地图学原理考点整理

第一章地图

地图的定义：遵循一定的数学法则，将客体上的地理信息，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，以传统它们的数量和质量，在时间和空间上的分布概况与发展状况。

地图的基本特征：特殊的数学法则、特定的符号系统、特异的地图概括、独特的传输信息的通道。地图投影方法、比例尺和控制定向构成了地图的数学发展则，保证了地图的精度。地图的构成要素：数学要素、地理要素、图边要素（辅助要素）。

数学要素：地图投影、比例尺、控制点。

地理要素：自然地理要素（水系、地貌、土质、植被）

社会经济要素（居民地、交通线、境界线、独立地物）

图边要素：图名、图号、图例、比例尺、接图表、等高距、坡度尺等

地图学的概念：是以空间信息图形表达、存储和传输为目的，综合研究地图实质、制作技术及其使用方法的综合性学科。

地图学的研究对象是地图，任务是研究地图理论、地图制作和地图使用。

地图的制作方法：实测成图法和编绘成图法。大比例尺普通地图制作常采用实测成图法；中小比例尺普通地图制作常采用编绘成图法；专题地图制作一般采用编绘成图法。

传统实测成图法常分为：图根控制测量、地形测量、内业制图和制版印刷几个过程。

第二章地图的数学基础

一、坐标系

1、地图上确定地理要素分布位置和几何精度的数学要素：坐标网、控制点、地图投影以及比例尺等。

2、建立数学要素：地球形状和大小（大地控制）→曲面转化为平面（地图投影）→大与小的矛盾（比例尺）。

3、椭球体的三要素：长轴a，短轴b，扁率f=a-b/a

4、大地控制的主要任务：确定地面点在地球椭球体上的位置。

包括：点在地球椭球面上的平面位置（经度纬度）；确定点到大地水准面的高度（高程）。

5、地理坐标系：用经纬度表示地面点位的球面坐标系。

包括：天文经纬度：表示地面点在大地水准面上的位置。

大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置。

地心经纬度：以地球椭球体质量中心为基点。

大地测量学中，以天文经纬度定义地理坐标。

地图学中，以大地经纬度定义地理坐标。

地理学及地图学的小比例尺制图中，将椭球体当成正球体，采用地心经纬度。

6、大地水准面：地球的物理表面。

7、大地体：大地水准面包围的形体。

二、比例尺

1、编制地图时，需要把地球或制图区域按照一定的比率缩小表示，这种缩小的比率就是地图的比例尺。

2、主比例尺：在投影过程中，没有变形的点或线上的比例尺。

局部比例尺：其他大雨或小于主比例尺的比例尺。

比例尺越大，图面精度越高；比例尺越小，图面精度越小，但概括性越强。

3、地图比例尺的形式：数字比例尺、文字比例尺、图解比例尺。

4、比例尺的作用：同一地区，比例尺越大，地图图形越大。

相当于图上0.1mm的地面水平长度，称为比例尺精度。

比例尺越大，地图内容越详细，符号尺寸亦稍大；反之，地图内容越简略，符号尺寸相应减小。

三、地图投影概述

1、地图投影：研究将地球椭球面上的经纬网按照一定的数学法则转移到平面上的方法及其变形问题。

实质：是将地球椭球面上的经纬线网按一定的数学法则转移到平面上。

2、地图投影基本方法：几何透视法、数学解析法。

3、地图投影变形：球面转换成平面后，地图上所产生的长度、角度、面积误差。

4、地图投影的分类：

按变形性质分类：等角投影、等积投影、任意投影。

按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。

条件投影：伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影。

A、等角投影：便于两测方向，用于编制航海图、洋流图和风向图。面积变形较大。

B、等积投影：最大长度比和最小长度比互为倒数。用于编制对面积精度要求较高的自然地图和社会经济地图。

C、任意投影：多用于对投影变形要求适中或区域较大的地图。教学地图、科学参考图、世界地图。

D、圆锥投影：适合于制作中纬度东西方向延伸地区的地图。由于地球上广大陆地位于中纬度地区，又因为圆锥投影的经纬线网形状比较简单，所以被广泛应用于编制各种比例尺地图。

