课目 地图的基本概念地图学的定义及学科体系 目的要求 1、了解地图的基本概念 2、了解地图学的定义及结构 重点难点 地图的定义和基本特征;地图学的定义 主要内容 地图的基本概念 地图的基本特征和定义 基本特征1)地图必须遵循一定的数学法则 2)地图必须经过科学概括 3)地图具有完整的符号系统 4)是地理信息的载体 定义:是遵循一定的数学法则,将客体(一般指地球,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,一传递它们的数量和质量在时间与空 间上的分布规律和发展变化 2、构成要素 (1)图形要素 (2)数字要素 包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点 (3)辅助要素 (4)补充说明 3、地图的简要制作过程:主要分为实测成图与编绘成图 实测成图是绘制大比例尺地图的最基本的方法。其工作过程主要包括四个步骤,首先在 国家控制网点的基础上进行扩展、加密成实测地图所需的图根控制网点,其次以图根控制网 点为基准,对实际地物的平面位置高程进行施实测,然后转入内业,对图件进行整理、清绘、 最后制成地图。实测的方法可以分为地面和高空两种 编绘成图是把实测所得的大比例尺地图,根据需要,逐级缩小,编制成各种较小比例尺的 地图。其主要过程可分为编辑准备、编绘、清绘、制印四个步骤 地图学的定义及学科体系 1、定义:以地图信息传递为中心,探讨地图的理论实质,制作技术和使用方法的综合学科。 2、地图学的结构及学科分支:我国地图学者对地图学的结构体系的观点,已经在地图学的 定义中做了明确的表述。地图学是对由对地图理论研究、地图制作方法与技术、地图应 用这三方面的分支学科所组成。 3、地图学与相关学科的关系 地图学在长期的发展过程中,曾与测量学、地理学有着十分紧密的联系。随着近一二十 年来地图学在数据以及地图生产方式的变革,地图学与传统及新兴的相关学科不断重新 组合。一些横断科学,如信息论、系统论、传递理论等,也开始介入到地图学领域,为 地图学各种基础理论及应用的形成提供了有力的工具
课目 地图的基本概念 地图学的定义及学科体系 目的要求 1、 了解地图的基本概念 2 、了解地图学的定义及结构 重点难点 地图的定义和基本特征;地图学的定义 主要内容： 一 地图的基本概念 1、 地图的基本特征和定义 基本特征 1) 地图必须遵循一定的数学法则 2) 地图必须经过科学概括 3) 地图具有完整的符号系统 4) 是地理信息的载体 定义:是遵循一定的数学法则,将客体(一般指地球,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,一传递它们的数量和质量在时间与空 间上的分布规律和发展变化. 2 、构成要素: （1）图形要素 （2）数字要素 包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点 （3）辅助要素 （4）补充说明 3、地图的简要制作过程：主要分为实测成图与编绘成图 实测成图是绘制大比例尺地图的最基本的方法。其工作过程主要包括四个步骤，首先在 国家控制网点的基础上进行扩展、加密成实测地图所需的图根控制网点，其次以图根控制网 点为基准，对实际地物的平面位置高程进行施实测，然后转入内业，对图件进行整理、清绘、 最后制成地图。实测的方法可以分为地面和高空两种。 编绘成图是把实测所得的大比例尺地图,根据需要,逐级缩小,编制成各种较小比例尺的 地图。其主要过程可分为编辑准备、编绘、清绘、制印四个步骤。 二、地图学的定义及学科体系 1、定义：以地图信息传递为中心，探讨地图的理论实质，制作技术和使用方法的综合学科。 2、地图学的结构及学科分支：我国地图学者对地图学的结构体系的观点，已经在地图学的 定义中做了明确的表述。地图学是对由对地图理论研究、地图制作方法与技术、地图应 用这三方面的分支学科所组成。 3、地图学与相关学科的关系 地图学在长期的发展过程中，曾与测量学、地理学有着十分紧密的联系。随着近一二十 年来地图学在数据以及地图生产方式的变革，地图学与传统及新兴的相关学科不断重新 组合。一些横断科学，如信息论、系统论、传递理论等，也开始介入到地图学领域，为 地图学各种基础理论及应用的形成提供了有力的工具
