第二章 地球体与地图投影

七年级地理知识点第二章地理学是以地球为研究对象的学科，是人类认识世界和改造世界的基础性学科之一。

地理学分为人文地理学和自然地理学两大类。

其中，人文地理学主要研究人类活动与自然环境相互联系的规律，而自然地理学则研究自然环境的分布和特征。

第二章：地球与地图地球是人类生存的基础，具有多种自然环境，包括陆地、海洋、大气层、水文圈等。

为了更好地研究和认识地球，人类发明了地图。

地图是地球表面缩小后的图形表示，可以反映地球上各种自然和人文环境的空间分布，为人类认识世界提供了重要的信息。

一、地球的基本特征地球是太阳系中唯一有生命存在的行星，具有以下的基本特征：1. 地球是一个球体，其平均半径为6371公里，有两极和一个赤道；2. 地球有自己的轨道，围绕太阳运转，需要365.24天；3. 地球的自转轴与公转轴有23.5度的倾角，导致了季节的变化；4. 地球有一个大气层，包括对地球有益的氧气、二氧化碳等气体。

二、地球的地图表示地球有很多不同的地图表示方式，包括球形地图和平面地图等。

其中，球形地图更符合地球真实的表面形状和大小，而平面地图则常用于地图的传输和制作。

常见的地图投影方式包括：1. 等角投影方式，如横轴等角、兰勃特等角、黄牛座等角等；2. 等积投影方式，如墨卡托投影、冯·诺依曼投影等；3. 等距投影方式，如柱状投影、等距圆锥投影等。

三、地图上的比例尺和坐标系地图上通常会标注比例尺和坐标系，以方便使用者理解地图的大小和位置。

比例尺是地图上距离与实际距离的比值，一般表示为1：N的形式。

坐标系则是地图上的定位系统，以经度和纬度来表示地球上任何一点的位置。

四、地球的经纬度和标准时区地球的经度线和纬度线的交点处即为地球上任何一点的坐标，以东经和北纬为正方向。

另外，为了方便地球上不同地区的时间对比，世界上被分为24个时区，每个时区宽度约为15度，被称为标准时区。

总结地球是人类生存的基础，通过地图可以更好地认识我们的地球。

★地理坐标与地图投影要点地理坐标与地图投影第⼀节地球体⼀、地球体的基本特征地球是⼀个极半径略短、⾚道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体体。

地球重⼒场的原理说明，地球空间任⼀质点，都受到地球引⼒和由于⾃转产⽣离⼼⼒的影响，这两种⼒的作⽤形成合⼒，称为地球重⼒。

铅垂线的⽅向就是重⼒⽅向，但是由于地球的质量不均衡，铅垂线的⽅向既不平⾏也不指向地球质⼼。

和重⼒⽅向线相垂直的，形成了⽆数个曲⾯，每个曲⾯上重⼒位相等，我们把重⼒⾯相等的⾯称为重⼒等位⾯，即⽔准⾯。

⼆、我国主要采⽤的地理坐标1.1954年北京坐标系（Beijing Geodetic Coordinate System，l954）该坐标系是通过与原苏联1942年坐标系联测⽽建⽴的，其原点不在北京，⽽是在苏联普尔科沃。

