第二章地形图及其应用 教学目的和要求: 1.掌握地形图的数学基础、地理要素和辅助要素的表示方法。 2.掌握地形图的室内外作业、野外阅读和填图技能。 本章重点:地貌要素的表示方法、地形图的阅读、地形图的室内外应 用 本章难点:地形图的数学基础。 教学时数:13学时 [第一讲2学时] [引入] 地形图这个名词对于我们来说并不陌生,地理课本及历年高考都涉及 到有关地形图基本知识的一些问题,如利用等高线判断地形特征、利用等 高线绘制剖面图等,但所有这些都是肤浅的,不系统的,通过本章的学习 使同学们对地形图有一个全面而系统地认识,学会使用地形图,利用地形 图进行室内野外作业。 地形图是国家进行经济建设和国防建设的重要资料。道路的选线和施 工,水库的设计和修建,农业规划,工业布局,以及地质、土壤、植被、 土地利用等专业考察和区域开发,都要使用地形图,在军事上,地形图尤 为重要,被称为军队的眼睛,部队的行军,指挥员布置和指挥战斗,都离 不开地形图。地形图也是我们本学期学习的重点。地形图是国家的机密文 件在学习使用中,不得丢失,妥善保存,及时收回,否则后果自负。 第一节我国国家基本比例尺地形图概述 八种基本比例尺地形图 我国把1:5000、1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、 (原1:20万) 1:50万、1:100万八种比例尺的地形图定为国家基本比例尺的地形
1 第二章 地形图及其应用 教学目的和要求： 1.掌握地形图的数学基础、地理要素和辅助要素的表示方法。 2.掌握地形图的室内外作业、野外阅读和填图技能。 本章重点：地貌要素的表示方法、地形图的阅读、地形图的室内外应 用。 本章难点：地形图的数学基础。 教学时数：13 学时 [第一讲 2 学时] [引入] 地形图这个名词对于我们来说并不陌生，地理课本及历年高考都涉及 到有关地形图基本知识的一些问题，如利用等高线判断地形特征、利用等 高线绘制剖面图等，但所有这些都是肤浅的，不系统的，通过本章的学习 使同学们对地形图有一个全面而系统地认识，学会使用地形图，利用地形 图进行室内野外作业。 地形图是国家进行经济建设和国防建设的重要资料。道路的选线和施 工，水库的设计和修建，农业规划，工业布局，以及地质、土壤、植被、 土地利用等专业考察和区域开发，都要使用地形图，在军事上，地形图尤 为重要，被称为军队的眼睛，部队的行军，指挥员布置和指挥战斗，都离 不开地形图。地形图也是我们本学期学习的重点。地形图是国家的机密文 件在学习使用中，不得丢失，妥善保存，及时收回，否则后果自负。 第一节 我国国家基本比例尺地形图概述 一、八种基本比例尺地形图 我国把 1：5000、1：1 万、1：2.5 万、1：5 万、1：10 万、1：25 万、 （原 1：20 万） 1：50 万、1：100 万八种比例尺的地形图定为国家基本比例尺的地形
图 地形图的内容包括有:水文、地形、土质、植被、居民地、交通 线和境界线。 特点:(1)内容详细,几何精度高。比例尺较大,特别是大于1:10 万,是实测图,详细而精确反映区城内地理事物形状分布为质类型及数量 特征。(2)采用统一的符号系统 二、分类及用途 习惯上根据比例尺又分为大、中、小三类,随着比例尺的不同,其内 容与精度也有区别,从而他的用途也有所不同。地形图的主要用途: (1)用于研究区域概况 (2)提供各种资料和数据 (3)作为填绘地理考察内容的工作底图。 (4)野外工作的工具 (5)编制专题地图的底图。 1.大比例尺地形图 1:5000——1:10万(包括1:5000、1:1万、1:2.5万、1:5 万、1:10万) 用途:从图上可以直接量取各种精确的数据,并能在图上进行规划设 ,可作为专业调查和填图的工作底图和编制专题地图的底图,在军事上, 是指挥人员组织战斗或战役中不可缺少的工具,也是炮兵战斗是确定射击 点的主要工具。 2.中比例尺地形图 1:25万—-1:50万。精度低于大比例尺地形图,一般作为总体规划 用图,也可作为编制小比例尺专题地图的底图,军事上可作为高级司令部 组织战役,战略计划时用图。 3.小比例尺地形图 小于1:100万。精度低于大、中比例尺。特点是综合程度大 比例尺 表示实地面积(平方千米) l:5000
