地圖學原理與方法第一章知識導圖（地圖學知識點整理）

2023-05-18 18:55:38 1

地圖學知識點整理 第一章 導論 一．地圖的定義與基本特徵 1.地圖的定義：地圖是依據特定的數學法則，通過科學的概括，並運用符號系統將地理信息表示在一定載體上的圖形，以傳遞客觀現象的數量、質量特徵在空間和時間上的分布規律和發展變化。 2.地圖的基本特徵： 地理信息的載體——多樣性 數學法則的結構——（地圖投影，坐標系統，比例尺） 有目的的圖形概括——（地理信息形成地圖信息的過程，圖形的形狀變化和尺寸變化） 符號系統的運用——（地理信息的圖形藉助地圖符號，地圖是符號的模型） 二、地圖的功能與分類 1.地圖的功能： （1）.地圖信息的載負功能 地圖信息分為直接（從圖中直接反映）和間接信息（分析）組成， （2）.地圖的傳遞功能 將製圖者和用圖者聯繫起來，統一在地圖信息的傳遞過程中 （3）.地圖的模擬功能 所需表示的對象，在眾多特徵中抽取內在的，本質的聯繫，進行實物的模擬 （4）.地圖的認知功能 用圖者根據自己的知識和經驗，對圖形進行聯想和推演和各種分析 2.地圖的類型 （1）按尺度劃分： 大比例尺地圖：大於比例尺1:10萬的地圖 中比例尺地圖：比例尺1:10萬~1:100萬 小比例尺地圖：比例尺小於1:100萬 （2）按區域劃分（了解） A.星球圖、地球圖 B.世界圖、半球圖、大洲圖、大洋圖 C.國家圖、行政區圖 D.局部區域圖 （3）按照地圖的圖型劃分 普通地圖（自然地理和社會經濟一般特徵的，不偏重哪一個要素，分為地形圖和地理圖） 專題地圖（各自學科體系進行層次細分，構成地圖的主要內容） （4）按地圖的維數劃分 平面地圖和立體地圖 （5）按其他指標分類 按用途 按語言種類 按歷史年代 按出版和使用方式 三、地圖學 1.地圖學的概念：地圖學是以地理信息可視化為核心，探討地圖的理論實質、製作技術和使用方法的綜合性科學。 2.地圖學的學科體系（了解）

