地图学与测量学基础期末复习提纲

《地图学与测量学基础》复习提纲

基本概念与基本方法

导论

1.地图的特征和定义

地图的基本特征归纳为四个方面：地理信息的载体、数学法则的结构、有目的的图形概括和符号系统的运用。

地图是遵循相应的数学法则，将地球（也包括其他星体）上的地理信息，通过科学的概况，并运用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递它们的数量和质量在空间和时间上的分布规律和发展变化。

2.地图类型的划分

（一）按尺度划分：大比例尺、中比例尺和小比例尺地图

（二）按区域范围划分：星球图、地球图；世界图、半球图、大洲图、大洋图；国家图、下属行政图；局部区域，如海湾图、流域图

（三）按地图的图型划分：普通地图、专题地图

（四）按地图的维数划分：平面地图（2维）和立体地图（3维）

3.地图的历史发展过程及东西方的差异

地图的发展可以划分为四个阶段：古代地图制作的成就、中世纪西方的黑暗时代和我国的地图传统、地理大发现带来的测绘进步、信息时代的地图发展。

差异看书p9-21

4.东西方有代表性的地图学家及其理论

1、托勒密：在前人的基础上完成了世界最早的地图集《地理学指南》，确立

地球经度为360度的概念；设计了两种地球投影，一是简单的圆锥投影，一是球面投影。

2、裴秀：总结了地图史上闻名的“制图六制”

3、墨卡托：设计的等角圆柱投影对航海最为适用，知道现在海图沿用了墨卡

托投影。

5.地图的成图方法

实测成图法（又分为野外地测图、摄影测量图）、编绘成图（又分常规编图、遥感制图、数字制图）

★地球体与地图投影

6.地球体的形状与大小的测量与描述

P33—地球体的量度

通过现代天文大地测量、地球重力测量、卫星地球测量等精密测度，都提供这样的事实：地球是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近似梨型的椭球体。

7.地球的物理表面的概念

由于地球的自然表面凹凸不平，形态复杂，它不能作为测量与制图的基准面，通过地球重力场和大地测量学计算出的大地水准面来代替。

8.地球的数学表面的概念

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，而这个椭球体表面是个可以用数字模型定义和表述的曲面。

9.三种地理坐标的定义与特征

（一）天文经纬度：以铅锤线为依据建立起来的地理坐标。天文纬度ρ即赤纬，为观测点的铅垂线方向与赤道平面间的夹角；天文经度λ，是过观测点子午面与本初子午面间的两面角

（二）大地经纬度：是大地经度与大地纬度的合称。大地经度λ，指参考椭球面上观测点的大地子午面与本初子午面间的两面角；大地纬度ρ，指参考椭球面上观测点的法线（与子午面切线成90°）和赤道面的夹角。

（三）地心经纬度：随地球一起转动的非惯性坐标系统，根据其原点位置不同，分地心坐标系统和参心坐标系统。前者的原点与地球的中心重合，后者的原点与参考椭球中心重合。地心经度等同大地经度，地心纬度是指参考椭球面上观测点和椭球质心或中心连线与赤道面之间的夹角。

10.我国的大地控制系统、大地控制网是如何设立的

大地控制系统：新中国成立初期，由于受当时条件限制，一直沿用克拉索夫斯基椭球体的参考椭球数据。经过20多年的实践证明，克拉索夫斯基椭球体不能满足我国需要。为适应我国大地测量工作深入开展的需要，我国1980年国家大地坐标系统选用了1975国际大地测量协会推荐的参考椭球体，使几何大地测量与物理大地测量所使用的椭球体一致起来。

大地控制网：简称大地网，由平面控制网和高程控制网组成。其中平面控制网一般由三角测量或导线测量完成；说明地面点的高程，一种称绝对高程，即地面点对似大地水准面的高度H，由于似大地水准面即平均海平面，因此通常也将称绝对高程为海拔，另一种称相对高程，即地面点对任一水准面的高度.