2 图。 地形图的内容包括有：水文、地形、土质、植被、居民地、交通 线和境界线。 特点：（1）内容详细，几何精度高。比例尺较大，特别是大于 1：10 万，是实测图，详细而精确反映区城内地理事物形状分布为质类型及数量 特征。（2）采用统一的符号系统 二、分类及用途 习惯上根据比例尺又分为大、中、小三类，随着比例尺的不同，其内 容与精度也有区别，从而他的用途也有所不同。地形图的主要用途： （1）用于研究区域概况。 （2）提供各种资料和数据。 （3）作为填绘地理考察内容的工作底图。 （4）野外工作的工具。 （5）编制专题地图的底图。 1.大比例尺地形图 1：5000——1：10 万 （包括 1：5000、1：1 万、1：2.5 万、1：5 万、1：10 万） 用途：从图上可以直接量取各种精确的数据，并能在图上进行规划设 计，可作为专业调查和填图的工作底图和编制专题地图的底图，在军事上， 是指挥人员组织战斗或战役中不可缺少的工具，也是炮兵战斗是确定射击 点的主要工具。 2.中比例尺地形图 1：25 万——1：50 万。精度低于大比例尺地形图，一般作为总体规划 用图，也可作为编制小比例尺专题地图的底图，军事上可作为高级司令部 组织战役，战略计划时用图。 3.小比例尺地形图 小于 1：100 万。精度低于大、中比例尺。特点是综合程度大 比例尺 表示实地面积（平方千米） 1：5000 5
1:1万 多 1:2.5万 110多 1:5万 450多 1:10万 1800 1:25万 16000 1:50万 1:100万 256000 用途:概括地表示了区域的地理特征称为“一览图”,作为国家、省总 体规划和全国性的各种专题图的底图。军事上,用作战略规划和编绘军事 态势图 第二节地形图的数学基础 地形图内容详尽,精度要求很高。为了保证地形图具有良好的精度 对地形图的数学基础,特别是地图投影的要求很高:方向正确,没有角度 变形,以保证图上景物形状与实地相似;地物之间的距离和关系位置正确, 以便于量测。那么,选用什么样的投影才能满足这些要求呢? 、投影和分带 〈一〉投影 我国大、中比例尺的地形图采用等角横切椭圆柱投影,极髙斯一一克 吕格投影。小比例尺地形图(1:100万)采用等角圆锥投影 高斯—一克吕格投影的原理是:假设用一空心椭圆柱横套在地球椭球 体上,使椭圆柱轴通过地心,椭圆柱面与椭球体面某一经线相切;然后 用解析法使地球椭球体面上经纬网保持角度相等的关系,并投影到椭圆柱 面上,最后将椭圆柱面切开展平,就得到投影后的图形。 由于这个投影是德国数学家、物理学家、天文学家高斯于十九世纪二 十年代(1825年)拟定,后经德国大地测量学家克吕格于1912年对投影公 式加以补充,故称高斯一一克吕格投影。 该投影后的经纬网图形可看出以下三条规律: (1)中央经线和赤道为垂直相交的直线,作为直角坐标系的坐标 轴,也是经纬网图形的对称轴