編輯切換為居中

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

3.地圖學的相關學科

​

編輯切換為居中

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

第二章 地圖的數學基礎

一、地球體與大地坐標系

1.大地坐標系：大地坐標系是指描述地球表面空間位置的數學參照系。

2.大地水準面：一個與靜止的平均海水面相重合，並假想其穿過大陸、島嶼形成一個閉合曲面

3.參考橢球：與某個區域的大地水準面最佳擬合的地球橢球

4.坐標系分類：天文坐標系、大地坐標系

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

4.我國的高程系統：1956黃海高程系、1985國家高程基準

二、地圖投影

1.地圖投影的概念：依據一定的數學法則，將不可展的地球曲面運用特定的數學方法展示到平面上，最終在地表面點與地圖平面點之間建立一一對應的關係

書48

2.地圖投影變形：（類型）書51

（1）長度（距離）變形：

（2）面積變形：

（3）角度（形狀）變形

3.地圖投影的分類

（一）按地圖投影的構成方法分類：

（1）幾何投影：源於透視幾何原理，以幾何特徵為依據，將地球面的經緯網投影到平面上或可以展成平面的圓柱面和圓錐面等幾何面上從而有

（1）方位投影

（2）圓柱投影

（3）圓錐投影

（2）非幾何投影：通過數學解析方法，不藉助輔助投影面，根據製圖的特定要求選擇合適的投影條件，求出投影公式，來確定平面與球面之間點與點的函數關係

（1）偽方位投影

（2）偽圓柱投影

（3）偽圓錐投影

（4）多圓錐投影

（二）按投影變形性質分類

（1）等角投影（球面上小範圍的地物輪廓投影后，仍保持形狀不變，角度想等）

（2）等積投影（面積相同）

（3）任意投影（長度，面積，角度變形同時存在）

4.地圖投影的選擇（64）

（一）投影選擇的依據

1.製圖區域的地理位置，形狀和範圍

2．比例尺

3.地圖的內容

4.出版方式

（二）世界地圖投影方式的選擇

1．多圓錐投影

2.圓柱投影

三、地圖的比例尺與分幅計算

1.主比例尺：對地球半徑縮小的比率

2.複式比例尺：每一條緯線(或經線)單獨設計一個直線比例尺，將各直線比例尺組合起來就成為複式比例尺。

3.分幅及其計算：

（1）分幅的方法：矩形分幅與經緯線分幅

（2）分幅的具體過程與計算

分幅：

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

編號：

1：100萬圖的編號

列號：從經線1800算起,自西半球向東半球每60為一列,全球3600,共分60列,依次用阿拉伯數字1、2、3、4、5……60表示。我國位於東半球，因此其列號總是大於30。

行號：從赤道算起，向兩極每40為一行，用大寫字母A、B、C……V表示，南北半球各分22行。

1：100 圖幅編號是

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

如我國首都北京所在的1：100萬地形圖的編號為J50；

緯度60-760為雙幅, 如某圖號為P3、4； 緯度 76-880為四幅，如某圖號為T25、26、27、28；

1：50萬--1：5000地形圖的編號

以1：100萬地形圖編號為基礎,採用行列編號法

將1：100萬地形圖按所含各比例尺地形圖的經差和緯差劃分成若干行和列,

橫行從上到下用阿拉伯數字編號

縱列從左到右用阿拉伯數字編號

均採用三位數表示(不足三位時前面補0)

取行號在前,列號在後的排列形式標記,加在1：100萬圖幅的圖號之後。

為了使各種比例尺不至混淆，分別採用不同的字符作為比例尺的代碼

具體計算：

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

第三章 地圖概括

一、地圖概括概述

1.概括的含義：採用分類選取、簡化、誇張、符號化等科學手段，提取空間數據中的主要的、本質的數據。

2.影響因素：地圖的用途與主題、比例尺、地理區域特徵、數據質量和圖解限制。

3.目的：詳細性與清晰性的對立統一、幾何精確性與地理適應性的對立統一

4.基本原則：表示主要的、捨棄次要的-----相對的

5.基本步驟：

（1）分類-----減少性質和數量差異

（2）化簡——顯示空間信息的重要特徵，刪棄次要的細部

（3）誇張—— 提高或強調符號的重要特徵

（4）符號化——視覺化

二、地圖概括的基本方法

1.選取：

（1）資格法：

數量指標——按選取最小尺寸選取

質量指標——按數據的等級高低進行選取

（2）定額法：按新編地圖上單位面積選取對象的個數或密度確定

（3）資格與定額聯合

2.簡化：顯示空間數據的重要特徵，刪除不重要的細部。（質量特徵、數量特徵、圖形特徵與內部結構）

3.誇張：突出重要的信息，減少冗餘的信息。主要包括：不依比例尺的放大和移位

4.分類：層次分類、數量分級、等級歸併

5.符號化

三、數量分析（要考計算）

1.圖解計算法：

（1）居民地面積載負量的構成：居民地符號的面積、居民地名稱註記的面積

（2）一般計算公式

S = n*(r p)

n:每cm2居民點的個數

r:居民點符號面積

p:居民地名稱註記的面積

p = 3.5d2

（3）已知實地密度q（個/100km2）的計算公式

S = n*(r p)

n = k*q

K = (M/106)2

（4）按居民地等級分級計算面積載負量

∑Si = S1 S2 … Sn

Si = ni*(ri qi)

（5）求出每一級居民地的個數：ni = Si /(ri qi)