11.投影的概念

地图投影的讨论对象，就是研究将地球表面（曲面）展开成平面的理论和方法，是实现由球面对平面的转换。

12.投影的三种变形性质

长度（距离）、角度（形状）、面积

13.几何投影与非几何投影的不同类型

几何投影：方位投影、圆柱投影、圆锥投影。根据球面与投影面的几何位置不同，分为正轴投影、横轴投影和斜轴投影。

非几何投影：（一）按经纬线形状分为伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影和多圆锥投影。

（二）按投影变形性质的分为等角投影、等积投影和任意投影（等

距投影）

14.等角、等积与任意投影的概念

等角投影：投影面上两条方向线所夹角度与球面上对应的两条方向线所夹角度相等。

等积投影：球面上的面状地物轮廓经投影之后，仍保持面积不变。

任意投影：这是根据一般参考图或中小学教学用图要求而设计的一种投影，它既不等角，长度、面积、角度三种变形同时存在。

15.常用投影方式的特征与适用范围

（一）等角割圆锥投影

1、圆锥投影：在正轴圆锥投影中，纬度为同心圆圆弧，经度为他的半

径，且经线之间的夹角与经差成正比例。

2、等角圆锥投影：在等角投影中，地球椭球面上微分圆投影后仍为圆

形，或者说保持角度不变形。

3、等角割圆锥投影：亦称兰伯特等角圆锥投影，投影中与圆锥面相割

的两条纬线长度保持不变，即长度比为1.。

（二）等角圆柱投影

1、圆柱投影：在正轴圆柱投影中，纬度是一组彼此平行的直线，经度

是一组垂直于纬度的直线，且经线间隔相等。

2、墨卡托投影：在等角圆柱投影中，球面上微分圆投影后的图形保持

圆形，即一点上的长度比向任何方向均相等。

3、高斯—克吕格投影：假想有一个椭圆柱与地球椭球体上某一经线相

切，其椭圆柱的中心轴与赤道平面重合，将地球椭球面有条件地投影到椭圆柱面上，如中央经线和赤道投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；具有等角投影的性质；中央经线投影后保持长度不变。

4、通用横轴墨卡托投影：亦称UTM投影，投影条件:中央经线和赤道

投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；具有等角投影的性质；中央经线投影后的长度比为0.9996.

16.不同类型的地图投影选择的依据

（一）制图区域的地理位置、形状和范围

（二）比例尺

（三）地图内容

（四）出版方式

17.地图比例尺的表示方法

数字比例尺、文字比例尺、图解比例尺（又分直线比例尺、斜分比例尺和复式比例尺）

★地图数据源与测量学基础

18.地面高程的概念与确定

地面高程：地面某点的高程即称作地面高程。地面测量工作，不是安置一次仪器，测定一些地点的位置即可完成，而是要在测区的控制点上测定许多碎部点——地形点和地物点的相对位置，按图例绘制成图。

19.地面点在平面直角坐标系统中如何表示

地面点在平面直角坐标系统中分为：独立平面直角坐标系和高斯平面直角坐标系。

大地水准面虽是曲面，但当测量区域（如半径不大于10KM的范围）较小时，可以用测区中心点的切平面来代替曲面，地面点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标来确定。

高斯平面直角坐标系，当测区范围较大，就不能吧水准面当作水平面把地球椭球面上的图形展绘到平面上来，必然产生变形，为使其变性小于测量误差，必须采用适当的方法来解决这个问题，测量工作中通常采用高斯投影方法。

20.何种情况下可以用水平面代替水准面

对距离的影响；对高程的影响；对水平角的影响。

21.测量的原则与顺序

顺序：在测图时，主要就是测定其中的碎部点的平面位置和高程。

测定碎部点的位置，其程序通常分为两步：

第一步为控制测量，先在侧区内选择若干具有控制意义的点1、2…作为

控制点，以较精准的仪器和方法测定各控制点之间距离、夹角、方位角，从而确定其平面位置。

第二步为碎部测量，即根据控制点测定碎部点的位置。

原则：“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“前一步测量工作未作检核不进行下一步测量工作”