该坐标系采⽤克拉索夫斯基椭球体（Krasovsky-1940）作为参考椭球体，⾼程系统采⽤正常⾼，以1956年黄海平均海⽔⾯为基准。

2.1980年西安坐标系其⼤地原点设在西安西北的永乐镇，简称西安原点。

椭球体体参数选⽤1975年国际⼤地测量与地球物理联合会第16届⼤会的推荐值。

简称IUGG-75地球椭球体参数或IAG-75地球椭球体。

2000年后的空间数据常采⽤该坐标系。

3.WGS84坐标系（WGS⼀84 Coordinate System）在GPS定位中，定位结果属于WGS-84（世界⼤地坐标系统，G873）坐标系。

该坐标系是使⽤了更⾼精度的VLBL、SLR等成果⽽建⽴的。

坐标系原点位于地球质⼼，Z轴指向BIH1984.0协议地极（CTP）。

⽤于GPS定位系统的空间数据采⽤该坐标系。

第⼆节地图投影⼀、地图投影的基本概念地图投影是实现球⾯向平⾯转换的⽅法。

地图投影的实质，是通过⼀定的数学法则使球⾯坐标与平⾯坐标（或极坐标）建⽴起⼀对⼀的函数关系。

地图投影必然产⽣变形。

长度变形是最主要的变形，它制约着⾓度变形和⾯积变形。

《地图学》课程教学大纲Cartology一、课程基本信息（一）知识目标培养学生掌握地图学的基本概念、基本理论、基本技术和应用方法。

（二）能力目标使学生初步掌握地图设计制作的方法、步骤和地图产品输出和地图分析应用技能。

（三）素质目标培养学生具有大比例尺地形图测绘能力、地形图修测能力、阅读和应用各类地图的能力、编绘专题地图的知识等，以此为后续课程的学习打下基础。

— 1 —三、基本要求（一）了解现代地图学的科学概念和发展体系。

（二）理解地图的构成要素和基本特征，地图的分类系统和功用。

（三）掌握地图基本知识、地图投影等地图的数学基础、地图设计制作的方法、步骤和地图产品输出、专题地图的编绘制作及在环境资源分析中的应用四、教学内容与学时分配第一章导论2学时第一节地图的特征及定义知识点：地图的基本特征、地图的定义、地图的构成要素第二节地图的功能和分类知识点：地图的功能、地图的类型第三节地图的历史与现代发展（自学）第四节地图的成图方法知识点：实测成图法、编绘成图法第五节地图学的定义与相关学科知识点：地图学的定义、地图学的学科体系、与地图学相联系的学科本章小结重点：地图的基本特征和定义、地图的构成要素、地图的分类难点：地图的简要制作过程思考题：地图、地图学的定义；地图的基本特征、分类（按内容分类、按比例尺分类等）及功能；测制地图的方法；地图的构成要素作业：名词解释：地图学、地图、地理图、地形图、普通地图、专题地图1、地图具有哪些基本特征？2、简述地图的构成要素及其作用。

3、地图的分类建议教学方法：理论与实际结合，以实际应用为主— 2 —第二章地球体与地图投影6学时第一节地球体2学时知识点：地球体的基本特征、地理坐标第二节大地测量系统知识点：我国的大地坐标系统、大地控制网第三节地图投影4学时知识点：地图投影的概念、地图投影的变形、地图投影的分类、地图投影的选择第四节地图比例尺知识点：地图比例尺的含义、地图比例尺的表示、变比例尺本章小结重点：地图投影基本概念和地图投影方法难点：地图投影变化和地形图投影思考题：多圆锥投影的概念；普通多圆锥投影、等差分纬线投影、桑逊投影、彭纳投影的特点和应用；地图投影判别的方法；地图投影的选择依据；地图比例尺的含义、变化、表现形式和特殊比例尺作业：名词解释：地图比例尺、主比例尺、变比例尺、地图投影、长度比、长度变形、面积比、面积变形、方位投影、圆锥投影，圆柱投影1、如何理解地图投影对地图比例尺概念的影响？2、传统上地图比例尺表现为哪几种形式？3、地图比例尺的作用？4、地图投影变形分布的规律是什么？5、什么是变形椭圆？研究变形椭圆有何意义？5、地图投影按变形性质分为哪几类？各类投影有何特点？6、地图投影按构成方式分为哪几类？经纬网的构成有何特点？7、方位投影有何特点？适合何种区域制图？8、在实际航海中，为什么要把等角航线和大圆航线结合起来航行？— 3 —教学方法：理论与实际结合，以实际应用为主第三章地图概括2学时第一节概述知识点：地图概括的性质、影响地图概括的因素第二节地图概括的内容和方法知识点：选取、简化、夸张、符号化本章小结重点：地图概况的性质和地图概况的数量分析方法难点：开方根规律的应用思考题：地图概括的概念和意义；影响地图概括的因素；实施地图概括的步骤；.地图概括的基本方法作业：名词解释：地图概括、简化、移位/位移1、影响地图概括的主要因素有哪些？2、地图概括中分类的基本方法有哪些？3、在地图概括中简化的基本方法有哪些？4、在地图概括中夸张的基本方法有哪些？教学方法：理论与实际结合，以实际应用为主第四章地图符号化4学时第一节地图符号———地图的语言2学时知识点：地图符号的特征和功能第二节符号的分类与量表知识点：地理现象的空间维度及其符号化、属性特征度量标准及其符号化第三节符号的视觉变量知识点：视觉变量、视觉变量的组合第四节色彩2学时知识点：色彩的三属性、色彩的命名、地图用色设计第五节符号与图形的心理感受特点— 4 —知识点：图形视觉的心理效应第六节注记知识点：注记的作用、注记的设计本章小结重点：地图符号的分类和构成符号的视觉变量。