2.開方根規律法：

（1）基本公式：

新編地圖與原始地圖的比例尺之比的開方根即為兩種比例尺選擇地物的數量之比。即：

NB = NA•

​

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

NB新編圖地物數量

NA原始圖地物數量

MB新編圖比例尺分母

MA原始圖比例尺分母

（2）公式特點：

直觀顯示了地圖概括從重要到一般的選取標準

公式是線性方程，比例尺固定，地物選取比例一致

缺憾：沒有考地理差異，特別是密度變化

公式的x確定不很嚴格，協調了上述缺憾

（3）應用範圍：

對解決系列比例尺地圖和相同比例尺但用途不同的地圖的製圖物體選取數量問題

對於解決獨立地物、小湖泊群、群島、密集河網、獨立房屋符號群的選取

面狀地物（居民地、湖泊、島嶼）等的輪廓圖形等形狀化簡

線狀地物（河流、等高線）等的輪廓圖形等形狀化簡

3.等比數列法

第四章 地圖符號

一、地圖符號概述

1.符號的含義：一種事物的對象、屬性與過程，用它來表示抽象的概念。

2、地圖符號的特點:

有表示成分和被表示成分

有一定的約定性

地圖記號可等價變換

地圖符號構成地圖

3.地圖符號的分類：

（1）根據空間分布特徵分：點狀符號、線狀符號、面狀符號、體積符號

（2）據視覺：形象符號、抽象符號

（3）按視點位置 ：側視符號、正形符號 （4）據按比例關係 ：比例符號、半比例符號、非比例符號

4.地圖符號的定位：

面狀符號:其輪廓本身的中心線代表物體的真實位置

線狀符號:以定位線表示實地物體的真實位置

點狀符號:以定位點代表相應物體的真實位置

5.符號設計的基本原則：圖案化、精確性、邏輯性、對比性、統一性、色彩的象徵性、符號尺寸應適應人的視力、印刷的能力 6.構成符號的視覺變量：形狀、尺寸、方向、顏色、網紋

二、色彩

1.物體的顏色：由它選擇性地反射與吸收不同波長的色光所決定的

2.色彩的三要素：

色相：色彩之間的區別特徵

亮度：色彩的明暗程度

彩度：反射光或透射光最接近光譜色的程度

3.色彩的混合：

（1）加色法混合：係指兩種或兩種以上色光的混合，構成新的色光的方法。

1）色光三原色（基色）

紅光—700nm 綠光—546.1nm 藍光—435.8nm

2）加色法混合的原理 a、色光相加，兩種色光組成另一種色光。 紅光 綠光=黃光 ， 紅光 蘭光=品紅光 綠光 蘭光=青光 ， 紅光 綠光 蘭光=白光 b、混合色光的亮度等於被混合色光亮度之和，相混合色光越多，則亮度越大。 3）間色、互補色

A.間色光

三原色光等量混合得三種標準間色光：黃、品紅、青光

改變三原色比例可得到各種間色:

紅光3 綠光1=紅橙光 紅光2 綠光1=橙黃光

B.互補色光： 如紅光與青光，綠光與品紅光，蘭光與黃光。 任一原色光與其補色光相混合均成白光

（2）減色法的混合(色料的混合)

1）原理：從投射光中減去某些色光後，將剩餘色光進行混合。

2）三原色 、間色、互補色、複色

a、三原色(三減原色)黃、品紅、青

品紅=白光-綠光，黃=白光-蘭光，青=白光-紅光

b、間色

等量混合;品紅 黃=橙，黃 青=綠，青 品紅=紫

不等量混合：品紅2 黃1=紅橙，黃2 青1=黃綠，青1 品紅2=紫紅

c、互補色：如品紅與綠、黃與紫、青與橙。任一原色與其補色相混合均成黑色。

d.複色

3）應用

直接混合：將兩種顏料均勻調配，成為新的混合色。顏料、油墨

簡接混合： 將兩種以上的顏色重疊在一起

4.顏色空間

加色法：

(1)混色的基本規律

紅 綠=黃，紅 藍=品紅，綠 藍=青，紅 綠 藍=白

(2)顏色的表示

任何顏色都用RGB三個變量來描述，每個變量用計算機中八位二進位數表示，共描述28=256種狀態,取值範圍為0-255，取值越大，顏色越亮。若三個變量取值都為255，則為白色；若三個變量取值都為0，則為黑色。RGB顏色空間總共可以表示256*256*256=16.7*106個顏色。