22.水准测量的基本原理

利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两个点上的水准尺上的读数，来测定两点之间的高度，再根据已知高程计算待定点的高程。

23.自动安平水准仪的构造与使用

构造：望远镜、水准器、补偿器、基座

使用：安置水准仪、整平、瞄准水准尺、读数、扶尺、搬站

24.进行地面水准测量的实施过程（双面尺法或者仪高法）

测量学p25

25.水准测量的数据记录与误差计算

测量学p29

26.水准测量的闭合差的计算与调整

测量学p29

27.角度测量的基本原理和常用仪器

角度测量分为水平角测量与竖直角测量。水平角测量用于计算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。

常用仪器是经纬仪。

28.距离测量的基本原理和常用仪器

距离是指两点间的水平长度。

常用仪器是钢尺、皮尺、光电测距仪测距、光学视距法测距、GPS测距29.国内外定位系统的发展

1964年底美国海军的NNSS用于军方，1967年NNSS解密部分用于民用。

70年代中期，我国引入普勒接收机。

1973年，美国海军研制GPS。

30.全球定位系统的组成

空间部分，即空间星座部分（GPS卫星星座）；地面控制部分，即地面监控系统；用户设备部分，即GPS信号接收机。

31.全球定位系统定位的基本原理

GPS的定位原理就是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点的距离交会得出地面点位置。

32.数据预处理时使用的几种量表方法和处理过程

（一）数据分布的量表：又分为定名、顺序、间距和比率四种定量

1、定名量表：采用众数是最佳的数字统计量，它是一个群体中出现频率最高

的类别。

2、顺序量表：选择中位数，并以四分位法研究数据的排序位置或编号的离差。

3、间距量表：采用间距量表可以区分空间数据的差别常用的统计量是算术平

均值，而描述数据的平均值离散度是标准差。

4、比率量表：比率量表和间距量表一样，按数据的间隔排序，单呈比率变化，

从绝对零度开始并能执行各种算术运算。

（二）两种现象的相关分析：同一区域内相互关联现象的分布特征可以通过相关分析和回归残差分析进行比较，它是地图数据处理的常用方法，单分析是要求有比较精确的定量数据。

（三）回归残差制图

地图概括

33.地图概括的性质与影响因素

性质：在制图过程中对地图数据和图解形式经过科学化处理，使其能表现出制图区域的基本特征和制图现象的基本的、典型的面貌和主要特点。

影响因素：1、地图的用途与主题对地图概括的影响。

2、地图比例尺对地图概括的影响。

3、制图区域的地理特征对地图概括的影响。

4、制图数据质量对地图概括的影响。

5、制图图解限制对地图概括的影响。

34.地图概括中有哪些手工选取方法

选取、夸张、简化、符号化

选取又分为资格法、定额法、区域指标法、数量分析法。

夸张又分为不依比例尺放大、移位。

简化又分为质量特征的简化、数量特征的简化、图形特征的简化、地物内部结构的简化。

35.如何用图解计算法选取指标

P130

36.如何用开方根规律法选取指标

P131

37.如何用等比数列法选取指标

p133

38.如何理解地图概括中的简化

简化就是显示空间数据的重要性，删除不重要的细部。事实表明，地图不可能把地面景物或现象全部毫无保留地表现出来。简化处理，最终只能显示其重要的本质特征，删除次要的非本质特征。

