地图学概论-袁堪省-复习资料.docx

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第一章1、现代地图的定义，及其基本特征地图是遵循一定的数学法则，将地理信息通过科学的概括综合，运用符号系统表示在一定的载体上的图形，以传递它们的数量、质量在时间和空间上的分布规律和发展变化。（1）严密的数学法则（2）科学的地图概括（3）特定的符号系统2、看图能识别地图的组成要素。（1）图形要素：表达地理信息的各种图（2）数学要素：确定地图空间信息的依据，包括a.地图投影b.坐标系统c.比例尺d.控制点（3）辅助要素：a.图名b.图例c.地图编号（4）补充说明：对主要图件在内容与形式上的补充。（5）技术要素3、试述地图的功能与应用领域。地图的功能：（1）信息载负与储存功能（2）信息传输与交流功能（3）地图模拟与模型功能（4）地图认知与感受功能应用领域：（1）经济建设的科学依据（2）工程建设的设计蓝图（3）农业规划的重要基础（4）科学研究的重要手段（5）宣传教育的良好形式（6）军事作战的重要工具（7）国家疆域版图的主要形式4、按照地图表示内容对地图可以划成哪几类？按比例尺进行划分的依据是什么？（1）普通地图（地理图和地形图）和专题地图（2）按比例尺分类：大（≥1：10万）中（1：10万～1：100万）小（≤1：100万）5、现代地图学的定义。现代地图学是以地图信息传输与地图可视化为基础，以区域综合制图与地图概括为核心，以地图科学认知与分析应用为目的，研究地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性大众化科学。6、现代地图学的学科体系。（1）理论地图学a.地图投影理论b.地图符号理论c.地图概括理论d.地图信息与传输理论e.地图模拟与模型理论f.地图认知与感受理论g.综合制图理论h.地学可视化理论i.地学信息图谱理论j.数字地球理论（2）技术地图学a.地图编制技术b.数字制图技术c.遥感制图技术d.地图可视化技术e.综合制图技术f.地图印制与电子出版技术g.数字地球技术（3）应用地图学a.地图应用目的与评价标准b.地图的选用c.地图分析方法d.地形图野外应用e.地学在各学科/领域/部门中的应用7、在地图学发展的历史过程中，熟知典型的几种地图、代表人物及其贡献。（1）埃拉托色尼---地理学之父---《地球大小的修正》和《地理学概论》（2）托勒密---提出了地球形状、大小、经纬度的测定方法。（3）墨卡托世界地图---第一张地图（4）沈括---《梦溪笔谈》（5）西晋裴秀---“制图六体”制图理论，是我国绘画地图的基本理论和方法，也是我国传统的计里画方的理论基础，是世界最早的地图制图学理论.（6）贾耽、王维、沈括、朱思本、郑和---《郑和航海图》8、思考地图学课程在遥感专业课程体系中的地位和作用。第二章1、理解大地水准面，椭球面的含义。大地水准面是假定在重力作用下海水面静止时的平均水面，并设想此面穿过大陆与岛屿，连续扩展形成处处与铅垂线成正交的闭合曲面。由于大地水准面实际上是一个起伏不平的重力等位面，所以也称其为地球物理表面。在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体，这个旋转椭球体通常称为地球椭球体，简称椭球体。椭球体面是一个规则曲面，是测量和制图的基础。2、地球椭球体的基本数学元素有哪些，或称有哪些数学指标可以刻画一个椭球体。长轴a（赤道半径）、短轴b（极半径）和椭球的扁率f 3、我国采用过哪几个椭球体，其作用分别为什么？（1）1952年以前采用海福特椭球体（2）1953年起改用克拉索夫斯基椭球体（北京54）（3）1978年起我国采用“IAG/IUGG）-75”给定的椭球体（1975年国际第3个推荐值）（西安80）（4）GPS卫星星历是以WGS-84坐标系为根据建立的，WGS-84椭球及有关常数采用“IAG/IUGG-80”的椭球体（1979年国际第四个推荐值）。（5）目前在我国地图制图与地理信息系统、全球定位系统中经常遇到的是1975和79年国际第三、四个推荐值。4、理解地理坐标系、大地坐标系和参心坐标系的概念和关系，理解地心坐标系的概念和作用。在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有3种描述：即天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。（1）地理坐标系地理坐标系是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系。（2）大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高度H表示。