地图数学基础
《地图数学基础》课件
表达的内容和尺度来决定。
03
地图比例尺
比例尺定义与表示
比例尺定义
地图上的长度与实际地面相应长度之 间的比例关系。
比例尺表示
通常以分数形式表示，如1:10000， 表示地图上1单位长度代表实际地面 10000单位长度。
比例尺与地图精度
比例尺越大，地图精 度越高，表示的地物 地貌越详细。
地图精度还受到地图 投影、制图方法等因 素的影响。
城市规划与管理
地图数学基础在城市规划与管理 中发挥着重要作用，如城市空间 布局规划、城市交通规划、城市 环境监测等。
自然资源管理
地图数学基础在自然资源管理中 应用广泛，如土地资源调查、森 林资源监测、水资源管理等。
灾害监测与应急响
应
地图数学基础能够为灾害监测和 应急响应提供精确的地理信息支 持，如地震、洪涝、火灾等灾害 的监测和预警。
展和地理信息系统的普及，地图数学基础逐渐成为地理信息科学领域的
研究热点。
02
当前研究热点
目前，地图数学基础的研究热点包括地图自动综合、空间数据挖掘、时
空数据分析等方向，这些方向的研究成果将不断推动地图数学基础的进
步和发展。
03
未来展望
随着人工智能、大数据等技术的不断发展，地图数学基础将在智慧城市
、环境保护、公共安全等领域发挥更加重要的作用，其理论和方法也将
THANKS
感谢观看
不断创新和完善。
02
地图投影
投影分类
等面积投影
等方位投影
保持面积不变，但形状和方向可能会 改变。
保持方向不变，但面积和距离可能会 改变。
等距离投影
保持距离不变，但面积和方向可能会 改变。
地图的数学基础
第二章地图的数学基础【教学目的】通过本章教学，使学生理解并掌握地图投影的概念、投影变形及分析方法，主要投影类型、构成、变形分布及其应用，地图投影选择等。
为学生正确地阅读和使用地图投影奠定扎实的理论基础。
【重点难点】教学重点：地图投影的概念、主要投影类型、变形分析及其应用，地图投影的选择等。
教学难点：地图投影的概念、投影变形分析等。
第一节地球椭球体一、地球的自然表面地球的自然表面十分不规那么。
地球表面约有71％的面积为海洋，29%的面积是大陆与岛屿。
陆地上最高点珠穆朗玛峰海拔高度为，海洋中最深处在马里亚纳海沟为-11034米，两者相差近20公里。
地球的自然表面无法用数学公式表达，在量测与制图时，必须找一个规那么的曲面来替代它。
二、地球的物理表面当海洋静止时，它的自由水面必定与该面上各点的重力方向（铅垂线方向）成正交，我们把这个面叫做水准面。
水准面有无数多个，但其中必然存在一个静止的、平均的海水面。
设想这个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面，这就是大地水准面（图2-1）。
大地水准面所包围的形体，叫大地球体。
由于地球体内部质量分布的不均匀，引起重力方向的变化，导致处处和重力方向成正交的大地水准面成为一个不规那么的、仍然是不能用数学表达的曲面。
三、地球的数学表面大地水准面形状虽然十分复杂，但从整体来看，起伏是微小的。
它是一个很接近于绕自转轴（短轴）旋转的椭球体。
所以在测量和制图中就用旋转椭球来代替大地球体，这个旋转球体通常称地球椭球体，简称椭球体。
地球椭球体表面是一个规那么的数学表面，它是测量与制图的基础。
其大小、形状取决于长半轴，即赤道半径（a）、短半轴，即极半径（b）、扁率（f）。
a、b、f也称为地球椭球体的元素值。
其中：a ba f -=由于推求年代、所用的方法以及测定的地区不同，地球椭球体的元素值有很多种。
现将几个常用的地球椭球体元素值列于表2-1中。
表2-1椭球体名称及元素值表我国在1952年以前采用海福特（Hayford ）椭球体，从1953年到1980年采用克拉索夫斯基椭球体。
地图数学基础
3.地图数学基础
3.1地理坐标系
地理坐标系<Geographic Coordinate Systems），指地表实体经度面、纬度面与地心夹角，可理解为经纬度坐标。
在Geographic Coordinate Systems目录中，我们可以看到已定义的许多坐标系信息，典型的如Geographic Coordinate Systems\Asia目录下的Beijing 1954.prj，里面所定义的坐标参数描述了地理坐标系的名称、大地基准面、椭球体、起始坐标参考点、单位等。
b5E2RGbCAP
3.2投影坐标系
投影坐标系<Projected Coordinate Systems），可称为大地坐标系，指将地表弧面投影到平面坐标系的坐标值，可理解为公里网坐标。
在Projected Coordinate Systems目录中，我们可以看到已定义的许多坐标系信息，典型的如Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing1954目录下的Beijing 1954 GK Zonep1EanqFDPw