39.如何理解地图概括中的夸张

在地图制图实践中，由于地图用途、区域特征、地物特点等原因，在符号化过程中往往要突破比例尺限制，采取不依比例尺的表示方法，突出需要的信息，减少冗余的信息。

地图符号化

40.如何理解不同维度的符号

空间维度是根据地理对象的实际分布特征以及地图表达的需要来确定的，它包括5中类型：0维、1维、2维、2.5维和3维。

0维（点状分布）不具有空间尺寸的，如测量控制点、商业网点

1维（线状分布）只有长度没有宽度，如境界线、海岸线

2维（面状分布）既有长度，也有宽度，如森林分布、水域分布

3维（体状分布）

41.什么是符号的视觉变量

视觉变量是构成图形符号的基本要素，也称图形要素，在地图符号设计中正是通过这些量的变化来表达地理现象间的差异的。

42.如何理解色彩的三种属性

在视觉上，色彩是无法用一般的量值来衡量的，只能用三个特殊的物理量即色相、亮度和彩度（或饱和度、纯度）来衡量。

43.计算机系统中几种常用的色彩模型

RGB模型、HSB模型、CMYK模型

44.注记的类型与设计

地图注记分为地名注记、说明注记和图幅注记。

设计P184

★地图表示法

45.如何用定位符号表示定性数据

在编制地图时，可被视为0维点状的制图对象，其属性符合定名量表的部分，表达了事物质量特征或性质上的差异。在定位符号法中，反映在图形特征上通常是以形状变量、颜色变量及其组合作为主要的表示方法，而结构（网纹）和方向变量作为次一级的辅助手段。

46.如何用定位符号表示定量数据

呈点状分布地理数据中，符合顺序量表或间隔/比率量表的信息数据，表达了事物强度对比或数量特征上的差异。用定位符号法表示定量数据时，通常是以视觉变量中尺寸、颜色变量及其组合反映点状符号的图形。

47.绝对比率符号和条件比率符号有何差异，如何计算

P191

48.比率符号的连继比率和分级比率方式有和区别

P193

49.用定位符号表示地理数据的结构和变化有哪些常用的方式

（一）点状符号扩展

分割圆、坐标统计图（又分为金字塔图表、三角形图表、玫瑰图）、立体符号（球状符号、柱状符号、轴测符号）

（二）点状符号的定位处理

50.如何进行线状符号的定性表示

空间形态或移动状态被概况为1维线状的制图现象，通常以定名量表形态、颜色变量及其组合作为主要的表示方法。

线状符号表现形式包括单线、平行双行线、实线、虚线、渐变线、指向线、对称和非对称线划。其中虚线表示非实物、不稳固、未完成、暂时性的事物，如行政边界线；指向线、非对称性符号往往对线状地物的状态具有特定的含义，如指明河流的流向。

颜色变量主要以色相分量变化体现在线状符号的定性显示中。色相分量与形状变量同样具有区别质量特征的显著差异效果。

线状符号的尺寸即宽度变化也可体现制图数据的质量差异。同时，往往以两者的结合，形成区别多种质量特征的组合。

51.如何进行线状符号的定量表示

以线状表示的制图对象，其属性特征中符合顺序量表、间隔/比率量表的数据，通常以线状符号的尺寸变量（宽度）和颜色变量中的亮度与彩度分量表示。

符合顺序量表的数据，反映了线状现象的等级次序和强度差异。其中等级次序往往以线状符号的宽度产生视觉差异。在宽度差异设计上，只需考虑具体图幅的比例尺及图上其他相关符号的尺寸，不建立数值比率关系。

线状现象属性特征中符合间隔/比率量表的数据，可精确描述事物的数量差异，在地图上，同样也是通过线状符号的宽度和彩度形成视觉差异。但是符号的宽度与其代表的数值符合一定的比率关系。

52.运动状态如何进行线状符号的设计

动态且呈现为线状延伸的事物存在两种不同的状况，一种是事物本身就表现为1维线状或带状，如公路、铁路；另一种事物本身可能不是线状、但是其运动的轨迹、趋势或相互间的联系可概括为线状，如航空运输。针对不同的制图对象特点，在动线符号法的应用过程中，设计关系到多方面；

