测绘学概论(4.2)--地图制图学

第4讲 习题作业
思考题
1. 地图有哪些特性？这些特性是如何形成的？
2. 地图编制内容有哪些？
3. 电子地图有哪些特点？有哪些技术基础？
4. 空间信息可视化有哪些形式？
5. 地图制图学与地理信息系统的联系与区别。

参考答案
1. 地图有哪些特性？这些特性是如何形成的？
地图以特有的数学基础、地图语言和抽象概括法则表现地球或其他星球自然表面的时空
现象，反应人类的政治、经济、文化和历史等人文现象的状态、联系和发展变化。

（1）可量测性
由于地图采用了地图投影、地图比例尺和地图定向等特殊数学法则，人们可以在地图上精确量测点的坐标、线的长度和方位、区域的面积、物体的体积和地面坡度等。

（2）直观性
地图符号系统统称为地图语言，它是表达地理事物的工具。

地图语言由符号、色彩和注记构成，它能准确地表达地理事物的位置、范围、数量和质量特征、空间分布规律以及它们之间的相互联系和动态变化。

利用地图可以直观、准确地获得地理空间信息。

（3）一览性
地图是缩小了的地面表象，它不可能表达出地面上所有的地理事物，需要通过取舍和概括的方法只表示出重要的物体，舍去次要的物体，这就是地图制图综合。

地图制图综合能使地面上任意大小的区域缩小制图，正确表达出读者需要的内容，使读图者能一览无遗。

2. 地图编制内容有哪些？
（1）数学要素
包括地图的坐标网、控制点、比例尺和定向等内容
（2）地理要素
根据地理现象的性质，大致可以区分为自然要素、社会经济要素和环境要素等
（3）辅助要素
指为阅读和使用地图者提供的具有一定参考意义的说明性内容或工具性内容，主要包
括图名、图号、接图表、图廓、分度带、图例、坡度尺、附图、资料及成图说明等【地图的分类】
按内容分类 （普通地图-相对平衡的详细程度、专题地图-突出某一种或几种）
按比例尺分类：1:10万≤大比例尺、1：100万≤中比例尺≤1:10万、小比例尺≤1：100万
按制图区域分类（自然区划、政治行政区划）
按使用方式（桌面、挂图、随身）
【地图的数学基础】
地图投影：将地球椭球面上的点投影到平面上的方法，按照一定的数学法则建立地面点的地理坐标和地图上相对应的平面直角坐标的函数关系。

是地图的数学基础。

地图投影变形：形状和大小；实质上是长度变形和方向变形引起的。

地图投影分类：按性质分为等角、等面积和任意投影；按构成方法分为几何投影（平面、圆锥表面、圆柱表面等，从而构成方位投影、圆锥投影和圆柱投影，根据位置关系不同分为正轴、斜轴、横轴）和非几何投影（伪方位投影、伪圆锥投影、伪圆柱投影和多圆锥投影）。

双标准纬线正等角割圆锥投影：我国1:100万地形图采用。

假设圆锥轴与地球椭球体旋转轴重合，圆锥面与地球椭球相割，将经纬网投影与圆锥面上展开而成。

相割的两条纬线称为标准纬线。

纬度4°一幅，共有15个投影带，每幅经差6°。

【地图定向】
地形图定向：在大于1:10万的图上需要 三北方向（真北又叫子午北---过地面任意一点，指向北极的方向，对一幅地图，通常把图幅的中央经线方向叫做真北、坐标北—纵坐标值递增的方向、磁北---实地上磁北针所知方向，与真北不一致）。

其他比例尺都是以磁北定向，特殊情况下可用斜方位定向。

地图比例尺：数字式、文字式、图解式。

比例尺 = l / L
【地图语言】
地图符号：点、线、面、体积（六个变量：形状、尺寸、色彩、方向、亮度、密度）地图色彩：
地图注记：名称、说明、数字、图外注记等（字体、字号、字色、字隔、字位、字向、字顺）。

【普通地图编制】
海洋要素、陆地水系、地貌（等高线：首曲线、计曲线、间曲线、助曲线）、居民地、交通网、境界、土质植被
【普通地图的制图综合】
地图只能以概括、抽象的形式反映出制图对象带有规律性的类型特征，而将那些次要、非本质的物体舍弃的过程。

方法：1、选取（从主要到次要，从高等到低等，从大到小，从整体到局部；一般采用资格法和定额法）和概括（删除、夸大、合并；选取指标模型，结构选取模型，图形化简模型）
【地图编制过程】
设计阶段 制作阶段（数据输入 数据处理 数据输出）
【专题地图编制】
分类：自然地图、社会经济地图、环境地图、其他
表示方法：定点符号法、线状符号法、质底法、等值线法、定位图表法、范围法、点数法、分区统计图表法、分级统计图法、运动线法
设计内容：确定地图的图幅大小、投影、比例尺等；资料收集、分析、整理；表示方法的选择、图面配置设计、地图符号和颜色的设计；设计书的编写。

【卫星影像地图编制】
卫星数据的几何纠正（6-10个控制点）；像元亮度值的重采样；影像镶嵌；彩色合成；多种信息复合；地理要素矢量数据的建立；产品输出。

3. 电子地图有哪些特点？有哪些技术基础？
特点：（1）动态性（2）交互性（3）无极缩放（4）无缝拼接（5）多尺度显示（6）多维化表示（7）超媒体集成（8）共享性（9）空间分析功能
技术基础：（1）多维信息可视化技术（2）导航电子地图技术（3）多媒体电子地图技术（4）嵌入式电子地图技术（5）网络电子地图技术
4. 空间信息可视化有哪些形式？
（1）地图可视化
地图有纸质地图、电子地图等形式，其中电子地图是空间数据最主要的一种可视化形式（2）多媒体地学信息可视化
多媒体地学信息是使用文本、表格、声音、图像、图形、动画、视频等各种形式逻辑地联结并集成为一个整体概念，综合、形象地表达空间信息。

多媒体形式能够真实地表示空间信息某些特定方面，是表示空间信息的重要形式
（3）三维仿真地图
三维仿真地图是基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图。

三维仿真地图是表示地质体、矿山、海洋、大气等地学真三维数据场的重要手段
（4）虚拟环境
虚拟环境是利用虚拟现实技术在空间数据库支持下构建虚拟地理环境。

虚拟现实技术将用户与计算机视为一个整体，通过各种直观的工具将信息可视化，用户直接置身于这种三维信息空间中自由地操作各种信息。

虚拟现实向人们提供一个与现实生活世界极为相似的虚拟世界。

由于虚拟环境的可交互、可量测和可感知的特点，它在国民经济建设、国防、教育、科研和文化等方面得到广泛的应用。

5. 地图制图学与地理信息系统的联系与区别。

地图制图学在理学的范畴上来说，其实应该叫：地图学与地理信息系统。

从工学的角度来说应该叫地图制图学与地理信息工程。

地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。

它是一种特定的十分重要的空间信息系统。

它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。

GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。

大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数据；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。

地理学是GIS的理论依托。

有的学者断言，“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。

如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。

GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。

由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。