地圖學(xué)概論1

1、,歡迎各位同學(xué)學(xué)習(xí),地圖學(xué),主講老師： 王 琪,總學(xué)時(shí)56（36+20）,第一章 引言第二章 地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)第三章 地理數(shù)據(jù)的表示第四章 普通地圖第五章 專題地圖第六章 地圖的制圖綜合第七章 地圖的設(shè)計(jì)與制作第八章 遙感制圖,,使用的教材 地圖學(xué)教程，王琪等編著，中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2012 地圖學(xué)實(shí)習(xí)教程，王琪等編著，地大出版社，2012,參考資料___ 馬耀峰.地圖學(xué)原理. 北京:科學(xué)出版社,2004

2、 ___ 蔡孟裔等.新編地圖學(xué)教程.北京:高等教育出版社,2001 ___ 祝國瑞等.地圖學(xué).武漢大學(xué)出版社，2004年___ 袁勘省等.現(xiàn)代地圖學(xué)教程.科學(xué)出版社，2007年,對(duì)你們的要求,1.認(rèn)真對(duì)待每一次課，不要無故曠課、遲到和早退；2.認(rèn)真按時(shí)完成作業(yè),成績的評(píng)定,考試：60%平時(shí)（包括作業(yè)、上機(jī)、聽課情況）：40%,,Tel: 15972139679 E-mail: 762718313@qq.com,第一章

3、引 言,主要內(nèi)容 ： ? 地圖的基本知識(shí) ? 地圖學(xué)及其演變,1.地圖的基本特性2.地圖按內(nèi)容及比例尺的分類3.國家基本比例尺地圖4.電子地圖及其特點(diǎn)5.地圖的功能6.現(xiàn)代地圖學(xué)的特點(diǎn)7.地圖學(xué)的發(fā)展,本章重點(diǎn)內(nèi)容,? 地圖的基本特性及定義 ? 地圖的內(nèi)容 ? 地圖的分類 ? 地圖的功能 ? 地圖的應(yīng)用,地圖的基本知識(shí),一.地圖基本特性及定義,

4、關(guān)于地圖的概念，隨著時(shí)代發(fā)展而有所變化。 過去,地圖是地球表面在平面上的縮小表象。,具有特殊的數(shù)學(xué)法則 使用地圖語言 實(shí)施制圖綜合,20世紀(jì)六十年代以后，在以上說法的基礎(chǔ)上，提出了只有地圖才具有的一些特性：,,,（一）地圖的基本特性,,,,,,,1.具有特殊的數(shù)學(xué)法則,航空像片是中心投影,由于飛行上的原因和地面起伏,也不能保證所描繪的范圍內(nèi)各處的比例尺一致。 地圖則不一樣,從不規(guī)則的地球表面-

5、--地圖分兩步：,? 將地球自然表面投影到地球橢球面上；? 將地球橢球面上的點(diǎn)運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法投影到某種可展面上，這稱為地圖投影。,形狀接近地球體，能用數(shù)學(xué)方法表達(dá)的旋轉(zhuǎn)橢球的表面。,指圓柱面，圓錐面，平面。,,,,,建立地球橢球面（或球面）上點(diǎn)的經(jīng)緯度和它在平面上的直角坐標(biāo)之間的解析關(guān)系。 x=f1(φ, λ) y=f2(φ, λ) 平面上的坐標(biāo) 地球橢球體上的地理坐標(biāo)

6、,,,,,地圖投影的實(shí)質(zhì),投影結(jié)果雖不能保證制圖區(qū)域內(nèi)處處比例尺嚴(yán)格一致，但可以清楚地了解并精確地算出投影后的誤差大小，而且可以嚴(yán)格地對(duì)地圖進(jìn)行定向。 因此地圖是具有可量測性的。,2.使用地圖語言表達(dá)信息 地圖上表示各種復(fù)雜的自然或社會(huì)現(xiàn)象,是通過特殊的地圖語言系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。,,指地圖上的符號(hào)、色彩及文字的總稱。,,東方明珠,地圖上使用地圖語言表達(dá)信息，具有如下優(yōu)點(diǎn),? 大大簡化了物體的圖形? 能表示小而重要的物體? 能顯