新编地图学教程作业第一章导论1为什么说在现代，地图的功能已经漂移了？答：地图从最初的信息获取功能逐步推移到信息存储的功能，进化到信息检索功能，移向分析、模拟、设计预测的功能。

2比较纸质地图和电子地图的异同。

答：同：都具有地图的基本特征：遵循特定的数学法则，具有完整的符号系统，并经过地图概括的地理信息载体。

异：通常我们所看到的地图是以纸张、布或其他可见真实大小的物体为载体的，地图内容是绘制或印制在这些载体上。

而电子地图是存储在计算机的硬盘、软盘、光盘或磁带等介质上的，地图内容是通过数字来表示的，需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析。

电子地图上可以表示的信息量远远大于普通地图，如公路在普通地图上用线划来表示位置，线的形状、宽度、颜色等不同符号表示公路的等级及其他信息。

3为什么说地图学已进入地球空间信息科学的范畴？答：信息科学是指以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机等技术为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。

20 世纪70 年代以后的30 年, 是地图学从理论到方法和技术都获得飞速发展的时期, 特别是地图制图技术取得了重大突破。

计算机制图已广泛应用于各类地图生产, 多媒体电子地图集与互联网地图集迅速推广。

随着互联网的迅速发展和普及, W W W 已经成为快速传播所有知识的重要渠道。

其中作为空间信息图形表达形式的地图, 越来越受到各网站和广大用户的欢迎。

近十多年来, 互联网地图(也称互联网络地图、网络地图、webMaP ) 得到极其迅速地发展。

互联网地图经历了从简单地图到复杂地图, 从静态地图到动态地图, 从二维平面地图到三维立体地图的发展过程。

而且随着互联网技术、W eb G IS 技术的迅速发展, 互联网地图的传输与浏览速度逐步提高。

目前互联网地图主要有: 城市地图、旅游地图(包括旅游路线与景点图, 旅游设施图、旅游区导游图) 、公路交通图、全国与区域普通地图、专题地图、国家与区域综合地图集等。

第一章绪论第一节基本概念1、地图：按照一定的数学法则，将地球表面上的空间信息，经概括综合，以可视化、数字或符号形式，缩小表达在一定载体上的图形，用以传输、模拟和感知客观世界的时空信息。

2、地图学：研究对象是地图，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学科。

3、地图的主要特征：遵循一定的数学法则（比例尺、地图投影、各种坐标系）、科学的地图概括、符号系统、地理信息的载体。

4、地图的功能：认知功能、载负功能、传递功能、模拟功能5、地图的构成要素：图形要素（地图所表示内容的主体，包括各种图形符号、文字注记）、数学要素（确定地图空间信息的依据，包括比例尺、地图投影和各种坐标系、控制点）、辅助要素（说明地图编制状况及为方便地图应用所必须提供的内容，包括图名、图例等）、补充说明（对主要图件在内容与形式上的补充，包括照片，文字等）第二节成图方法实测成图法（野外地形测图、摄影测量成图）、编绘成图法（常规编图、遥感制图）、数字制图法，我国中小比例尺地形图、普通地图和专题地图都采用编绘成图。

第三节分类1、按缩小的程度划分：大比例尺（大于1:10万）、中比例尺、小比例尺（小于1：100万）2、按地图的图型划分：普通地图、专题地图、专用地图和特殊地图第四节地图学分为理论地图学（地图概论、地图投影、地图概括、地图符号系统、地图新理论）、技术制图学（地图编制、地图整饰、计算机地图制图、遥感制图、地图制印）、应用地图学（地图分析、地图应用、地图量测、地图评价、地图信息自动分析与处理）第五节发展历史1、地图和文字一样有着5000多年的历史。

2、晋国的裴秀创立“制图六体”，分率（比例尺）、准望（方位）、道里（距离）、高下（相对高程）、方邪（地面坡度起伏）、迂直（实地的高低起伏与平面图上距离的换算）3、清初康熙年间测绘《皇舆全览图》奠定了中国近代地图测绘的基础。