5、常用的地图投影：墨卡托投影、等差分纬线多圆锥投影、斜轴等积方位投影、高斯-克吕格投影等等。

A、墨卡托投影：属于正轴等角圆柱投影。其等角航线表现为直线。

等角性质和把等角航线表现为直线的特征，使其在航海地图中得到了广泛应用；该投影也可以用来编制赤道附近国家及一些区域的地图。

B、等差分纬线多圆锥投影：1963年中国地图出版社在普通多圆锥投影的基础上，设计出了等差分纬线多圆锥投影。等差分纬线多圆锥投影的赤道和中央经线是相互垂直的直线，中央经线长度比等于1。

通过对大陆的合理配置，该投影能完整地表现太平洋及其沿岸国家，突出显示我国与邻近国家的水陆关系。从变形性质来看，等差分纬线多圆锥投影属于面积变形不大的任意投影。我国绝大部分地区的面积变形在10%以内，中央经线和±44度纬线的交点处没有角度变形，全国大部分地区的最大角度变形在10%以内。因而，等差分纬线多圆锥投影是我国编制各种世界政区图和其他来兴世界地图的最主要的投影之一。

C、斜轴等积方位投影：该投影没有面积变形，中央经线上的投影中心无变形，长度和角度变形随着远离投影中心而逐渐增加。主要用于编制亚洲、欧洲和北美洲等大区域地图，

中国政区图采用此投影，投影中心位于北纬30度、东经105度。

D、高斯-克吕格投影：是一种横轴等角切椭圆柱投影。该投影无角度变形；中央子午线长度比为1，没有长度变形；其余经线长度比大于1，长度变形为正。距离中央子午线越远，变形越大。

