第一章 地图学 绪论

IKONOS影像
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工作过程；
2. 编绘成图：根据已有的地图或其他编图资料， 在室内编制新图的方法。
常规编图
遥感成图
计算机制图
第三节 现代地图的作用与类型
一、地图的功能
1.认识功能
作为表达空间现 象一种主要的图形形 式，它的认知功能表 现在许多方面：
（1）可以组成整体、全局的概念，也就是确立地
像地图，也可以是触觉地图。
• 地图：地图是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，以传递它们的数量和质量在时间与 空间上的分布规律和发展变化。
二、地图的构成要素
• 图形要素
是地图根据制图的要求所表达的内 容。包括注记。地学基础
• 数学要素
这个时期地图学发展的主要历史事件： 15-17世纪地理大发现，奠定了世界地图的地理轮廓。 16世纪地图集的盛行，总结了16世纪以前地图学的 历史性成就； 17世纪后的大规模三角测量和地形图测绘，奠定了 近代地图测绘的基础； 18世纪后-20世纪初专题地图，照相制版方法的出现 和航空摄影测量技术的发明，导致了地图生产技术 工艺的变革； 20世纪中期，形成了系统而完整的关于地图制作的 技术、方法、工艺和理论。
• 17 -18 世纪，实测成图 为了国家管理、瓜分控制殖民地以及战争 的需要，大规模的三角测量和基本地形图 测绘逐渐形成地图科学发展的主流。
– 测量仪器 – 投影 – 等高线 – 地图要素和符号比例分级概念逐渐加强
清代的实测地图《皇舆全览图》
——由清康熙帝主持， 中西方测绘人员合作， 历经十年测制的中国第 一部实测全国地图，采 用经纬差各一度的梯形 经纬网格，详细地表示 了地形、水系、居民地 间相对集团及其汉字名 称，并在边疆地区加注 满文。该图具有较高的 精度，公元1717年成图 (康熙五十六年)，公元 1719年制成铜版(康熙 五十八年)， 52.5×77cm 共41幅， 比例尺 1:1 400 000， 现藏于北京图书馆。
• （2）地图学理论
• 地图可视化 • 数字地球 • 地学信息图谱
由以上地图展示可知，人类以地图作为认 识客观世界、传递时空信息的方式之一，不但 没有被其他形式所代替，却随着科学技术的进 步，使地图的制作精度不断提高，表现形式更 加多样、应用功能不断扩大、制图理论日趋成 熟。地图成为生产建设、科学试验、日常生活 不可或缺的工具，地图学也发展为一门具有完 善学科体系及多层次地图理论的综合性学科。
2.中世纪西方地图学的大倒退及中国古代地图学 的发展 • （1）中世纪西方地图学的倒退 公元300至1300年前后（中世纪），地图科学史上 一个漫长的黑暗时代。欧洲的地图制图发展进入 了大中断时期，这时科学的地图学几乎完全被宗 教寰宇观制图传统所取代，地图不再是反映地球 的地理表象，而是成为神学著作中的插图。中世 纪术语称为“寰宇图”。这种状况一直延续到15 世纪。这个时期是欧洲地图史上的一个大倒退时 期。
古希腊及托勒密时代的地图： Eratosthenes:地球曲率与周长，经纬线表示在地图上。 托勒密： 在公元前六世纪至四世纪，已发现地球是个椭球体，并在地球划分出经 、纬度， 到公元前二世纪时已利用天文法测定的经、纬度绘到地图上，作为定向 、定位的依据。 圆锥投影法，是世界上最早的地图制图的数学基础。 托勒密著写了8部地图学著作《地理学指南》是对地图学发展的极大贡 献。所附27幅地图，是世界最早的地图集。他造创普通圆锥投影和球面 投影两种世界地图的新投影。所绘的地图在西方地图史上具有划时代的 意义，且一直使用到十六世纪。 •托勒密：西方地图学奠基人
最早的制图理论“制图六体”
• 晋朝的裴秀，在著作《禹贡地域图十八篇· 序》 中，创立我国最早的制图理论“制图六体”， • 分率：用来区别地域面积大小的比例尺 • 准望：用来确定彼此间方位的关系 • 道里：用来确定人行道路的里程 • 高下：高低起伏 • 方斜：斜正 • 迂直：迂回曲直