当点在参考椭球面时，仅用大地经度和纬度表示。（3）大地坐标系即参心坐标系。北京54坐标系西安80坐标系（4）地心坐标系椭球体和全球的大地水准面有最佳的密切，椭球体的中心和地心的质心一致，这样的椭球体叫做总地球椭球体，以此建立的坐标系就叫全球大地坐标系或叫地心坐标系。（WGS-84全球坐标系是一种国际上采用的地心坐标系。美国的全球定位系统GPS就采用这样一种坐标系。）作用：远程武器和各种飞行器追踪的需要；卫星大地测量、全球性导航和地球动态研究的需要四大坐标系小结（1）地理坐标系与大地坐标系两者均可用经纬度表示坐标，具有一致的大地基准面；不同点是：地理经纬度是地球表面实际物体的坐标，大地坐标系的经纬度是参考基准面的坐标（还包含大地高坐标）；大地坐标系的坐标值也可以是公里或米为单位；地理坐标系是一个球面坐标系，而实际采用的大地坐标系通常是一个投影之后的平面坐标系。（2）参心坐标系与地心坐标系大地坐标系根据其原点的位置不同，分为地心坐标系和参心坐标系。地心坐标系的原点与地球质心重合，参心坐标系的原点与某一地区或国家所采用的参考椭球中心重合，通常与地球质心不重合。我国先后建立的1954年北京坐标系、1980西安坐标系和新1954年北京坐标系，都是参心坐标系。这些坐标系为我国经济社会发展和国防建设作出了重要贡献。但是，随着现代科技的发展，特别是全球卫星定位技术的发展和应用，世界上许多发达国家和中等发达国家都已在多年前就开始使用地心坐标系。5、说明我国曾有过的和目前正在采用的平面坐标系和高程坐标系。（1）高程坐标系：中国高程起算面是黄海平均海水面。1956年黄海高程系:1956年在青岛观象山设立了水准原点，其他各控制点的绝对高程均是据此推算，称为1956年黄海高程系。1987年国家测绘局公布：启用《1985国家高程基准》上升29毫米。（2）平面坐标系：在地形测量中采用平面坐标系来确定地物点的位置。表示平面上点的坐标有两种方法：极坐标和笛卡儿坐标。6、主比例尺和局部比例尺的概念和关系。主比例尺：在投影面上没有变形的点或线上的比例尺。局部比例尺：在投影面上有变形处的比例尺。7、尺度与空间尺度的概念，种类。（1）尺度：使度量课题或过程空间维和时间维大小程度的度量。可以用分辨率和范围来描述，它标志着对所研究对象细节了解的水平。（2）地理空间尺度——空间比例尺（3）地理时间尺度——地理事件发生变化的频率（4）地学中的几种重要尺度：比例尺尺度、分辨率尺度（空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率等）、地域尺度。8、试述大地控制测量（坐标）测量的内容和方法。（1）大地控制测量的任务是建立国家大地控制网。（2）大地控制测量的内容包括天文测量、三角测量、导线测量（统称为平面控制测量），水准测量（又称为高程控制测量）。用这些方法测定的点，叫大地控制点，这些点相互连接成网状的三角形，叫三角网。第三章1、地图投影的定义，包括的两种基本方法，解析法的一般公式表达。定义：地图投影就是研究把地球椭球体面上的经纬网按照一定的数学法则转绘到平面上的方法及其变形问题。投影的方法：几何法和解析法。解析法的一般公式表达。x=f1（j,l）y=f2（j,l）2、地图投影变形的种类，其基本特征是什么。变形的种类：长度变形、面积变形、角度变形和形状变形（1）长度变形是地面上实际长度按主比例尺缩小后与图上相应长度之差。长度比是投影面上一微小线段和椭球体面上相应线段长度之比。（2）面积变形是地面上实际面积按主比例尺缩小后与图上相应面积之差。面积比是投影面上一微小面积与椭球体面上相应的面积之比。（3）角度变形是投影后平面上任意两方向线夹角与椭球体面上相应两方向线夹角之差。形状变形是地图上物体轮廓形状与相应地面物体轮廓形状的不相类似。3、地图投影的基本类别有哪些，其投影图形经纬线的基本特征是什么，能够看图识别不同的投影类型。（1）按地图投影的变形性质地图投影：a等角投影：投影面上两微分线段的夹角与地面上对应的两线段的夹角度相等，即没有角度变形的投影。b等（面）积投影：投影面上任一块图形的面积与地面上对应图形的面积保持相等，即没有面积变形的投影。c任意投影：既不等角也不等积，长度，角度，面积变形同时存在。角度变形小于等积投影，面积变形小于等角投影（2）按承影面不同（几何投影）地图投影：方位投影（正轴、横轴、斜轴）、圆锥投影、圆柱投影（3）非几何投影：伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影4、能够看图识别几种世界地图常用的地图投影。（P110---P116）圆柱投影、伪圆柱投影、多圆锥投影。我国：等差分纬线多圆锥投影和正切差分纬线多圆锥投影。