第三章地图符号系统

一、地图符号系统

1、地图符号系统：表示地表各种事物现象的线划图形、色彩、数学语言和注记的总和。

2、地图符号：图上表示制图对象空间分布，数量、质量等特征的标志、信息载体，包括线划符号、色彩图形和注记。

实质：以约定关心为基础，用一种视觉形象图形来代指事物现象的抽象概念。

3、地图符号特征：综合抽象性、系统性、约定性、传递性、时空性。

4、地图符号的分类：按图形特征：几何符号、文字符号、象形符号和透视符号。

按符号所表示的制图对象的空间分布状态：点状符号、线状符号、面状符号。

二、地图符号视觉变量

1、图形变量（视觉变量）：地图上能引起视觉变化的基本图形、色彩因素。是构成地图符号的基本元素。

2、视觉变量的组成六元素：位置、形状、色彩（色相、纯度、亮度）、尺寸、网纹、方向。

3、视觉变量的视觉感受效果：整体感与选择感、等级感、数量感、质量感、动态感、立体感。

三、地图符号设计

1、地图符号设计基本原则：形状图案化、种类要简化、符号要有对比协调性、符号要有逻辑系统性、图形色彩要有象征性、总体要有艺术性。

2、影响地图符号设计的因素：地图的内容、区域资料特征、视觉要求、使用要求、生产与成本等因素密切相关。

3、点状符号设计：用形状、尺寸、色彩变化。形状变量反映质量特征、尺寸及内部结构反映数量和等级特征、色彩变量反映质量特征。

4、线状符号设计：表示线状或带状延伸的地物、表示类型或区域的分界线、对有形或无形的趋势面的总体概况。

5、面状符号的设计：用轮廓线表示空间位置，用内填充晕线花纹或色彩表示质量数量特征。

四、地图色彩

1、色彩是光线作用到人眼刺激视神经而产生的感觉。

2、色彩三要素：色相：色彩固有的相貌，体现色彩质的差异。

亮度：色彩本身的明暗程度，也指某色反射色光的强度。

纯度：色彩的纯洁程度，接近标准色的程度。

3、色光的混合：加色法，三原色：红、绿、蓝。

颜料色的混合：减色法，三原色：品红、黄、青。

三间色：颜料色的两原色混合得到。

4、消色：白、灰、黑。

彩色：除消色之外的彩色。

第四章地图概括

1、地图概括：根据地图的用途、比例尺和区域特点对地图内容进行选择和化简，概括和综合的过程。

2、地图概括的实质：解决广阔制图区域内繁多的地理事物与有限地图图幅面积之间的矛盾。

3、影响地图概括的因素：

客观因素：地图用途、比例尺、制图区域的特点、制图资料的质量、地图符号的形式和大小。

主观因素：制图者的才能和经验，即经过制图者对客观要素之间纵向和横向联系性的综合考虑而“客观的、科学的抽象过程”。

4、地图概括的原则：符合地图用途的需要、保持地图清晰易读且内容完备、保证一定的地图精度、反映出制图区域地理特征。

5、地图概括的步骤：是通过简化、分类、夸张、符号化和归纳等步骤实现的。

6、地图概括原理：根据地图的用途、比例尺和区域地理特征，由制图者来压缩地图图面的负载量。

7、地图概括的方法：基本数学模式的图面载负标准确定法、内容取舍法、形状化简法、数量特征和质量特征的概况法。

内容选取的顺序：从主要到次要、从高级到低级、从大到小、从全局到局部。

形状化简法中图形化简的基本方法：删除、夸大、合并、分割。

保持轮廓图形的和弯曲形状的基本特征。

保持弯曲转折点的相对精度。

保持不同地段弯曲程度的对比。

8、数量特征：物体的长度、高度、宽度、密度、深度、面积、体积等数量指标，是描述事物的量化信息。

数量特征概括常以扩大级差的方法来缩减制图对象的分级数量。

9、质量特征：描述制图对象的类别和性质。质量差别是对制图对象进行分类的基础。

通常用概括的分类代替详细分类，以整体的概念代替局部的概念，以减少制图对象的质量差别。

第五章普通地图

1、普通地图：以相对均衡的详细程度综合、全面地反映一定制图区域内的自然和社会经济现象一般特征的地图。

2、普通地图按比例尺分类：大比例尺（大于等于1:10万）、中比例尺（大于1:100万，小于1:10万）、小比例尺（大于等于1:100万）。

按图型或内容的概况程度分为：地形图、地理图。

3、普通地图的内容：数学基础、地理要素和图边要素。

地理要素：水系、地貌、土质植被、居民地、交通线、境界线和独立地物等。

4、地形图：是着重表示地形的普通地图。具有统一的数学基础，按照国家统一的测量和编绘规范完成，几何精度高、内容较详细。

5、普通地理图（一览图）：相对概括地表示制图区域自然地理和社会经济要素的基本特征、

分布规律及其相互关系的普通地图。比例尺小于1:100万。

6、普通地图的特征：完备、均衡性，可量测性与概括性，制图规范的一致性，系统性，权威性，应用的广泛性。

7、水系主要包括：海洋和陆地水系。

一、自然地理要素的表示

1、自然地理要素：海洋、大陆水系、地貌、土质植被。

2、地貌表示常用：写景法、晕渲法、等高线法和分层设色法。

晕渲法：显示地貌直观生动，立体感强，但不能量测坡度和高程。

等高线法：利用等高线来表示地面的高低起伏以及形态特征的方法。立体感较差。

分层设色法：直观性、自然性、连续性。越高越暗或越高越亮的原则来配设。

二、社会经济要素的表示

1、社会经济要素：居民地、交通线、境界线、独立地物。

2、居民地类型：城市、集镇、村庄三大类。主要通过字体字级区分。

大比例尺图：依比例的面状符号。表示分布位置。

小比例尺图：不依比例的点状符号。表示点位。

3、交通线：陆地交通、水上交通、管线交通和航空交通。

铁路：大中比例尺地形图上为，黑白相间的黑色线状符号表示。小比例尺地图上用黑色实现和虚线（在建）表示。

公路：用0、1、2、3、4、9代码分别表示高速、一级、二级、三级、四级公路和等外公路（专用公路）。在大中比例尺地形图上，用半依比例平行双线符号表示。小比例尺上，仅以粗细实线符号表示主要次要公路。