減色法：

(1) 混色的基本規律

黃⊥品紅=橙，黃⊥青=綠，

品紅⊥青=紫，黃⊥品紅⊥青=黑

⊥：表示兩種顏色油墨疊印。

（2） RGB與CMYK之間經常需要進行轉換,轉換的準確與否,關係到屏幕上看到的顏色是否與印刷結果一致，即所見是否是所得。

RGB與CMYK的換算：

由於RGB與CMYK是互補色,因此,它們之間有一個簡單的換算關係:

當K= 0時，R=255-C ，G=255-M ，B=255-Y

當K≠0時，R=255-(C K) ，G=255-(M K) ，B=255-(Y K)

5.結論：

色彩的配合所遵循的客觀規律是對比與協調規律，即對比中有協調，協調中有對比。

色彩的對比：擴大色彩三屬性各要素之間的差異和對立。

色彩的調和：縮小色彩間的差異和對立，注意相關性，增加統一性。

三、地圖註記

1.定義：地圖上的標註和各種文字說明

2.功能：標識各種現象、指示對象的屬性

3.註記類型：名稱註記、說明註記、數字註記、圖幅註記

或 文字註記 、數字註記

4.地圖註記的要素

字體——反映地物級別

字色 ——指註記所用的顏色

字大(字號)——反映重要程度

字隔 ——註記中字與字的間隔距離

字位——影響空間信息的表達及地圖的閱讀，指註記說明對象所安放的位置

5.布置： （1）按註記文字的分布特點 ·聯列式:字隔較小,一般採用接近字隔或普通字隔。 ·散列式:字隔較大,常採用隔離字隔。

（2）按註記文字排列走向分為：水平字列、垂直字列、雁行字列、屈曲字列

第五章 地圖的編輯

一、普通地圖及其編輯

1.普通地圖的含義：表示地球表面的水系、地勢、土質、居民點、交通網、境界線等自然地理要素和社會人文要素一般特徵的地圖。

2.普通地圖的分類：地理圖和地形圖

3.地圖內容：

​

編輯切換為居中

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

4.具體內容的表示：

（1）自然地理要素的表示：

海岸線：在地形圖上通常都是以蘭色實線來表示。

低潮線：一般用黑色點線概略地繪出。

沿海地帶：重點表示該區域範圍內的島礁和海底地形。

沿岸地帶：主要通過等高線或地貌符號顯示。 海底地貌：可以用水深註記、等深線、和地貌暈渲等方法來表示。

井、泉及貯水池 蘭色 點狀符號

河流、運河及溝渠 線狀符號配合註記

常年有水河

​

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

季節性有水河

​

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

幹河床

​

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

運河及溝渠的表示 平行雙線（水部淺蘭）或等粗的實線表示

湖泊、水庫及池塘 ：湖泊、水庫及池塘都屬於面狀分布的水系物體。地圖上都用蘭色水涯線配合淺蘭色水部來表示。

土質、植被的表示：地圖上常用地類界、底色、說明符號和說明註記相配合來表示。 （2）地貌的表示

①　分層設色法：根據地面高度劃分的高程帶,逐「帶」設置不同顏色,稱為地貌分層設色法。

②　暈渲法：根據假定光源對地面照射所產生的明暗程度，用相應濃淡的墨色或彩色沿斜坡渲繪其陰影，造成明暗對比，顯示地貌的分布、起伏和形態特徵，這種方法稱為暈渲法 。

暈渲法可以分為：直照暈渲、斜照暈渲、綜合光照暈渲

③　等高線法：等高線是地面上高程相等點的連線在水平面上的投影

1）基本特點： a、位於同一條等高線上的各點高程相等； b、等高線是封閉連續的曲線； c、等高線圖形與實地保持幾何相似關係； d、在等高距相同的情況下，等高線愈密，坡度越陡，等高線愈稀，坡度越緩。