7、示相互重疊的信息? 能顯示信息的數(shù)量和質(zhì)量特征? 能顯示不能直接看到的信息,3.實(shí)施制圖綜合,制圖綜合是制圖者在制作地圖的過程中進(jìn)行科學(xué)抽象的再加工,使地圖具有明顯的一覽性。 制圖綜合的過程,（二）地圖的定義國外學(xué)者的觀點(diǎn)國內(nèi)地圖學(xué)者的觀點(diǎn),地圖是用符號(hào)表示地面的概括化了的圖形，它必須經(jīng)過數(shù)學(xué)變換來建立在平面上。地圖作為人們認(rèn)識(shí)和研究客觀存在的結(jié)果，可以反映各種自然、社會(huì)現(xiàn)象的空間分布，也可當(dāng)作人們認(rèn)識(shí)和研究客觀存在的

8、工具，去獲得新知識(shí)。,“地圖是空間信息的圖形表達(dá)”，“地圖是反映自然和社會(huì)現(xiàn)象的形象符號(hào)模型”，“地圖是空間信息的抽象模型（符號(hào)化模型）”等。,,,簡而言之：地圖是地學(xué)信息的圖示。,二.地圖的內(nèi)容 地圖種類繁多，形式多種多樣。其內(nèi)容可歸納為如下幾類： （一）數(shù)學(xué)要素,控制點(diǎn):它們是實(shí)地測圖的主要依據(jù),在圖上要精確表示。坐標(biāo)網(wǎng)：包括地理坐標(biāo)網(wǎng)（經(jīng)緯網(wǎng)）,直角坐標(biāo)網(wǎng)

9、 （方里網(wǎng)）。 地圖比例尺: 地圖對(duì)實(shí)地的縮小程度。地圖定向: 確定地圖上圖形的方向。地圖的分幅與編號(hào),,,（二）圖形要素 它是地圖上表示的主要內(nèi)容。,? 自然要素 包括地貌，水文，土壤，植物，氣象等。 ? 社會(huì)要素 包括行政，人口，城市，經(jīng)濟(jì)，文化等。 ? 環(huán)境要素 包括污染與保護(hù)，疾病與醫(yī)療等。,（三）圖外要素 包括圖名,圖號(hào),接圖表,圖例,坡度尺,各種附圖,資

10、料及成圖說明等。,三.地圖的分類 隨著地圖廣泛使用到各種領(lǐng)域，地圖的品種五花八門，可以說地圖的品種是無限的。為了便于制作，使用和管理地圖，有必要對(duì)地圖加以分類。 ? 分類 就是依據(jù)地圖的某一具體特征（或標(biāo)志） 加以區(qū)別地圖。,（一）地圖按其內(nèi)容分類,普通地圖,對(duì)表示的現(xiàn)象同等看待，沒有哪一要素更重要一些，但它們在圖上并不是一樣多，其多少根據(jù)實(shí)地情況來定。,,是以相對(duì)平衡的詳細(xì)程度表示地球表面各種自然現(xiàn)象和社會(huì)人

11、文現(xiàn)象的地圖。,,相對(duì)平衡,專題地圖,以某一項(xiàng)或幾項(xiàng)要素為主題，詳細(xì)加以表示，而其他要素則視反映主題的需要，作為地理基礎(chǔ)轉(zhuǎn)繪。,,地形圖 詳細(xì)表示自然現(xiàn)象和社會(huì)人文現(xiàn)象 的地圖。一般比例尺大于等于1：100萬。一覽圖（地理圖）表示的內(nèi)容較概略，但 主要目標(biāo)很突出，強(qiáng)調(diào)反映各要素 的基本分布規(guī)律，比例尺<1：100萬。,,,普通地圖按內(nèi)容的詳細(xì)程度可分：,（二）地圖按比

