地圖學概論1

1、,歡迎各位同學學習,地圖學,主講老師： 王 琪,總學時56（36+20）,第一章 引言第二章 地圖的數(shù)學基礎第三章 地理數(shù)據的表示第四章 普通地圖第五章 專題地圖第六章 地圖的制圖綜合第七章 地圖的設計與制作第八章 遙感制圖,,使用的教材 地圖學教程，王琪等編著，中國地質大學出版社，2012 地圖學實習教程，王琪等編著，地大出版社，2012,參考資料___ 馬耀峰.地圖學原理. 北京:科學出版社,2004

2、 ___ 蔡孟裔等.新編地圖學教程.北京:高等教育出版社,2001 ___ 祝國瑞等.地圖學.武漢大學出版社，2004年___ 袁勘省等.現(xiàn)代地圖學教程.科學出版社，2007年,對你們的要求,1.認真對待每一次課，不要無故曠課、遲到和早退；2.認真按時完成作業(yè),成績的評定,考試：60%平時（包括作業(yè)、上機、聽課情況）：40%,,Tel: 15972139679 E-mail: 762718313@qq.com,第一章

3、引 言,主要內容 ： ? 地圖的基本知識 ? 地圖學及其演變,1.地圖的基本特性2.地圖按內容及比例尺的分類3.國家基本比例尺地圖4.電子地圖及其特點5.地圖的功能6.現(xiàn)代地圖學的特點7.地圖學的發(fā)展,本章重點內容,? 地圖的基本特性及定義 ? 地圖的內容 ? 地圖的分類 ? 地圖的功能 ? 地圖的應用,地圖的基本知識,一.地圖基本特性及定義,

4、關于地圖的概念，隨著時代發(fā)展而有所變化。 過去,地圖是地球表面在平面上的縮小表象。,具有特殊的數(shù)學法則 使用地圖語言 實施制圖綜合,20世紀六十年代以后，在以上說法的基礎上，提出了只有地圖才具有的一些特性：,,,（一）地圖的基本特性,,,,,,,1.具有特殊的數(shù)學法則,航空像片是中心投影,由于飛行上的原因和地面起伏,也不能保證所描繪的范圍內各處的比例尺一致。 地圖則不一樣,從不規(guī)則的地球表面-

5、--地圖分兩步：,? 將地球自然表面投影到地球橢球面上；? 將地球橢球面上的點運用數(shù)學的方法投影到某種可展面上，這稱為地圖投影。,形狀接近地球體，能用數(shù)學方法表達的旋轉橢球的表面。,指圓柱面，圓錐面，平面。,,,,,建立地球橢球面（或球面）上點的經緯度和它在平面上的直角坐標之間的解析關系。 x=f1(φ, λ) y=f2(φ, λ) 平面上的坐標 地球橢球體上的地理坐標

6、,,,,,地圖投影的實質,投影結果雖不能保證制圖區(qū)域內處處比例尺嚴格一致，但可以清楚地了解并精確地算出投影后的誤差大小，而且可以嚴格地對地圖進行定向。 因此地圖是具有可量測性的。,2.使用地圖語言表達信息 地圖上表示各種復雜的自然或社會現(xiàn)象,是通過特殊的地圖語言系統(tǒng)來實現(xiàn)的。,,指地圖上的符號、色彩及文字的總稱。,,東方明珠,地圖上使用地圖語言表達信息，具有如下優(yōu)點,? 大大簡化了物體的圖形? 能表示小而重要的物體? 能顯

7、示相互重疊的信息? 能顯示信息的數(shù)量和質量特征? 能顯示不能直接看到的信息,3.實施制圖綜合,制圖綜合是制圖者在制作地圖的過程中進行科學抽象的再加工,使地圖具有明顯的一覽性。 制圖綜合的過程,（二）地圖的定義國外學者的觀點國內地圖學者的觀點,地圖是用符號表示地面的概括化了的圖形，它必須經過數(shù)學變換來建立在平面上。地圖作為人們認識和研究客觀存在的結果，可以反映各種自然、社會現(xiàn)象的空間分布，也可當作人們認識和研究客觀存在的