2） 種類:

首曲線 h

計曲線 5h

間曲線 1/2h

助曲線 1/4h

3）等高線高低判讀原則 a、若是山頭等高線閉合相套，愈向內的高程愈高；若是凹地等高線閉合相套，則愈向內的高程愈低； b、兩山頭等高線相鄰，或兩凹地等高線相鄰，則兩相鄰等高線的高程都是相等的； c、山頭等高線與凹地等高線相鄰，相差一個等高距。即凹地的等高線低於山頭等高線的一個等高距； d、山頭等高線與凹地等高線相套(或者一個凹地等高線與一個山頭等高線相套)，則相套的兩條等高線同高。

4）等高線起伏的判讀 a.根據等高線的疏密判讀：「山高坡陡」，故一般情況下，高處坡陡等高線密，低處坡緩等高線稀； b.根據高程註記判讀：高程點高程漸增的為上坡方向，漸減的為下坡方向，或高程註記的字頭所朝方向判讀為上坡方向； c.根據示坡線判讀：示坡線與等高線連接的一端為高，是上坡方向，另一端為低，指向下坡方向。 d.根據河流符號判讀：由於水往低處流，故地圖上河流由細變粗的 符號或流向符號，都能指明傾斜向下的方向。 水流上遊—上坡方向，水流下遊—下坡方向。 e.根據山的各部形態綜合判讀：山頂高，鞍部低；山脊高、山谷低；山地高、平原窪地低等。

④　地貌符號：地表是一個完整而連續的表面。用等高線表示地貌時仍有許多微小地貌 無法表示，需要用地貌符號予以補充表示。

（3）社會人文要素的表示

1）獨立地物：指實地形體較小,無法按比例表示的一些地物。主要包括工業、農業、歷史文化、地形等方面的標誌。對地圖定向、判定方位意義較大。 2）居民地的表示

居民地的形狀（輪廓、結構）的表示 ：儘可能的按比例尺描繪出居民地的真實形狀。

居民地的人口數的表示：地圖上通常是通過註記字體、字大或圈形符號的變化來表示的。

居民地的行政等級：居民地的行政等級是國家規定的，是一種「法定」標誌。

3）交通網：參考書中的相關符號表示

4）境界：國界需要審批

5）圖外要素

​

編輯

添加圖片注釋，不超過 140 字（可選）

外圖廓以外的內容

讀圖工具：包括圖例、比例尺、坡度尺、三北方向圖、接圖表及行政區劃略圖等。

文字說明：包括編圖與出版單位、航攝與成圖時間、地圖投影、平面與高程坐標系、資料說明及資料略圖。

5.國家基本比例尺地形圖

（1）特點：

國家基本地形圖包括1：5千、1：1萬、1：2.5萬、1：10萬、1：25萬、1：50萬、1：100萬8種比例尺地形圖。

具有統一的大地坐標系統和高程系統

具有完整的比例尺系列和分幅編號系統

根據國家測繪管理部門統一制定的測量與編繪規範和《地形圖圖式》完成 （2）國家基本地形圖投影分帶

大中比例尺採用高斯-克呂格投影

>=1:1萬 3°分帶

1:2.5萬—1:50萬 6°分帶

（3）工程用的小區域大比例尺地形圖的特點

沒有嚴格統一的大地坐標系和高程系

沒有嚴格統一的地形圖比例尺系列和分幅編號系統

可以結合工程規劃、施工的特殊要求，對國家測繪部門的測圖規範和圖式作一些補充規定。

二、專題地圖及其編輯

1.專題地圖的定義：專題地圖是指突出並儘可能詳盡、完善地表示製圖區內一種或幾種自然或社會人文要素的地圖。

2.專題地圖的特點

（1）表現主題內容廣泛

（2）具有地理基礎和專題要素雙重內容的層面

（3）表示方法多樣，圖面配置靈活

3.專題地圖的類型：自然地圖、人文地圖、環境地圖、其他地圖

4.專題地圖的表示方法