12、例尺分類地圖按比例尺分類有很大的相對(duì)性,一般和地圖的內(nèi)容分類相結(jié)合。,1：5000，1：1萬， 1：2.5萬,1:5萬,1:10萬,1:25萬,1:50萬,1:100萬。,國家基本比例尺地圖,,（三）按地圖所包括的區(qū)域范圍分類,? 世界圖:包括整個(gè)全球的地圖? 大陸地圖:包括一州或幾州的地圖? 部分大陸圖:包括某個(gè)州的一部分的地圖? 國家地圖? 省(區(qū))地圖? 市,縣地圖? 鄉(xiāng)鎮(zhèn)地圖,（四）按其他標(biāo)志分類,通用地圖 專

13、用地圖,向讀者提供科學(xué)參考或一般參考的地圖。,為各種專門用途而制作的地圖。,,,? 按地圖用途,? 按地圖的使用方式 桌面用圖,掛圖,野外用圖,折疊圖? 按地圖的存儲(chǔ)介質(zhì) 紙質(zhì)地圖,膠片地圖,絲綢地圖,磁介質(zhì)地圖? 按地圖的感受方式 視覺地圖,觸覺地圖(盲文地圖),? 定義由計(jì)算機(jī)控制所生成的地圖。是以數(shù)字地圖為基礎(chǔ)，并以多種媒介顯示的地圖數(shù)據(jù)的可視化產(chǎn)品。又稱為屏幕地圖或無紙地圖。,電子地圖,? 特點(diǎn),--動(dòng)態(tài)

14、性--交互性--無級(jí)縮放 --無縫拼接 --超媒體集成 --共享性--空間分析功能,? 電子地圖種類,? 單機(jī)或局域網(wǎng)電子地圖? CD-ROM或DVD-ROM電子地圖? 觸摸屏電子地圖? 個(gè)人數(shù)字助理(PDA)電子地圖? 互聯(lián)網(wǎng)電子地圖,? 應(yīng)用,－在地圖量算和分析中的應(yīng)用－在規(guī)劃管理中的應(yīng)用－在軍事指揮中的應(yīng)用－在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用,電視天氣預(yù)報(bào)：氣象部門將每天各地區(qū)天

15、 氣變化的情況用區(qū)域范圍線 標(biāo)示在電子地圖上，并在范 圍線上標(biāo)出象形符號(hào)。軍隊(duì)指揮方面： 指揮員根據(jù)戰(zhàn)區(qū)電子地圖 來研究分析戰(zhàn)場環(huán)境和敵 我態(tài)勢，制定作戰(zhàn)計(jì)劃等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,? 電子地圖的技術(shù)基礎(chǔ),多維信息可視化技術(shù)導(dǎo)航電子地圖技術(shù)多媒體電子地圖技術(shù)嵌入式電子地圖技術(shù)網(wǎng)絡(luò)電子地圖技

16、術(shù),四.地圖的功能,? 地圖的模擬功能? 地圖的信息載負(fù)功能? 地圖的信息傳輸功能? 地圖的認(rèn)知功能,（一）地圖的模擬功能,,就是按比例制成與實(shí)物相似的物體。,,從地圖的模擬功能出發(fā)，地圖模型具有直觀性，一覽性，抽象性，合成性，地理對(duì)應(yīng)性，可量測性等。,地圖是經(jīng)過符號(hào)化和抽象化的空間模擬模型。,,（二）地圖的信息載負(fù)功能 各種空間信息都可以用地圖來表示, 這就表明了地圖具有信息載負(fù)功能。,（三）信息傳輸功能 1969年

17、,捷克人克來斯尼首先提出了地圖信息傳輸系統(tǒng)的模型。,,見圖,信息傳輸?shù)倪^程為：,? 制圖者（信息發(fā)送者）把對(duì)客觀世界（U）的認(rèn)識(shí)（U1）加以選擇，簡化，得到地圖制圖者關(guān)注的內(nèi)容S1；? 將S1經(jīng)過地圖語言（符號(hào)化，編碼）制成地圖；? 把地圖通過地圖語言（圖形，色彩，文字）將信息傳輸給用圖者（信息接收者）；? 用圖者通過對(duì)符號(hào)識(shí)別（譯碼）和對(duì)地圖的分析和解譯，形成對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)U2。,（四）地圖的認(rèn)知功能 地圖是通過地圖語言

