，或对环境的相互 联系形式” 。
信息可以由以文字、数字、图形、影像等作为载体 而独立存在并能为计算机处理、存储,还可用计算机网络 进行传输。
信息是由数据产生的，但信息比数据更能确定地反 映客观世界的真实情况，是客观世界真实的描述。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
(2)数据的概念 ①数据
数据是信息的具体表达形式，是未经加工的原始 资料，是对客观事物的数字、文字、图形、影像和声 音等的描述、记录与映射。 ②地学数据
地学数据是地学事物或现象的空间位置、形状、 质量、数量等的分布特点、相互联系和变化规律的数 字、文字、图形、影像和声音等的数字化数据集合的 总称。
客观世界中80%各种数据与地理位置有关。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
3.地球/地理空间信息及其特征 (1)地球/地理空间信息的定义 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、相互联系与变化规律。 （2）地球空间信息的特征
地球空间信息及数据具有空间、属性、时 间3个基本特征。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
) 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。如空间坐标、 相邻关系等。
) 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。
) 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。
是地球表层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，上下大约有2000km 。
地理空间及其信息是地图学研究的重点对象和平台。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
（2）地球/地理空间构成 ①地球空间构成 地球空间最外是大气层，最里是地壳以下的地质层，中 间是海洋和陆地范围，包括地壳以上地球表层的所有物质 ，构成了太阳系、地月系等； ②地理空间构成 地理空间主要由大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物 圈、人类圈（亦称智能圈）所构成。它是地球表层空间， 也是人类活动的最主要空间。
测量与地图学
电子教案
第二章 地球空间与数字测绘
第二章 地球空间与数字测绘
)
本章要点
)
重点讲述地球空间及空间信息的概念，空间数据基础知识，
地球体模型，地球空间参照系，空间尺度与地图比例尺，传统实
测成图法，传统编绘成图法，数字测量成图法，数字编绘成图法
等地图测绘成图的基本概念、内容、原理和方法。
) 基本概念
等方式获取。 ) ⑤文本信息 ) 文本资料主要指各行业、各部门有关行业规
范、技术文档、资料文献、条文条例、调查 报告等。 ) 可通过调查搜集、咨询购买、数据转换等方 式获取。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
) ①地图信息 ) 包括地形图、各种专题地图、全国性指标图和国界等系
列样图; ) 通常根据地图的内容可以采用不同的编码方式，使用不
同的采集设备与软件。如跟踪数字化和扫描数字化，已 成为地图信息的主要获取形式。 ) ②实测信息 ) 实测信息是大比例尺空间信息获取的主要手段，是一个 很准确和很现势的地球空间信息资料，通常可通过野外 试验和实地测量等方式获取，主要获取设备有GPS接收 机、全站仪与传统经纬仪等野外测量仪器。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
图2-1 空间数据的基本特征(Jack,1984)
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
) 4．地球空间信息的获取、传输与表达 ) 地球空间信息科学又称地理空间信息科学/空间信
息科学; 以地球/地理空间和地球/地理信息作为研究 对象;借助于地球空间信息数据的获取、存储以及 处理技术，研究地球空间信息的形成机理、传输模 式以及人类对地球空间信息认知的规律，以寻求地 球空间信息的运动和发展变化规律，从而达到利用 这些信息为人类服务的目的。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
第一节 地球空间与空间信息概述
一、地球空间信息基础知识
1、地球/地理空间概念 ⑴ 地球/地理空间的含义 ①地球空间的含义
地球空间是地球体及其周围一定范围所包围的空 间。包括地球、月球、太阳等星球及其周围一定范围 所包围的空间，甚至整个宇宙空间；
②地理空间的含义
)
地球/地理空间，信息，数据，地球/地理空间信息，地球/地
理空间数据，地学信息可视化，地球空间信息科学，地球体模型
，自然球体，大地水准面，大地体，旋转椭球体，参考椭球体，
正球体；空间参照系，地理坐标系，大地坐标系，参心坐标系，
地心坐标系，“WGS-84”坐标系，高程系统，地理格网参照系，
地理时空坐标系；空间尺度，时间尺度，地图比例尺；地图设计
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
（1）地球空间信息的获取
) 主要任务：将地球体的现有地图、外业观测 成果、航空像片、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。
) 包括：地图信息、实测信息、遥感信息、实 体纹理信息、文本信息、统计信息、多媒体 信息、已有系统的数据等的获取。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
) ③遥感信息 ) 遥感信息主要来自于卫星遥感和航空遥感，包
括卫星像片和航空像片资料等；是测制大比例 尺地图和更新地图的基本依据。
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ห้องสมุดไป่ตู้
) ④实体纹理信息 ) 实体纹理信息是制作各种影像地图、三维地
图、专题地图的重要数据， ) 实体纹理信息通常可由地面摄影、图像处理
，地图编绘，地图制印；数字测绘，GPS测图，全站仪测图，数字
影像测图，数字编图，数字/电子出版。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