“一曰分率，所以辨广轮之度也， “二曰准望，所以正彼 此之体也， “三曰道里，所以定所由之数也“四曰高下， 五曰方斜，六曰迂直，此三者，各因地而制宜，所以校夷 险之异也，””
四、现代地图学进展与未来地图学展望
1.现代地图学进展 • （1）专题制图领域的发展与拓展
– 由单一分析专题制图向综合制图与系统制图方向发展 – 基础性专题制图向深层次与实用性专题制图方向发展 – 由区域性与全国性专题制图向全球性专题制图方向发展
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（2）数字制图在地图生产中的广泛应用 （3）电子地图与地图集信息系统的迅速发展 （4）地图电子出版系统的推广应用 （5）地图学新概念与新理论研究的不断深入
1. 实测成图：通过实地测量而制成地图的方法。大比例尺
方法： 地面实测成图 高空实测成图
高空实测成图 高空实测成图
航空摄影测量
航天遥感
The image were acquired by the Shuttle Radar Topography Mission aboard the Space Shuttle Endeavor, Feb., 2000
理信息明确的空间位置。
（2）获得物体所具有的定性及定量特征。
（3）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系。
（4）易于建立正确的空间图像。
2.模拟功能
模型可以有物质模型与概念 模型之分 概念模型是对实体的一种概括 与抽象，它又可分为形象模型 与符号模型。 形象模型是运用思维能力对客 观存在进行的简化与概括；
三、近代地图学简史与传统地图学形成
• 14世纪中叶，哥伦布发现了美洲，航海家们探索了海路与各洲的 沿海海湾与海港，新大陆南、北美洲的发现，使人们对世界地理 有了新的较完整的认识、成为完善世界地图的基础。达加马、麦 哲伦等先后完成了环球航行。 • 16世纪，荷兰的地图学家墨卡托,他编制了新的《世界地图》、 《地球一览》图集，发明了等角正轴圆柱投影——墨卡托投影。 墨卡托的地图创作和理论结束了托勒密的传统，开辟了近代地图 的先河，也集中反映了西方古代地图学以天文定位和地理探险为 基础的特点。对西方地图发展产生了巨大而深远的影响。 • 我国，明代地图学家罗洪先《广舆图》，分45幅，附图68幅，我 国最早的综合性地图集的先驱
用来确定地学要素的空间相关位置， 起着地图内容“骨架”的要素。
• 辅助要素
说明地图编制状况及为方便地图 应用所必须提供的内容。
• 补充说明
以地图、统计图表、剖面图、照 片、文字等形式，对主题图在内 容与形式上的补充。可根据需要 配置在主要图面的适当位置。
三、 地图的简要制作过程
—— 实测成图和编绘成图
第一章 导 论
• 掌握地图的定义、地图的基本
特征、地图的分类和地图学的 概念。
第一节 地图学的发展简史 第二节 地图的基本概念 第三节 现代地图的作用与类型 第四节 地图学的定义及学科体系
• 了解地图的构成要素，地图的
用途和地图学的研究内容。 • 一般了解地图学发展简史及现
代地图学进展。
第一节 地图学的发展简史
明代的各种地图
• 从元朝到明朝，没有新的重大发展，但在传统的编制方法上日趋 成熟， 图种也渐增多，开始出现了全面表示全国山川城镇的地图， 还有不少军事防务图， 其中包括首次出现的沿海防务用的海防图、 江防图和用于治理水利用的河防图与航海用的海图等，如 我国第 一部航海图集《郑和航海图集》 这时的地图的特点： • 1. 以中国为主，外国作衬映 • 2. 以传统的计里画方法为数学基础 • 3. 注重河流、山川的表示精度
– 地图信息与传输、 地图模拟与模型、地图认知和感受、地图 符号学与地图学的结构体系等。 – ICA：理论地图学、可视化与虚拟环境、星球制图、地图概括、地 图INTERNET委员会等.