18、來表達(dá)信息,它具有很強(qiáng)的直觀性。通過地圖語言可以獲得對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)。,,見圖,地圖功能的擴(kuò)展與制圖對(duì)象的分析研究,五.地圖的應(yīng)用 常規(guī)地圖的用途很廣泛，主要表現(xiàn)在如下方面：,? 地圖在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 城市，工業(yè)，交通，農(nóng)業(yè)等建設(shè)規(guī)劃和管理需要用地圖；勘察，設(shè)計(jì)和開發(fā)一些資源如礦產(chǎn)，森林，水力，地?zé)岬荣Y源的勘察設(shè)計(jì)和開發(fā)都需要用地圖；農(nóng)業(yè)中的土地利用和土壤改良等也離不開地圖。,? 地圖在國防建設(shè)中的應(yīng)用 地圖是現(xiàn)

19、代戰(zhàn)爭的重要工具之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，第二次世界大戰(zhàn)，僅蘇聯(lián)用圖就有50億張。,地圖是“指揮員的眼睛” 國防工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工 利用數(shù)字地圖對(duì)巡航導(dǎo)彈制導(dǎo),? 在科學(xué)，文化方面的應(yīng)用,作為科學(xué)研究和實(shí)際工作的工具 作為宣傳教育的工具,? 地圖在其他方面的應(yīng)用,旅游地圖和交通地圖是人們旅行不可缺少的工具 國家疆域版圖的主要依據(jù) 利用地圖進(jìn)行航空、航海、宇宙導(dǎo)航 利用地圖分析地方病與流行病，制定防治計(jì)劃,? 地

20、圖學(xué)的定義 ? 地圖學(xué)的發(fā)展,地圖學(xué)及其演變,一.地圖學(xué)的定義 ? 傳統(tǒng)的地圖學(xué)定義 主要研究地圖制圖的理論和工藝技術(shù)的科學(xué)。,傳統(tǒng)地圖學(xué)體系,? 前蘇聯(lián)30?40年代提出的一整套的制圖綜合理論、 基 于光化學(xué)的制圖工藝、地圖和地圖集設(shè)計(jì)的方法 ? 法國貝爾廷（J.Bertin)的圖形變量理論 ? 美國莫里斯(Morris)的形式語言學(xué) ? 英國博德（ Board)的地圖模式理論 ? 捷克的科拉斯尼(K

21、olacny)的地圖信息傳輸模型,,現(xiàn)代地圖學(xué)的形成,起重要作用的事件,? 現(xiàn)代地圖學(xué)的定義,現(xiàn)代地圖學(xué)是以地學(xué)信息傳輸與地學(xué)數(shù)據(jù)可視化為基礎(chǔ)，以區(qū)域綜合制圖與地圖制圖綜合為核心，以地圖的科學(xué)認(rèn)知與分析應(yīng)用為目的，研究地圖的理論實(shí)質(zhì)、制作技術(shù)和使用方法的綜合性科學(xué)。,? 地圖信息論 是研究以地圖圖形表達(dá)、傳遞、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換、處理和利用空間信息的理論。該理論有助于認(rèn)識(shí)地圖的實(shí)質(zhì)，并深化對(duì)地圖信息的計(jì)量化方法研究。 ? 地圖傳輸論