第二章 地球空间与数字测绘
) 第一节 地球空间与空间信息概述 ) 第二节 地球体模型 ) 第三节 地球空间参照系 ) 第四节 空间尺度与地图比例尺 ) 第五节 地图测绘成图法
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2．信息与数据概念 （1）信息的概念
“信息是客观世界的一切事物的性质、特征和状态的表 征；对于人来说，信息是指事物表征的有用的知识，对 于生物和机器来说是指主体和客体的，或对环境的相互 联系形式” 。
信息可以由以文字、数字、图形、影像等作为载体 而独立存在并能为计算机处理、存储,还可用计算机网络 进行传输。
信息是由数据产生的，但信息比数据更能确定地反 映客观世界的真实情况，是客观世界真实的描述。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
(2)数据的概念 ①数据
数据是信息的具体表达形式，是未经加工的原始 资料，是对客观事物的数字、文字、图形、影像和声 音等的描述、记录与映射。 ②地学数据
地学数据是地学事物或现象的空间位置、形状、 质量、数量等的分布特点、相互联系和变化规律的数 字、文字、图形、影像和声音等的数字化数据集合的 总称。
客观世界中80%各种数据与地理位置有关。
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3.地球/地理空间信息及其特征 (1)地球/地理空间信息的定义 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、相互联系与变化规律。 （2）地球空间信息的特征
地球空间信息及数据具有空间、属性、时 间3个基本特征。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
) 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。如空间坐标、 相邻关系等。
) 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。
) 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。
是地球表层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，上下大约有2000km 。
地理空间及其信息是地图学研究的重点对象和平台。
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（2）地球/地理空间构成 ①地球空间构成 地球空间最外是大气层，最里是地壳以下的地质层，中 间是海洋和陆地范围，包括地壳以上地球表层的所有物质 ，构成了太阳系、地月系等； ②地理空间构成 地理空间主要由大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物 圈、人类圈（亦称智能圈）所构成。它是地球表层空间， 也是人类活动的最主要空间。
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第二章 地球空间与数字测绘
第二章 地球空间与数字测绘
)
本章要点
)
重点讲述地球空间及空间信息的概念，空间数据基础知识，
地球体模型，地球空间参照系，空间尺度与地图比例尺，传统实
测成图法，传统编绘成图法，数字测量成图法，数字编绘成图法
等地图测绘成图的基本概念、内容、原理和方法。
) 基本概念
等方式获取。 ) ⑤文本信息 ) 文本资料主要指各行业、各部门有关行业规
范、技术文档、资料文献、条文条例、调查 报告等。 ) 可通过调查搜集、咨询购买、数据转换等方 式获取。
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) ①地图信息 ) 包括地形图、各种专题地图、全国性指标图和国界等系
列样图; ) 通常根据地图的内容可以采用不同的编码方式，使用不
同的采集设备与软件。如跟踪数字化和扫描数字化，已 成为地图信息的主要获取形式。 ) ②实测信息 ) 实测信息是大比例尺空间信息获取的主要手段，是一个 很准确和很现势的地球空间信息资料，通常可通过野外 试验和实地测量等方式获取，主要获取设备有GPS接收 机、全站仪与传统经纬仪等野外测量仪器。
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图2-1 空间数据的基本特征(Jack,1984)
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
) 4．地球空间信息的获取、传输与表达 ) 地球空间信息科学又称地理空间信息科学/空间信
息科学; 以地球/地理空间和地球/地理信息作为研究 对象;借助于地球空间信息数据的获取、存储以及 处理技术，研究地球空间信息的形成机理、传输模 式以及人类对地球空间信息认知的规律，以寻求地 球空间信息的运动和发展变化规律，从而达到利用 这些信息为人类服务的目的。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
第一节 地球空间与空间信息概述
一、地球空间信息基础知识
1、地球/地理空间概念 ⑴ 地球/地理空间的含义 ①地球空间的含义
地球空间是地球体及其周围一定范围所包围的空 间。包括地球、月球、太阳等星球及其周围一定范围 所包围的空间，甚至整个宇宙空间；
②地理空间的含义
)
地球/地理空间，信息，数据，地球/地理空间信息，地球/地
理空间数据，地学信息可视化，地球空间信息科学，地球体模型
，自然球体，大地水准面，大地体，旋转椭球体，参考椭球体，
正球体；空间参照系，地理坐标系，大地坐标系，参心坐标系，
地心坐标系，“WGS-84”坐标系，高程系统，地理格网参照系，
地理时空坐标系；空间尺度，时间尺度，地图比例尺；地图设计
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘
（1）地球空间信息的获取
) 主要任务：将地球体的现有地图、外业观测 成果、航空像片、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。
) 包括：地图信息、实测信息、遥感信息、实 体纹理信息、文本信息、统计信息、多媒体 信息、已有系统的数据等的获取。
测量与地图学 第二章地球空间与数字测绘