其他道路：公路级别以下的大车路、乡村路、小路、时令路等，用黑色粗实线。粗虚线、短虚线和点线表示。在小比例尺地图上，仅以粗实线和虚线表示大路和小路。

水上交通分为：江河航线和海洋航线。海洋航线仅在小比例尺图上用点状符号表示航线工口位置。

管线运输：包括运输管道、高压线路和通信线路。通信线路用点和直线符号表示。运输管道用小圆加直线符号表示并注记其性质。

4、境界线：国界线：用工字形短粗线加点的连续线状符号表示。

省一级：用一短线、两点的连续线显示。

地市一级：用两短线、一点的连续线表示。

县一级：用一短线、一点的连续线表示。

自然保护区界：用带齿的虚线符号表示。

三、地形图查询：

1、1991年前旧分幅法：

以1:100万地图为基础，划分出1:50万、1:25万、1:10万三种比例尺；再以1:10万为基础，划分出1:5万、1:1万；又以1:5万为基础，划分出1:2.5万比例尺。

2、1991年实施的新国家地形图分幅编号：

增加了1:5000比例尺图。以1:100万地形图为基础，经差为6度、纬差4度，共十位，前三位为1:100万地形图编号，第四位为比例尺代码（用BCDEFGH，分别代表1:50、1:25、1:10、1:5、1:2.5、1:1、1:5000），第5—7位是图幅行号数字码，第8—10位是图幅列号数字码。

第六章专题地图

1、专题地图：在地理底图上，采用专门的符号系统和独特的表示方法，突出而尽可能完美详尽的表示一种或几种自然或社会经济要素而使地图内容专题化的地图。

2、专题地图的特点：地图内容主题化、主体要素特殊化、内容广泛化、功能多元化、表达形式多样化、表示内容前瞻化。

3、专题要素的特征：空间分布特征：呈点状分布或在实地占地面积不大，采矿点、城镇等。

呈带状分布，旅游线路、交通线、河流等。

呈面状分布：连续而布满制图区：地貌、气候。

间断呈片状分布：城区、湖泊等

大范围内呈分散分布：人口、动物。

时间态特征

可示特征（数量质量特征）

4、点状要素的表示方法：定点符号法。

5、线状要素的表示方法：线状符号法：用颜色和图形表示线状要素的质量特征，用符号粗细表示等级差异，用符号的长短表示专题要素的数量。常用于编制水系图、交通图、地质构造图、导游图以及路线图。

6、面状要素的表示方法：布满制图区的要素，可用质底法、等值线法和定位图表法表示。

间断呈片状分布要素，可用范围法表示。

离散分布要素：可用点值法、分级比值法、分区统计图表法和三角形图表法表示。

7、范围法：范围法清晰易读，即可表示专题要素的空间分布，又可表示其性质、类别，较为常用。

8、范围法和质底法的区别：前者所表达事物未布满制图区，符号可以重叠；后者所表达的事物布满了制图区，符号不能重叠；前者侧重表达事物的分布范围，后者侧重表达事物的质量特征。

9、地图集的定义：根据制图目的和用途，按照统一的设计模式及规范制作而成的系列地图的集合。

10、质底法：底色法。是在区域界线或类型范围内普染颜色或填绘晕线、花纹，以显示布满制图区域专题要素的质量差别。常用于编制地貌类型图、农业区划图。气候类型图等。

编图时，首先要按所示内容的性质，进行分类和分级（分区）；其次在图上勾绘出各个分区界线；最后在各分区界线内根据拟定的图例符号表示出各类型或各区划的分布。

11、质底法和范围法主要表示专题要素的分布和质量特征，点值法既可以表示专题要素的分布，又可以表示专题要素的数量指标，故点值法是质底法和范围法的进一步发展。

12、定位图表法和定点符号法都是表示定位于点的专题要素，其区别是：

定点符号法是表示某一特定时刻或有限时期内发展变化的专题要素特征，而定位图变法则是表示周期性发生的专题要素变化。

定点符号法是以符号面积大小来说明所示专题要素的数量，用形状和颜色表示其质量；而定位图表法则是用方向线的长短、指向、位置等来表示状体要素的频率、方向和大小。