课目 地图学的历史与发展、现代地图的作用与类型 目的要求 了解地图的历史发展,掌握现代地图的作用与类型 重点难点 现代地图的功能、作用与类型 主要内容: 地图学的历史与发展 (一)地图学的历史回顾 1、我国地图学的历史回顾 2、国外地图学的发展 (二)现代地图学进展 1、现代地图及其制作的发展 2、现代地图学理论:地图信息论、地图信息传递论、地图感受论、地图符号论、地图模型 论、地图认知理论、综合制图理论 现代地图的作用与类型 (一)地图的功能:认识功能、模拟功能、信息的负载和传递功能 (二)地图的应用:经济建设、科学研究、国防建设、政治活动、文化教育、日常生活 (三)地图的类型 1、按地图的图形分类:普通地图和专题地图 2、按比例尺的大小,可将地图分为、大、中、小三类 3、按区域分类 按区域范围从总体到局部,从大到小进行分类,可以包括多个层次 (1)星球图、地球图 (2)世界图、大洲图、大洋图、半球图 (3)国家图以及下属的一级行政区、二级行政区以及更小的行政区域地图 (4)局部区域图:如海域图、海湾图、流域图 4、按地图的视觉化状况分类:实地图和虚地图 5、按地图的瞬时状态分类:静态地图和动态地图 6、按地图维数分类:平面地图及立体地图 7、按其他指标分类 1)按用途:国民经济与管理地图、教育与科学技术地图、文化地图等 2)按语言种类:汉语地图、各少数民族语言地图、外文地图 3)按出版和使用方式:桌图、挂图、折叠图、屏幕地图、地图集 4)按感受方式:线划地图、数字地图、影象地图、缩微地图、荧光地图、触觉地图、多媒 体声像地图 5)按历史年代:古地图、历史地图、近代地图、现代地图
课目 地图学的历史与发展、现代地图的作用与类型 目的要求 了解地图的历史发展，掌握现代地图的作用与类型 重点难点 现代地图的功能、作用与类型 主要内容： 一、地图学的历史与发展 （一）地图学的历史回顾 1、我国地图学的历史回顾 2、国外地图学的发展 （二）现代地图学进展 1、现代地图及其制作的发展 2、现代地图学理论：地图信息论、地图信息传递论、地图感受论、地图符号论、地图模型 论、地图认知理论、综合制图理论 二、现代地图的作用与类型 （一）地图的功能：认识功能、模拟功能、信息的负载和传递功能 （二）地图的应用：经济建设、科学研究、国防建设、政治活动、文化教育、日常生活 （三）地图的类型 1、按地图的图形分类：普通地图和专题地图 2、按比例尺的大小，可将地图分为、大、中、小三类 3、按区域分类： 按区域范围从总体到局部，从大到小进行分类，可以包括多个层次： （1）星球图、地球图 （2）世界图、大洲图、大洋图、半球图 （3）国家图以及下属的一级行政区、二级行政区以及更小的行政区域地图 （4）局部区域图：如海域图、海湾图、流域图 4、按地图的视觉化状况分类：实地图和虚地图 5、按地图的瞬时状态分类：静态地图和动态地图 6、按地图维数分类：平面地图及立体地图 7、按其他指标分类 1）按用途：国民经济与管理地图、教育与科学技术地图、文化地图等 2）按语言种类：汉语地图、各少数民族语言地图、外文地图 3）按出版和使用方式：桌图、挂图、折叠图、屏幕地图、地图集 4）按感受方式：线划地图、数字地图、影象地图、缩微地图、荧光地图、触觉地图、多媒 体声像地图 5）按历史年代：古地图、历史地图、近代地图、现代地图