22、是研究地圖信息傳輸?shù)脑怼⑦^程和方法的理論。該理論對(duì)于地圖最佳制作和地圖有效使用具有積極作用。 ? 地圖符號(hào)學(xué) 是研究地圖符號(hào)系統(tǒng)的構(gòu)圖基礎(chǔ)，感受方式及其設(shè)計(jì)使用的科學(xué)。該理論對(duì)于地圖符號(hào)設(shè)計(jì)和地圖生產(chǎn)有較大影響。,現(xiàn)代地圖學(xué)的若干新理論,? 地圖模型論 是研究如何建立再現(xiàn)的客觀環(huán)境的地圖模型，并以地圖數(shù)學(xué)模型來表達(dá)的理論。該理論對(duì)于深入認(rèn)識(shí)地圖的實(shí)質(zhì)，并對(duì)推動(dòng)數(shù)字制圖的發(fā)展有重要作用。 ? 地圖認(rèn)知論 是研究人類認(rèn)知地

23、圖獲取信息的手段、原理和過程的理論。該理論對(duì)制圖手段、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合使用有重要意義。 ? 地圖感受論 是研究地圖視覺感受過程的物理學(xué)、生物學(xué)和心理方法，探討地圖如何被用圖者有效感受的理論。該理論對(duì)于地圖設(shè)計(jì)有重要意義。,? 地學(xué)信息圖譜理論,主要是空間圖形表現(xiàn)形式的地圖、圖像、圖解等圖形表現(xiàn)形式；,是眾多同類事物或現(xiàn)象的系統(tǒng)排列，是按事物特征或時(shí)間序列所建立的體系,也稱“譜系”。,,,“圖譜”是“圖”與“譜”相結(jié)合

24、，兼有“圖形”與“譜系”雙重特性，即同時(shí)反映與揭示事物和現(xiàn)象空間結(jié)構(gòu)特征與時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。地學(xué)圖譜是地圖可視化的一種新形式。,問題1: 現(xiàn)代地圖學(xué)的特征是什么？,? 地圖學(xué)已跨越幾個(gè)科學(xué)部門? 橫斷科學(xué)為地圖學(xué)現(xiàn)代理論提供了支持? 計(jì)量化? 以計(jì)算機(jī)為主體的電子設(shè)備的應(yīng)用,問題2: 現(xiàn)代地圖學(xué)體系？,,廖 克,? 從地圖學(xué)到地理信息系統(tǒng)（GIS） ? 模擬地圖向數(shù)字地圖轉(zhuǎn)移 ? 偏重制圖向制圖、用圖并重轉(zhuǎn)

25、移 ? 品種單一向多樣化轉(zhuǎn)移 ? 信息傳輸向信息深加工轉(zhuǎn)移 ? 靜態(tài)向動(dòng)態(tài)，二維向三維轉(zhuǎn)移 動(dòng)畫1 動(dòng)畫2,二.地圖學(xué)的發(fā)展,地圖學(xué)與GIS的關(guān)系王之卓院士： GIS是地圖學(xué)中一個(gè)重要部分在信息時(shí)代的新發(fā)展。 陳述彭院士： —— GIS脫胎于地圖 —— 地圖和GIS都是信息載體 —— 都有存儲(chǔ)、分析、檢索的功能 —— 地圖是GIS最重要的數(shù)據(jù)源、載體和輸出形式 —— 地圖數(shù)據(jù)庫是GIS數(shù)據(jù)庫的核心 —

26、— 計(jì)算機(jī)制圖為地圖的處理、整飾提供了一整套方法,1.地圖的基本特性2.地圖按內(nèi)容及比例尺的分類3.國家基本比例尺地圖4.電子地圖及其特點(diǎn)5.地圖的功能6.現(xiàn)代地圖學(xué)的特點(diǎn)7.地圖學(xué)的發(fā)展,本章重點(diǎn)內(nèi)容,查資料練習(xí),通過查閱資料，了解：1.20世紀(jì)地圖學(xué)的發(fā)展歷程；2.現(xiàn)代地圖學(xué)的理論；其研究對(duì)地圖實(shí)踐活動(dòng)有何重 要意義？與傳統(tǒng)地圖學(xué)相比，現(xiàn)代地圖學(xué)出現(xiàn)了新的品種、新的地圖生產(chǎn)工藝、新的地圖設(shè)計(jì)理論以及新的地圖應(yīng)用