1、反映移动的起止点

2、表示行进路线好方向

3、流量

4、流速

5、性状指标，反映运动对象的质量特征

6、相互关系，两点之间的相互关系。

53.面状地理数据的定域表示有哪些方法

（一）面状现象的空间分布形态

1、全域连续分布面状现象的表示方法：质底法、等值线法、定位图表法、分

区统计图法和等值区域图法

2、局域成片分布面状现象的表示法：范围法

3、离散分布现象的表示法：点值法、范围法

（二）精确定域和概略定域

54.面状地理数据的定性表示有哪些方法

1、类型图：无空白区域，图斑互不重叠且类型具排他性。如果出现复域，则

应归为新的类型。

2、区划图：其特征也是图斑互不重叠且无空白区域。它的图斑反映了专题的

综合性质。

3、范围图：采用的分布界线常有精确定于和概略定域之分。符合精确定域方

式的称为精确范围法；相反，则为概略范围法。

55.面状地理数据的定量表示有哪些方法

（一）以点状符号构成的定量表示

1、点值法：用形状相同、大小与其代表的数值成固定比率的原点符号表达离

散现象分布特征的方法

2、分区统计图法：是对2维空间（统计分区）制图数据绝对数量的一种点状

概括，以点状符号的大小差异概略表示其空间分布。与点值法相比，它是对定量特征更高程度的概括。

3、定位图法：从表面上看，是定位符号法的一种特殊形式，即以定位的点状

符号的2维坐标扩展形式，表示该点上事物的数量特征和在一定周期内的变化。

（二）以线状符号构成的定量表示

1、等值线法

（三）以面状及立体符号构成的定量表示

等值区域法（或分级统计图法）：用以表达统计分区整体的均质特征或相对数量指标如密度、人均量值等，一般以顺序量表或间距/比率量表表示数据，并采用颜色或网纹变量产生分区间的数量差异感受。

56.如何用等值线图表示三维空间信息

在地理环境中，如降水、温度等这些随2维坐标（x,y）变化的属性数据构成第三维Z值，借此形成了一个虚构的3维统计面。当我们将其属性数据或派生值用等值线表现时，就形成了一个空间连续的曲面，具有直观的视觉形象，从而实现对定量数据的抽象概括与模拟。

57.动态地图的表示方法

动画模拟方式、实时响应方式、虚拟现实方式

★地图编辑

58.普通地图的类型

地理图、地形图

59.普通地图中包含哪些自然地理要素和社会人文要素

自然地理要素：水系、地势、土质、植被

社会人文要素：居名点、交通网、境界线

60.国家基本地形图的概念

国家基本地形图的特点：一是具有统一的大地坐标系统和高程系统，我国国家基本地形图统一采用1980年“中国国家大地坐标系”和“1985国家高程基准”。二是具有完整的比例尺系列和分幅编号系统。国家基本地形图按统一规定的经差和纬差进行分幅，每幅图的内图廓皆由经线和纬线构成，在国际百万分以地图分幅编号基础上，建立了各级比例尺地形图的图幅编号系统。

三是国家基本地形图是依据国家测绘管理部门统一制订的测量与编绘规范和《地形图图式》完成的，以便能保证由各地方测绘部门分工完成的地形图，在质量、规格上的完全统一。

61.国家基本地形图的投影方式

高斯克吕格投影、分带投影

62.国家基本地形图的分幅编号原则

1990年前采用行列-自然序列的编号方法

1991年后采用行列式的编号方法

63.地形图的辅助要素的阅读

说明性内容：包括图名、图号注记、图廓上配置的说明注记以及图幅相关内容的文字说明。

工具性内容：包括地形图图列、坡度尺、三北方向偏角图和接图表。

64.地形图地物和地貌的表示方法

地形是地物和地貌的总称。地物是地面上天然或人工形成的物体，如湖泊、河流、房屋、道路等。地貌是指地表面的高低起伏状态，它包括山地、丘陵和平原等。在图上表示地貌的方法很多，而测量工作中通常用等高线表示，因为用等高线表示地貌，不仅能表示地面的起伏形态，并且还能表示出地面的坡度和地面点的高程。地面上的地物和地貌，应按国家测绘总局颁发的《地

形图图式》中规定的符号表示于图上。

计算与应用

投影类型的特征与辨析

水准测量的实施过程与内业处理

用等比数列法进行地图概括

不同类型专题地图的制作

地形图的阅读