课目 地球体 目的要求 掌握地球体三种表面概念 重点难点 种表面的概念 主要内容: 地球的自然表面 地球并不是一个正球体,而是一个极半径略短,赤道半径略长,北极略突出,南极略扁平, 近于梨形的椭球体。这里所谓得近于“梨形”,其实是一种形象化的夸张,因为地球南北半 球的极半径之差紧在几十米范围之内,这与地球固体地表的起伏,获地球极半径与赤道半径 之差都在20KM左右相比,是十分微小的。况且,已经有证据表明,这种“梨形”还不一定会 长期保持下去。 二、地球体的物理表面 大地水准面实际上是一个起伏不平的重力等位面,即地球物理表面 由大地水准面包围的形体称大地体,是一种逼近与地球本身形状的一种形体。可以成大地体 是对地球形体的一级逼近 定义出大地水准面的意义,主要在于以下几方面 1、由略微不规则的大地水准面包围的大地体,是地球形状的很好近似 2、由于大地水准面包围的大地体表面存在一定的起伏波动,这对大地测量或地球物理学均 具有研究价值,可应用重力理论来进行研究。 3、由于大地水准面是实际重力等位面,因此人们才有可能通过测量仪器,获得相对于大地 水准面的海拔高程 地球体的数学表面 大地体是由大地水准面包围而成的,由于大地水准面是个不规则的曲面,因此它的表面仍然 不能用数学模型定义和表达,必须寻求一个与大地体及其接近的形体来代替大地体。人们假 想,可以将大地体绕短轴(地轴)飞速旋转,就能形成一个表面光滑的球体,即旋转椭球体 或称地球椭球体。地球椭球体表面是个可以用数学模型定义和表达的曲面,这就是我们所称 的地球数学表面。地球椭球体表面可以成对地球形体的二级逼近
课目 地球体 目的要求 掌握地球体三种表面概念 重点难点 三种表面的概念 主要内容： 一、地球的自然表面 地球并不是一个正球体，而是一个极半径略短，赤道半径略长，北极略突出，南极略扁平， 近于梨形的椭球体。这里所谓得近于“梨形”，其实是一种形象化的夸张，因为地球南北半 球的极半径之差紧在几十米范围之内，这与地球固体地表的起伏，获地球极半径与赤道半径 之差都在20KM左右相比，是十分微小的。况且，已经有证据表明，这种“梨形”还不一定会 长期保持下去。 二、地球体的物理表面 大地水准面实际上是一个起伏不平的重力等位面，即地球物理表面。 由大地水准面包围的形体称大地体，是一种逼近与地球本身形状的一种形体。可以成大地体 是对地球形体的一级逼近。 定义出大地水准面的意义，主要在于以下几方面： 1、由略微不规则的大地水准面包围的大地体，是地球形状的很好近似。 2、由于大地水准面包围的大地体表面存在一定的起伏波动，这对大地测量或地球物理学均 具有研究价值，可应用重力理论来进行研究。 3、由于大地水准面是实际重力等位面，因此人们才有可能通过测量仪器，获得相对于大地 水准面的海拔高程 三、地球体的数学表面 大地体是由大地水准面包围而成的，由于大地水准面是个不规则的曲面，因此它的表面仍然 不能用数学模型定义和表达，必须寻求一个与大地体及其接近的形体来代替大地体。人们假 想，可以将大地体绕短轴（地轴）飞速旋转，就能形成一个表面光滑的球体，即旋转椭球体 或称地球椭球体。地球椭球体表面是个可以用数学模型定义和表达的曲面，这就是我们所称 的地球数学表面。地球椭球体表面可以成对地球形体的二级逼近
课目 地球坐标系与大地定位 目的要求 了解几种坐标系统 重点难点 全球定位系统 主要内容: 地理坐标: 就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。在大地测量学中,对于地理坐标系统中的经纬度有 三种提法 1.天文经纬度 天文经度,即为观测点天顶子午面与格林尼治天钉子午面间的两面角,或是为一个天体在上 述两地的时角差。在天文学和大地测量学中,常用时间单位表示。天文经度在地球上定义, 基本初子午面与观测点之间的两面角。天文纬度即赤纬,即为铅垂线与赤道平面间的夹角 2.大地经纬度 通常在大地测量中,所有的观测值在概算时均应尽量改化到参考椭球面上。地面上任意A的 位置,可用大地经度λ、大地纬度φ和大地高度H表示 3.地心经纬度 这里所谈的地心,即地球椭球体的质量中心。地心经度等同大地经度,地心纬度是指参考椭 球体面上任一点和椭球中心连线与赤道面之间的夹角。 在大地测量学中,常以天文经纬度定义地理坐标。但在地图学中,认为以大地经纬度来定义 地理坐标更好。因为天文经纬度定义的地理坐标,其经纬度的地面等值线均扭曲成平面曲线 而以大地经纬度定义的地理坐标,实在规整的椭球面上构建的,每条经纬线投影到平面上皆 呈直线或平滑曲线,因此便于地图投影。 