欧美和日本：伪圆柱的桑逊/摩尔维特/罗宾逊等投影。航海地图：墨卡托投影（圆柱投影——正轴等角圆柱投影）特点：是互相垂直的两组平行直线，经线间隔相等，纬线间隔由赤道向两极逐渐扩大陆地卫星影像：空间斜轴墨卡托投影（SOM）。大圆航线：最短的航线5、我国基本比例尺地形图采用投影类型和基本特征。国际1：100万投影：改良的多圆锥投影。每幅图的南北两条边纬线是同轴圆弧，其圆心位于中央经线的延长线上。中国1：100万投影：正轴等角割圆锥投影。边纬线与中纬线长度变形绝对值相等其余都采用高斯—克吕格投影：以椭圆柱面为投影面并与地球椭球体的投影带中央子午线相切，然后按等角条件将中央经线东西两侧各一定范围投影到椭圆柱面上，再展为平面而成的投影。其实质为等角横切椭圆柱投影6、高斯-克吕格投影的几何原理解释。中央经线和赤道投影为相互垂直的直线，其它经线均为对称于中央经线、并收敛于两极的凹向曲线，纬线为对称于赤道并弯向两极的凸形曲线，经纬线呈直角相交。7、高斯-克吕格投影的分带有几种，对应的具体规定。通常采用6°分带和3°分带，并要求6°带的中央经线也是3°带的中央经线。我国规定1:2.5万～1:50万地形图采用6°带，1:5千、1:1万地形图采用3°带。具体分带方法是：6°带从本初子午线开始，自西向东按经差6°为一个投影带，全球共60个投影带，编号为1,2,…,60。中央经线与带号的关系为：λ0=n×6°-3°。我国处于第13～第23带，共11带。3°带从东经1°30′开始，自西向东每隔3°为一投影带，全球共120带，编号：1,2,…,120。中央经线与带号关系为：λ0=n′×3°。我国处于第24～45带，共计为22带。8、大中比例尺地形图的坐标网类型有哪些？具体规定如何？能够从图上阅读这几种坐标值。投影平面直角坐标系、平面直角坐标（方里）网、地理坐标（经纬）网、邻带补充坐标网（1）投影平面直角坐标系为了便于在地形图上进行量测作业，在高斯-克吕格投影带内建立了直角坐标系统，规定以中央经线为X轴，以赤道为轴，中央经线与赤道交点为坐标原点。同时规定X值在北半球为正，南半球为负；Y值中央经线以西为正，以东为负。由于我国位于北半球，X值全为正。为了避免Y坐标出现负值，又规定将X轴向西移500 km，这样在整个投影带内，Y值都表现为正值，（3）地理坐标（经纬）网分带投影的方法，使每个投影带的各种参数完全相同，即各带内均设有相同的平面直角坐标格网，从而有相同坐标值的点位。为了区别这些相同坐标的不同点位，规定在每个点位横坐标的百km位前加上所在的带号加以限定，这样的坐标称为通用坐标。如图中所示若A点位于18带内，坐标轴西移500km之后的坐标值为.5km，则其通用坐标YA=18 745 863.5km。（2）平面直角坐标（方里）网在大比例尺地形图上（大于等于1:10万），为了量测方便，绘出了由平行于两个投影坐标轴（X轴、Y轴）的两组平行线所构成的方格网。因为它是每隔整公里绘出坐标纵横线，所以称为公里网/方里网。由于又是平行于平面直角坐标轴的坐标网线，故又称平面直角坐标网。加上坐标网后量测任意点坐标值可就近量很方便。（3）地理坐标（经纬）网经纬线网又称地理坐标网。在大比例尺地图上不仅绘有平面直角坐标（方里）网还绘有地理坐标（经纬）网：大于等于1:25万图只在图廓间分度带中绘出1′间隔短线；而在1:50万和1:100万图上要绘地理坐标网。地理坐标网不仅在制图时起控制作用，而且在确定点位、计算和分析投影变形等时是不可缺少的。（4）邻带补充坐标网为了限制投影的长度变形，高斯投影把投影范围限制在中央子午线东、西两侧较小范围内，造成边界子午线两侧的点处于不同的投影带内，使本来统一的坐标系分割成独立的两个坐标系。这两个坐标系不能相互衔接，给使用带来不便，因而在这些相邻图幅中加绘有邻带公里网。为了区别，公里网绘制时仍以本带为主，邻带公里网只在图廓线以外用短线绘出，使用时必要的情况下才将相应的短线连接起来。9、理解高斯投影的三个基本条件描述，理解其正算公式的推导过程。（1）经线和赤道被投影成互相垂直的直线，且为其他经纬线投影的对称轴。（2）投影后无角度变形。（3）中央经线投影后保持长度不变。10、理解并掌握高斯投影的变形规律（包括角度和长度）。当l＝0时，μ＝1，即中央经线上没有长度变形；同一纬线上长度变形随经差的增大而增大；同一经线上长度变形随纬度B的减小而逐渐增大，在赤道处为最大；长度变形恒为正值，即除中央经线外，其他线段投影后均变长；由于cosB小于等于1，其平方值随纬度变化很小，而μ与经差l平方成正比，故离开中央经线越远变形增长越快。因此，当将高斯投影应用于地形图数学基础时需要按一定经差分带投影。11、理解叙述1991年之前我国基本比例尺地形图的分副标准和编号规定。比例尺。