3 1:1 万 20 多 1：2.5 万 110 多 1：5 万 450 多 1：10 万 1800 1：25 万 16000 1: 50 万 64000 1：100 万 256000 用途：概括地表示了区域的地理特征称为“一览图”，作为国家、省总 体规划和全国性的各种专题图的底图。军事上，用作战略规划和编绘军事 态势图。 第二节 地形图的数学基础 地形图内容详尽，精度要求很高。为了保证地形图具有良好的精度， 对地形图的数学基础，特别是地图投影的要求很高：方向正确，没有角度 变形，以保证图上景物形状与实地相似；地物之间的距离和关系位置正确， 以便于量测。那么，选用什么样的投影才能满足这些要求呢？ 一、投影和分带 〈一〉投影 我国大、中比例尺的地形图采用等角横切椭圆柱投影，极高斯——克 吕格投影。小比例尺地形图（1：100 万）采用等角圆锥投影。 高斯——克吕格投影的原理是：假设用一空心椭圆柱横套在地球椭球 体上，使椭圆柱轴通过地心，椭圆柱面与椭球体面某一经线相切；然后， 用解析法使地球椭球体面上经纬网保持角度相等的关系，并投影到椭圆柱 面上，最后将椭圆柱面切开展平，就得到投影后的图形。 由于这个投影是德国数学家、物理学家、天文学家高斯于十九世纪二 十年代（1825 年）拟定，后经德国大地测量学家克吕格于 1912 年对投影公 式加以补充，故称高斯——克吕格投影。 该投影后的经纬网图形可看出以下三条规律： （1） 中央经线和赤道为垂直相交的直线，作为直角坐标系的坐标 轴，也是经纬网图形的对称轴
(2)经线为凹向对称于中央经线的曲线,纬线为凸向对称于赤道 的曲线,且与经线曲线正交,没有角度变形。 (3)中央经线上没有长度变形,其余经线的长度略大于球面实际 长度,离中央东西两侧愈远,椭圆柱面与椭球面愈不接触,其变形愈大(纬 线为0°,经差为±3°,长度变为1.38%。 (二)分带 为了控制变形,采用分带投影的办法,规定1:2.5万—-1:50万地 形图采用经差6°分带;1:1万及更大的比例尺地形图采用3°分带,以保证 必要的精度 6°分带法:从格林威治0°经线(本初子午线),自西向东按经差每 6°唯一投影带,全球共分60个投影带,依次编号为1——60,我国位于东 经72°——136°之间,共包括11个投影带,即13--23带 3°分带法:从东经算起,自西向东按经差3°为一个投影带,全球共 分120个带,我国位于24--45带。 每带带号与其中央经线的经度有如下关系: 6°带 中央经度 λ中=6 3°带 中央经度 λ中=3°*n 二、地形图上的坐标网 为了在地图上迅速而准确的指示目标位置和确定方向,距离、面积等, 高斯一一克吕格投影的地图上绘有两种坐标网:地理坐标网(经纬网)和 直角坐标网(方里网)。 (一)地理坐标网 规定1:1万—-1:10万比例尺的地形图上,每幅图的内图廓为经纬 线,而图内不加绘经纬线,经纬度数值注记在内图廓的四角,在内外图廓 间,还绘有黑白相间或仅用针线表示经差、纬差1′的分度带。需要时将对 应点相连接,就可构成很密的经纬网。 在1:25万——1:100万地形图上,直接绘出经纬网有时还绘有加密 经纬网的加密分割线。纬度注记在东西内外图廓间,经度注记在南北内外 图廓间
4 （2） 经线为凹向对称于中央经线的曲线，纬线为凸向对称于赤道 的曲线，且与经线曲线正交，没有角度变形。 （3） 中央经线上没有长度变形，其余经线的长度略大于球面实际 长度，离中央东西两侧愈远，椭圆柱面与椭球面愈不接触，其变形愈大（纬 线为 0°，经差为±3°，长度变为 1.38%）。 （二）分带 为了控制变形，采用分带投影的办法，规定 1：2.5 万——1：50 万地 形图采用经差 6°分带;1:1 万及更大的比例尺地形图采用 3°分带,以保证 必要的精度. 6°分带法： 从格林威治 0°经线（本初子午线），自西向东按经差每 6°唯一投影带，全球共分 60 个投影带，依次编号为 1——60，我国位于东 经 72°——136°之间，共包括 11 个投影带，即 13——23 带。 3°分带法：从东经算起，自西向东按经差 3°为一个投影带，全球共 分 120 个带，我国位于 24——45 带。 每带带号与其中央经线的经度有如下关系： 6°带 中央经度 λ中=6°* n -3° 3°带 中央经度 λ中=3° * n 二、地形图上的坐标网 为了在地图上迅速而准确的指示目标位置和确定方向，距离、面积等， 高斯——克吕格投影的地图上绘有两种坐标网：地理坐标网（经纬网）和 直角坐标网（方里网）。 （一） 地理坐标网 规定 1：1 万——1：10 万比例尺的地形图上，每幅图的内图廓为经纬 线，而图内不加绘经纬线，经纬度数值注记在内图廓的四角，在内外图廓 间，还绘有黑白相间或仅用针线表示经差、纬差 1′的分度带。需要时将对 应点相连接，就可构成很密的经纬网。 在 1：25 万——1：100 万地形图上，直接绘出经纬网有时还绘有加密 经纬网的加密分割线。纬度注记在东西内外图廓间，经度注记在南北内外 图廓间
(二)直角坐标网 1、坐标系的建立和起算 直角坐标网是以每一投影带的中央经线为纵轴(X轴),赤道作为横轴 (Y轴),纵坐标以赤道为0起算,赤道以北为正,以南为负。我国位于北 半球,纵坐标都是正值,横坐标本来应以中央经线为0起算,以东为正, 以西为负,但因坐标数有正有负,不便于使用,所以,又规定凡橫坐标值 均加500千米即等于将纵坐标轴向西移500千米,横坐标从此起算则均为 正值。 2、直角坐标网的构成 以公里为单位,按相等的间距,作平行于纵、横轴的若干直线,便构 成了图面上的平面直角坐标网,又叫方里网。 3、坐标的注记 纵坐标注记在东西内外图廓间,又南向北增加(四位数):横坐标注记 在南北内外图廓间,由西向东增加。近地图四角注有全部坐标数。横坐标 前两位为带号,其余只注最后两位公里数。 规定1:10万和更大的比例尺地形图绘制方里网,其间隔规定如下表: 比例尺 图上方里网间隔 相应实地长度 1:1万 10 1:2.5万 1:5万 2 cm kr 1:10万 (三)相邻投影带图幅的拼接 由于高斯一一克吕格投影的经线是向投影带的中央经线收敛的,它和 坐标纵线有一定的夹角,叫子午线收敛角。所以当相邻两带的图幅拼接时, 方里网就形成了折角。这就给拼接使用地图带来很大的困难,规定在一定 的范围内把邻带的坐标延伸到本带的图幅上,这就使某些图幅上有两个方 里网系统,一个是本带的,一个是邻带的,为了区别,图廓内绘有本带方 里网,图廓外绘邻带方里网的小段,需要使用时才连绘出来,这样相邻图 幅就具有统一的直角坐标系统
5 （二） 直角坐标网 1、 坐标系的建立和起算 直角坐标网是以每一投影带的中央经线为纵轴（X 轴），赤道作为横轴 （Y 轴），纵坐标以赤道为 0 起算，赤道以北为正，以南为负。我国位于北 半球，纵坐标都是正值，横坐标本来应以中央经线为 0 起算，以东为正， 以西为负，但因坐标数有正有负，不便于使用，所以，又规定凡横坐标值 均加 500 千米即等于将纵坐标轴向西移 500 千米，横坐标从此起算则均为 正值。 2、 直角坐标网的构成 以公里为单位，按相等的间距，作平行于纵、横轴的若干直线，便构 成了图面上的平面直角坐标网，又叫方里网。 3、 坐标的注记 纵坐标注记在东西内外图廓间，又南向北增加（四位数）；横坐标注记 在南北内外图廓间，由西向东增加。近地图四角注有全部坐标数。横坐标 前两位为带号，其余只注最后两位公里数。 规定 1：10 万和更大的比例尺地形图绘制方里网，其间隔规定如下表： 比例尺 图上方里网间隔 相应实地长度 1：1 万 10 cm 1 km 1：2.5 万 4 cm 1 km 1：5 万 2 cm 1 km 1：10 万 2 cm 2 km （三）相邻投影带图幅的拼接 由于高斯——克吕格投影的经线是向投影带的中央经线收敛的，它和 坐标纵线有一定的夹角，叫子午线收敛角。所以当相邻两带的图幅拼接时， 方里网就形成了折角。这就给拼接使用地图带来很大的困难，规定在一定 的范围内把邻带的坐标延伸到本带的图幅上，这就使某些图幅上有两个方 里网系统，一个是本带的，一个是邻带的，为了区别，图廓内绘有本带方 里网，图廓外绘邻带方里网的小段，需要使用时才连绘出来，这样相邻图 幅就具有统一的直角坐标系统