、我国的大地坐标系 1、我国的大地坐标系: 1980年大地坐标的大地原点,设在我国中部西安市附近的泾阳县境内。由于大地原点在我国 居中位置,因此可以减少坐标传递误差的积累。参考椭球体和大地原点确定之后,便惊醒椭 球体定位和精确测定大地原点坐标,进而再以大地原点坐标为基准,推算其他大地点坐标。 应该重申一点:不同国家易于采用的参考椭球及定位方法不同,因此同一地面点在不同坐标 系中大地坐标值不同 2、我国的大地控制网: 为了保证测量成果既在精度上符合统一要求,又能互相衔接,首先必须在全国范围内选取若 干有控制意义的点,并且精确测定其平面位置和高程,构成统一的大地控制网。大地控制网 简称大地网,由平面控制网和高程控制网组成。平面控制网,一般可由三角测量或导线测量 完成:高程控制网,是在全国范围内按统一规范,有精确测定高程的地面点所组成的网,是 全国测定其它所有地面高程的控制基础。 3、全球定位系统:GPS GPS是以人造卫星为基础的无线电导航系统,可为航空、航天、海洋、陆地等用户提供高精 度、实时、全天候、全球性三维坐标的导航、定位、定时服务 GPS卫星导航系统共包括三大部分:GPS卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面控制部 分)、GPS信号接受机(用户设备部分)
课目 地球坐标系与大地定位 目的要求 了解几种坐标系统 重点难点 全球定位系统 主要内容： 一、地理坐标： 就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有 三种提法： 1.天文经纬度 天文经度，即为观测点天顶子午面与格林尼治天钉子午面间的两面角，或是为一个天体在上 述两地的时角差。在天文学和大地测量学中，常用时间单位表示。天文经度在地球上定义， 基本初子午面与观测点之间的两面角。天文纬度即赤纬，即为铅垂线与赤道平面间的夹角。 2.大地经纬度 通常在大地测量中，所有的观测值在概算时均应尽量改化到参考椭球面上。地面上任意A的 位置，可用大地经度λ、大地纬度φ和大地高度H表示。 3.地心经纬度 这里所谈的地心，即地球椭球体的质量中心。地心经度等同大地经度，地心纬度是指参考椭 球体面上任一点和椭球中心连线与赤道面之间的夹角。 在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标。但在地图学中，认为以大地经纬度来定义 地理坐标更好。因为天文经纬度定义的地理坐标，其经纬度的地面等值线均扭曲成平面曲线。 而以大地经纬度定义的地理坐标，实在规整的椭球面上构建的，每条经纬线投影到平面上皆 呈直线或平滑曲线，因此便于地图投影。 二、我国的大地坐标系： 1、我国的大地坐标系： 1980年大地坐标的大地原点，设在我国中部西安市附近的泾阳县境内。由于大地原点在我国 居中位置，因此可以减少坐标传递误差的积累。参考椭球体和大地原点确定之后，便惊醒椭 球体定位和精确测定大地原点坐标，进而再以大地原点坐标为基准，推算其他大地点坐标。 应该重申一点：不同国家易于采用的参考椭球及定位方法不同，因此同一地面点在不同坐标 系中大地坐标值不同。 2、我国的大地控制网： 为了保证测量成果既在精度上符合统一要求，又能互相衔接，首先必须在全国范围内选取若 干有控制意义的点，并且精确测定其平面位置和高程，构成统一的大地控制网。大地控制网 简称大地网，由平面控制网和高程控制网组成。平面控制网，一般可由三角测量或导线测量 完成；高程控制网，是在全国范围内按统一规范，有精确测定高程的地面点所组成的网，是 全国测定其它所有地面高程的控制基础。 3、全球定位系统：GPS GPS是以人造卫星为基础的无线电导航系统，可为航空、航天、海洋、陆地等用户提供高精 度、实时、全天候、全球性三维坐标的导航、定位、定时服务。 GPS卫星导航系统共包括三大部分：GPS卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部 分）、GPS信号接受机（用户设备部分）