• 2.未来地图学展望
• （1）制图与用图的技术
• 空间数据库技术将链接数字制图、3S技术成为地 球空间信息技术/数字地球技术。 • 虚拟化、多维化和多感觉化 • 地理信息：自动化智能化模式化和标准化 • 功能更加多极化 • 地球信息研究与利用一体化
（2）中国古代地图学的发展
元代前的地图
• 贾耽， 唐朝人，他以裴秀的制图六体为指导， 编绘出《关 中陇石及山南九州等图》与统一全国的大地图《海内华夷 图》等。内容丰富、 位置准确、绘制技术全面，不仅继承 了裴秀理论，而且还有创新。缩小为“华夷图”和“禹迹 图”。 元代： • 郭守敬第一个提出了“海拔高程”的概念；出现我国第一 个地球仪。 • 朱思本系元代地理学家、地图制图学家。继承裴秀、贾耽 “计里画方”法，注重实地资料的考证，并与地图对照， 慎重取舍绘成《舆地图》，刻石于上清之三华院，可惜后 来失传。但其求实求精的制图方法则影响了以后二百多年 的地图发展。 • 因此可以说，裴秀－贾耽－朱思本是元代前杰出的三大著 名地图学家，前后共约1000年，计里画方的基本编图法一 直延用。
（2）东方
《周官》：地讼，以图正之
中国最早的古地图
在马王堆的三号汉墓中 发掘出三幅绘在帛上的 地图， 这三幅地图各 是一幅地形图、驻军图 与城邑图。这三幅地图 的出现，给中国的地图 史提供了最早的宝贵实 物资料。 制作年代距今已有2100 多年， 是我国迄今为 止发现的最早制作的地 图，也是三幅当今世界 上无比珍贵的中国古地 图。
• 1891年在瑞士伯尔尼第五届国际地理大会 决议编制世界1：100万地图。1913年，进 一步确定了其投影、统一分幅和编号及地 图整饰等。
19实际开始，专题地图 • 地质、气候、水文、地貌、土壤、植被等专题地图和地图 集。 • 德国伯格豪斯《自然地图集》包括了气象、地质、水文、 地磁、动物、植物、人种、民族等8个部分共90幅专题地 图。 • 道库恰耶夫编制了北半球土壤图与俄国欧洲部分土壤图等。 • 20世纪航空摄影测量进行地图测绘。照相平版彩色胶印技 术，专题地图的内容、表现形式和印刷质量提高。 • 20世纪50年代前后，国际上编制出版了一大批世界专题地 图集。 • 20世纪50年代末60年代初，地图学作为一门独立的科学 已经形成
缩小了的地图不可能容纳地面所有的现象。
3.地图具有完整的符号系统
地图表现的客体主要是地球。地球上具有数量极其庞大的，包
括自然与社会经济现象的地理信息。只有透过完整的符号系统，才 能准确的表达这种现象。
4.地图是地理信息的载体 地图容纳和储存了数量巨大的信息，而作为信息的载体，可以是 传统概念上的纸质地图、实体模型、可以是各种可视化屏幕影像、声
地 图 学
（概论、地图编绘实验）
主讲：王瑞燕
思考
• 你看到的地图跟实地一模一样吗？
• 地图与我们现实世界到底什么关系？ • 地图是怎么制作出来的？
• 怎么评判一幅地图的质量？
地
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图
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
学
概
论
绪论 地图的数学基础 地图概括 地图符号 地图表示 地图图型 地形图及其应用 遥感制图 数字地图制图
第二节 地图的基本概念
第二节 地图的基本概念
一、地图的基本特征和定义Fra bibliotek数学法则
地图概括 符号系统
地理信息载体
1.地图必须遵循一定的数学法则 地图是绘制在平面上的，必须准确地反映 它与客观实体在位置、属性等要素之间的关系。
比例尺、地图投影、各种坐标系统就构成了地图的 数学法则。
2.地图必须经过科学概括
符号模型是运用符号和图形对 客观存在进行简化和抽象的过 程。
地图是一种形象-符号模型。
作为一种时空模型，地图在科学预测中发挥重要作用，如气象预 报、灾害性要素的变迁及过程预测。
3.信息的载负和传递功能
（1）载负功能
地图信息： 直接信息是地图上 表示的地理信息， 如道路、河流网、 居民点等用图形符 号直接表示 间接信息是经过分 析解译而获得有关 现象或物体规律的 信息
一、原始地图 • 1.国外原始地图 2.国内原始地图
4000年前，中国《左传》上记载 有夏代的 《九鼎图》
陶 片 上 的 巴 比 伦 地 图
《山海经》 “田猎图”
二、古代地图学 • 1.东西方古代地图学的萌芽和形成 • （1）西方
地籍图：地图学有较明显的发展是在古代东方大河流域诞生了 农业。具数学意义的用图形表示土地轮廓和数量的地图