8、工具，去獲得新知識。,“地圖是空間信息的圖形表達”，“地圖是反映自然和社會現(xiàn)象的形象符號模型”，“地圖是空間信息的抽象模型（符號化模型）”等。,,,簡而言之：地圖是地學信息的圖示。,二.地圖的內容 地圖種類繁多，形式多種多樣。其內容可歸納為如下幾類： （一）數(shù)學要素,控制點:它們是實地測圖的主要依據,在圖上要精確表示。坐標網：包括地理坐標網（經緯網）,直角坐標網

9、 （方里網）。 地圖比例尺: 地圖對實地的縮小程度。地圖定向: 確定地圖上圖形的方向。地圖的分幅與編號,,,（二）圖形要素 它是地圖上表示的主要內容。,? 自然要素 包括地貌，水文，土壤，植物，氣象等。 ? 社會要素 包括行政，人口，城市，經濟，文化等。 ? 環(huán)境要素 包括污染與保護，疾病與醫(yī)療等。,（三）圖外要素 包括圖名,圖號,接圖表,圖例,坡度尺,各種附圖,資

10、料及成圖說明等。,三.地圖的分類 隨著地圖廣泛使用到各種領域，地圖的品種五花八門，可以說地圖的品種是無限的。為了便于制作，使用和管理地圖，有必要對地圖加以分類。 ? 分類 就是依據地圖的某一具體特征（或標志） 加以區(qū)別地圖。,（一）地圖按其內容分類,普通地圖,對表示的現(xiàn)象同等看待，沒有哪一要素更重要一些，但它們在圖上并不是一樣多，其多少根據實地情況來定。,,是以相對平衡的詳細程度表示地球表面各種自然現(xiàn)象和社會人

11、文現(xiàn)象的地圖。,,相對平衡,專題地圖,以某一項或幾項要素為主題，詳細加以表示，而其他要素則視反映主題的需要，作為地理基礎轉繪。,,地形圖 詳細表示自然現(xiàn)象和社會人文現(xiàn)象 的地圖。一般比例尺大于等于1：100萬。一覽圖（地理圖）表示的內容較概略，但 主要目標很突出，強調反映各要素 的基本分布規(guī)律，比例尺<1：100萬。,,,普通地圖按內容的詳細程度可分：,（二）地圖按比

12、例尺分類地圖按比例尺分類有很大的相對性,一般和地圖的內容分類相結合。,1：5000，1：1萬， 1：2.5萬,1:5萬,1:10萬,1:25萬,1:50萬,1:100萬。,國家基本比例尺地圖,,（三）按地圖所包括的區(qū)域范圍分類,? 世界圖:包括整個全球的地圖? 大陸地圖:包括一州或幾州的地圖? 部分大陸圖:包括某個州的一部分的地圖? 國家地圖? 省(區(qū))地圖? 市,縣地圖? 鄉(xiāng)鎮(zhèn)地圖,（四）按其他標志分類,通用地圖 專

13、用地圖,向讀者提供科學參考或一般參考的地圖。,為各種專門用途而制作的地圖。,,,? 按地圖用途,? 按地圖的使用方式 桌面用圖,掛圖,野外用圖,折疊圖? 按地圖的存儲介質 紙質地圖,膠片地圖,絲綢地圖,磁介質地圖? 按地圖的感受方式 視覺地圖,觸覺地圖(盲文地圖),? 定義由計算機控制所生成的地圖。是以數(shù)字地圖為基礎，并以多種媒介顯示的地圖數(shù)據的可視化產品。又稱為屏幕地圖或無紙地圖。,電子地圖,? 特點,--動態(tài)

14、性--交互性--無級縮放 --無縫拼接 --超媒體集成 --共享性--空間分析功能,? 電子地圖種類,? 單機或局域網電子地圖? CD-ROM或DVD-ROM電子地圖? 觸摸屏電子地圖? 個人數(shù)字助理(PDA)電子地圖? 互聯(lián)網電子地圖,? 應用,－在地圖量算和分析中的應用－在規(guī)劃管理中的應用－在軍事指揮中的應用－在其他領域中的應用,電視天氣預報：氣象部門將每天各地區(qū)天