改图以实测的经纬点为依据，采用梯形投影法，在图上绘出经纬网，这在地图学历史上具有重要意义。

新编地图学复习资料考试题型：判断、填空、解释、简答题、问答题。

第一章导论1.地图的基本特征地理信息的载体、数学法则的结构、有目的的图形概括、符号系统的运用。

2.地图的定义地图是遵循相应的数学法则，将地球（也包括其他星体）上的地理信息，通过科学的概括，并运用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递它们的数量和质量在空间和时间上的分布规律和发展变化。

3.地图的功能地图信息的载负功能、地图的传递功能、地图的模拟功能、地图的认知功能4.地图的类型（1）按尺度划分：大比例尺、中比例尺、小比例尺。

（2）按区域范围划分：星球图、地球图、世界图、国家图、海湾图等等。

（3）按地图的图型划分：普通地图和专题地图。

注：我国把比例尺1:100万、1:50万、1:25万、1:10万、1:5万、1:2.5万、1:1万、1:5千这8种地形图定为国家基本比例尺地形图（4）按其他指标分类：用途（文化地图）、语言种类（汉字地图）、历史年代（古地图）、出版和使用方式（桌图、挂图）5.《制图六体》——————晋朝、裴秀。

6.地图的成图方法:实测成图和编绘成图。

7.现代地图学：由理论地图学、地图制图学、应用地图学组成。

第二章地球体与地图投影1.大地测量系统（1）我国的大地坐标系统：1980年国家大地坐标系（使用1975年国际测量协会推荐的参考椭球体）、陕西安的大地原点。

（2）大地控制网：平面控制网、高程控制网（3）全球定位系统：GPS\GLONASS\GALILEO\COMPASS\(3S是指遥感、地理信息系统、全球定位系统)2.地图投影概念地图投影是指将地球表面展开成平面的理论和方法，是实现球面到平面的转换，就是地球体的数学模型。

3.地图投影的变形长度（距离）、角度（形状）、面积等等4.投影的分类（1）按地图投影的构成方法分类：几何投影（方位投影、圆柱投影、圆锥投影）、非几何投[根据经纬线形状可以分为（伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影）]（2）按投影变形性质的分类：等角投影、等积投影、任意投影。

中国大地坐标系：1954北京坐标系、1980西安坐标系高程系统：1956年黄海高程系，水准原点高程H=72.289m、1985青岛国家高程基准水准原点高程H=72.2604m平均海平面：黄海平均海平面第一章导论地图的基本特征：地理信息的载体、数学法则的结构、有目的的图形概括和符号系统的运用。

地图的定义：地图是遵循相应的数学法则，将地球（也包括其他星体）上的地理信息，通过科学的概括，并运用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递它们的数量和质量在空间和时间上的分布规律和发展变化。

构成要素：图形要素、数学要素、辅助要素、补充说明。

地图的功能：①地图信息的载负功能；②地图的传递功能；③地图的模拟功能；④地图的认知功能。

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。

地图的类型：①按尺度划分，大比例尺、中比例尺、小比例尺；②按区域范围划分，星球图和地球图；世界图、半球图、大洲图和大洋图；国家图、下属行政区地图；局部区域图；③按地图的图型划分，普通地图（分为地形图和地理图，前者较详细，后者较概略）和专题地图；④按地图维数划分，二维平面地图和三维立体地图；⑤按其他指标的分类，用途、语言种类、历史年代、出版和使用方式。

国家8种基本比例尺地形图：1:100万、1:50万、1:25万、1:10万、1:5万、1:2.5万、1:1万、1:5千。

裴秀，“一分为十里、一寸为百里”，一里=500m，十里=5000m，一寸=3.33…cm。

（P13）地图的成图方法：①实测成图（在现场或记录载体上，利用各种测量设备、采用不同方法进行测量作业，将成果缩小绘制在介质上的过程），分为野外地形测图和摄影测量成图（我国国家基本比例尺地形图都采用摄影测量方法进行）；②编绘成图（根据各种制图资料，以室内作业为主制作地图的过程，属于地图编制）分为常规编图、遥感制图（利用航空和卫星数据进行各种地图编制的过程）、数字制图（应用计算机和图像输入、显示和输出设备，在制图软件的支持下，模拟手工作业各阶段进行地图设计和原图编绘的成图方法）。