课目 地图投影 目的要求 掌握地图投影的相关知识 重点难点 地图投影方法和分类 主要内容: 地图投影意义 地图投影就是按照一定数学法则,将地球椭球面上的经纬网转换到平面上,使地面点位的地 理坐标(中,A)与地图上相对应的点位的平面直角坐标(X,Y)和平面极坐标(Φ,p) 间,建立起一一对应的函数关系 只有具备一定的地图投影的知识,比如了解各种常见地图投影变形性质、变形分布规律及具 体应用范围等,才能够正确选择和使用地图 地图比例尺 1、地图比例尺的含义:具体指的是图上长度与相应地面之间的长度比例 2、地图比例尺的表示 (1)数字式比例尺 (2)文字式比例尺 (3)图解式比例尺可分为直线比例尺、斜分比例尺和复式比例尺 (4)特殊比例尺可分为变比例尺和无级别比例尺 三、地图投影变形 1、投影变形的概念: 2、变形椭圆:取地面上一个微分圆,将它投影后变成椭圆,通过研究其在投影平面上的变 化,作为地图投影变形的几何解释,这样的椭圆成变形椭圆 3、投影变形的性质和大小 (1)长度比与长度变形 (2)面积比与面积变形 (3)角度变形 四、地图投影方法 1、几何投影法 2、数学解析法 五、地图投影分类 1、按地图投影的构成方法分类 (1)几何投影:方位投影、圆柱投影、圆锥投影,上述投影又可根据球面与投影面积的相 对部分不同,分为正轴投影、横轴投影、斜轴投影 (2)非几何投影:按经纬线形状,可分为为伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆 锥投影 (3)按地图投影的变形性质分类:等角投影、等积投影和位置投影 六、地图投影变换 1、传统地图投影变换 (1)格网转绘法 (2)蓝图(或棕图)嵌贴法 2、数字地图投影变换 具体转化过程是 1)用数字化仪将原始投影的地图资料变成数学资料 2)输入计算机的数字资料,按一定的数学方法进行投影坐标变换; 3)将变换后的数字资料用绘图仪输成新投影的图形
课目 地图投影 目的要求 掌握地图投影的相关知识 重点难点 地图投影方法和分类 主要内容： 一、地图投影意义： 地图投影就是按照一定数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，使地面点位的地 理坐标（φ，λ）与地图上相对应的点位的平面直角坐标（X，Y）和平面极坐标（Ф，ρ） 间，建立起一一对应的函数关系。 只有具备一定的地图投影的知识，比如了解各种常见地图投影变形性质、变形分布规律及具 体应用范围等，才能够正确选择和使用地图。 二、地图比例尺 1、地图比例尺的含义：具体指的是图上长度与相应地面之间的长度比例 2、地图比例尺的表示： （1）数字式比例尺 （2）文字式比例尺 （3）图解式比例尺 可分为直线比例尺、斜分比例尺和复式比例尺 （4）特殊比例尺 可分为变比例尺和无级别比例尺 三、地图投影变形 1、投影变形的概念： 2、变形椭圆：取地面上一个微分圆，将它投影后变成椭圆，通过研究其在投影平面上的变 化，作为地图投影变形的几何解释，这样的椭圆成变形椭圆 3、投影变形的性质和大小 （1）长度比与长度变形 （2）面积比与面积变形 （3）角度变形 四、地图投影方法： 1、几何投影法 2、数学解析法 五、地图投影分类 1、按地图投影的构成方法分类： （1）几何投影：方位投影、圆柱投影、圆锥投影，上述投影又可根据球面与投影面积的相 对部分不同，分为正轴投影、横轴投影、斜轴投影 （2）非几何投影：按经纬线形状，可分为为伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆 锥投影 （3）按地图投影的变形性质分类：等角投影、等积投影和位置投影 六、地图投影变换 1、传统地图投影变换 （1）格网转绘法 （2）蓝图（或棕图）嵌贴法 2、数字地图投影变换 具体转化过程是： 1)用数字化仪将原始投影的地图资料变成数学资料； 2）输入计算机的数字资料，按一定的数学方法进行投影坐标变换； 3）将变换后的数字资料用绘图仪输成新投影的图形