15、 氣變化的情況用區(qū)域范圍線 標示在電子地圖上，并在范 圍線上標出象形符號。軍隊指揮方面： 指揮員根據戰(zhàn)區(qū)電子地圖 來研究分析戰(zhàn)場環(huán)境和敵 我態(tài)勢，制定作戰(zhàn)計劃等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,? 電子地圖的技術基礎,多維信息可視化技術導航電子地圖技術多媒體電子地圖技術嵌入式電子地圖技術網絡電子地圖技

16、術,四.地圖的功能,? 地圖的模擬功能? 地圖的信息載負功能? 地圖的信息傳輸功能? 地圖的認知功能,（一）地圖的模擬功能,,就是按比例制成與實物相似的物體。,,從地圖的模擬功能出發(fā)，地圖模型具有直觀性，一覽性，抽象性，合成性，地理對應性，可量測性等。,地圖是經過符號化和抽象化的空間模擬模型。,,（二）地圖的信息載負功能 各種空間信息都可以用地圖來表示, 這就表明了地圖具有信息載負功能。,（三）信息傳輸功能 1969年

17、,捷克人克來斯尼首先提出了地圖信息傳輸系統(tǒng)的模型。,,見圖,信息傳輸?shù)倪^程為：,? 制圖者（信息發(fā)送者）把對客觀世界（U）的認識（U1）加以選擇，簡化，得到地圖制圖者關注的內容S1；? 將S1經過地圖語言（符號化，編碼）制成地圖；? 把地圖通過地圖語言（圖形，色彩，文字）將信息傳輸給用圖者（信息接收者）；? 用圖者通過對符號識別（譯碼）和對地圖的分析和解譯，形成對客觀世界的認識U2。,（四）地圖的認知功能 地圖是通過地圖語言

18、來表達信息,它具有很強的直觀性。通過地圖語言可以獲得對客觀世界的認識。,,見圖,地圖功能的擴展與制圖對象的分析研究,五.地圖的應用 常規(guī)地圖的用途很廣泛，主要表現(xiàn)在如下方面：,? 地圖在國民經濟建設中的應用 城市，工業(yè)，交通，農業(yè)等建設規(guī)劃和管理需要用地圖；勘察，設計和開發(fā)一些資源如礦產，森林，水力，地熱等資源的勘察設計和開發(fā)都需要用地圖；農業(yè)中的土地利用和土壤改良等也離不開地圖。,? 地圖在國防建設中的應用 地圖是現(xiàn)

19、代戰(zhàn)爭的重要工具之一。據不完全統(tǒng)計，第二次世界大戰(zhàn)，僅蘇聯(lián)用圖就有50億張。,地圖是“指揮員的眼睛” 國防工程的規(guī)劃、設計和施工 利用數(shù)字地圖對巡航導彈制導,? 在科學，文化方面的應用,作為科學研究和實際工作的工具 作為宣傳教育的工具,? 地圖在其他方面的應用,旅游地圖和交通地圖是人們旅行不可缺少的工具 國家疆域版圖的主要依據 利用地圖進行航空、航海、宇宙導航 利用地圖分析地方病與流行病，制定防治計劃,? 地

20、圖學的定義 ? 地圖學的發(fā)展,地圖學及其演變,一.地圖學的定義 ? 傳統(tǒng)的地圖學定義 主要研究地圖制圖的理論和工藝技術的科學。,傳統(tǒng)地圖學體系,? 前蘇聯(lián)30?40年代提出的一整套的制圖綜合理論、 基 于光化學的制圖工藝、地圖和地圖集設計的方法 ? 法國貝爾廷（J.Bertin)的圖形變量理論 ? 美國莫里斯(Morris)的形式語言學 ? 英國博德（ Board)的地圖模式理論 ? 捷克的科拉斯尼(K

21、olacny)的地圖信息傳輸模型,,現(xiàn)代地圖學的形成,起重要作用的事件,? 現(xiàn)代地圖學的定義,現(xiàn)代地圖學是以地學信息傳輸與地學數(shù)據可視化為基礎，以區(qū)域綜合制圖與地圖制圖綜合為核心，以地圖的科學認知與分析應用為目的，研究地圖的理論實質、制作技術和使用方法的綜合性科學。,? 地圖信息論 是研究以地圖圖形表達、傳遞、儲存、轉換、處理和利用空間信息的理論。該理論有助于認識地圖的實質，并深化對地圖信息的計量化方法研究。 ? 地圖傳輸論

22、是研究地圖信息傳輸?shù)脑?、過程和方法的理論。該理論對于地圖最佳制作和地圖有效使用具有積極作用。 ? 地圖符號學 是研究地圖符號系統(tǒng)的構圖基礎，感受方式及其設計使用的科學。該理論對于地圖符號設計和地圖生產有較大影響。,現(xiàn)代地圖學的若干新理論,? 地圖模型論 是研究如何建立再現(xiàn)的客觀環(huán)境的地圖模型，并以地圖數(shù)學模型來表達的理論。該理論對于深入認識地圖的實質，并對推動數(shù)字制圖的發(fā)展有重要作用。 ? 地圖認知論 是研究人類認知地

23、圖獲取信息的手段、原理和過程的理論。該理論對制圖手段、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術的結合使用有重要意義。 ? 地圖感受論 是研究地圖視覺感受過程的物理學、生物學和心理方法，探討地圖如何被用圖者有效感受的理論。該理論對于地圖設計有重要意義。,? 地學信息圖譜理論,主要是空間圖形表現(xiàn)形式的地圖、圖像、圖解等圖形表現(xiàn)形式；,是眾多同類事物或現(xiàn)象的系統(tǒng)排列，是按事物特征或時間序列所建立的體系,也稱“譜系”。,,,“圖譜”是“圖”與“譜”相結合

24、，兼有“圖形”與“譜系”雙重特性，即同時反映與揭示事物和現(xiàn)象空間結構特征與時空動態(tài)變化規(guī)律。地學圖譜是地圖可視化的一種新形式。,問題1: 現(xiàn)代地圖學的特征是什么？,? 地圖學已跨越幾個科學部門? 橫斷科學為地圖學現(xiàn)代理論提供了支持? 計量化? 以計算機為主體的電子設備的應用,問題2: 現(xiàn)代地圖學體系？,,廖 克,? 從地圖學到地理信息系統(tǒng)（GIS） ? 模擬地圖向數(shù)字地圖轉移 ? 偏重制圖向制圖、用圖并重轉

25、移 ? 品種單一向多樣化轉移 ? 信息傳輸向信息深加工轉移 ? 靜態(tài)向動態(tài)，二維向三維轉移 動畫1 動畫2,二.地圖學的發(fā)展,地圖學與GIS的關系王之卓院士： GIS是地圖學中一個重要部分在信息時代的新發(fā)展。 陳述彭院士： —— GIS脫胎于地圖 —— 地圖和GIS都是信息載體 —— 都有存儲、分析、檢索的功能 —— 地圖是GIS最重要的數(shù)據源、載體和輸出形式 —— 地圖數(shù)據庫是GIS數(shù)據庫的核心 —

26、— 計算機制圖為地圖的處理、整飾提供了一整套方法,1.地圖的基本特性2.地圖按內容及比例尺的分類3.國家基本比例尺地圖4.電子地圖及其特點5.地圖的功能6.現(xiàn)代地圖學的特點7.地圖學的發(fā)展,本章重點內容,查資料練習,通過查閱資料，了解：1.20世紀地圖學的發(fā)展歷程；2.現(xiàn)代地圖學的理論；其研究對地圖實踐活動有何重 要意義？與傳統(tǒng)地圖學相比，現(xiàn)代地圖學出現(xiàn)了新的品種、新的地圖生產工藝、新的地圖設計理論以及新的地圖應用