18N，里面所定义的坐标参数描述了投影坐标系的名称、地理坐标系、大地基准面、椭球体、起始坐标参考点、单位等。
DXDiTa9E3d
3.3 两大坐标系区别
关于地理坐标系和投影坐标系的区别，投影坐标系＝地理坐标系＋投影过程。
注意：详见压缩包“10-9.RAR、10-10.rar”中的视频RTCrpUDGiT
申明：
所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。
地图的数学基础
研究全球区域投影时，可将地球视为圆球体。 主要有圆柱投影、伪圆柱投影、多圆锥投影等。 世界各国编制世界航海图、时区图时，经常 采用正轴圆柱投影； 编制世界行政区划图时，欧美一些国家常采 用摩尔维特投影、桑逊投影等， 中国主要采用等差分纬线多圆锥投影和正切差 分纬线多圆锥投影。
伪方位投影
多圆锥投影
1.纬线为同轴圆弧 其圆心均位于中 央经线上； 2.中央经线为直线， 3.其余经线均为对 称于中央经线的 曲线。
多圆锥投影示意图
等差分纬线多圆锥投影
1.经线对称于中央直经线，离中央 经线愈远，经线间隔成等差比例递减； 2.纬线投影为对称于赤道的同轴圆 弧，其圆心位于中经上； 3.极点表示为圆。圆长度为赤道投 影长度的二分之一。 它是任意投影。我国的世界地图 多采用该投影。 我国位于地图中接近中央的位置， 形状比较正确。
等积
投影特性： 1.等积（P＝1）； 2.所有纬线无长度变形（n＝1）； 3.中央经线保持等长（m＝1）。 4.该投影离中经愈远、纬度愈高变形愈大。 适于：沿赤道或中央经线伸展的地区。
伪圆柱投影(桑逊投影)
经线为对称于中经（直线）的正弦曲线； 纬线为等距平行线，
⑵ 摩尔威特（Mollweide）投影
40°44 ′11.8 ″
S90 = Searth / 2
常用于编制世界地图
及东、西半球地图
伪圆柱投影
等积
基于正弦与摩尔维特投影的分瓣投影
40° 正弦 投影 40°
⑶ 古德（Goode）投影
美地理学家古德（J.Paul Goode）于1923年提出在整 个制图区域主要部分中央都设置一条中央经线，分别进 行投影，则全图就分成几瓣，各瓣沿赤道连接在一起。
地图中的数学基础理论
三、横轴方位投影
平面与球面相切，其切点位于赤道上的任意点。特点：通 过投影中心的中央经线和赤道投影为直线，其他经纬线都 是对称于中央经线和赤道的曲线。
等距方位投影属于任意投影，它既不等积也不等角。投影后经 线保持正长，经线上纬距保持相等。
纬线投影后为同心圆，经线投影为交于纬线圆心的直线束，经 线投影后保持正长，所以投影后的纬线间距相等。经纬线投影 后正交，经纬线方向为主方向。
角度、面积等变形线为以投影中心为圆线的同心圆。 球面上的微圆投影为椭圆，且误差椭圆的
五、 横轴、斜轴方位投影变形分布规律
投影面在p点与地球面相切，过新极点p可做许多大图， 命名为垂直圈，再作垂直于垂直圈的各圈，命名为等高圈 。这样垂直圈相当于地理坐标系的经线圈，等高圈相当于 纬线圈，等高圈和垂直圈投影后的形式和变形分布规律和 正轴方位投影时，情况完全一致。
正轴、横轴、斜轴方位投影的误差分布规律是一致的。等 变形线都是以投影中心为圆心的同心圆，不同的是在横轴 和斜轴方位投影中，主方向和等高圈垂直圈一致，而经纬 线方向不是主方向。
的经差，沿经线方向上的长度比大于1，赤道上各点沿经线方 向上的长度变形比原来扩大1倍。 投影的误差分布规律：由投影中心向外逐渐增大。 经纬线投影后，仍保持正交，所以经纬线方向就是主方向，又 因为m = n，即主方向长度比相等， 无角度变形，但面积变形较大，边缘面积变形是中心的四倍。
2.正轴等距方位投影
四、斜轴方位投影
斜轴等距方位投影：中央经线上 的纬线间隔相等。
斜轴等积方位投影：中央经线上 自投影中心向上、向下纬线间隔 是逐渐缩小的。
地图的数学基础习题及参考答案
第一章导论习题及参考答案习题一、判断题（对的打“J”，错的打“X”）1.比例尺、地图投影、各种坐标系统就构成了地图的数学法则。
（J）2.地图容纳和储存了数量巨大的信息，而作为信息的载体，只能是传统概念上的纸质地图（X）3.地图的数学要素主要包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点、图例等。
（X）4.实测成图法一直是测制大比例尺地图最基本的方法。
（J）5.磁坐偏角指磁子午线与坐标纵线之间的夹角。
以坐标纵线为准，磁子午线东偏为负，西偏为正。
（X）6. 一般情况下真方位角（A）、磁偏角（6八磁方位角（Am）三者之间的关系是A=Am+6 （X）。
7.大规模的三角测量和地形图测绘，其成为近代地图学的主流。
（J）8.城市规划、居民地布局、地籍管理等需要以小比例尺的平面地图作为基础图件。
（X）9.实地图即为“心象地图”，虚地图即为“数字地图”（J）10.方位角是由标准方向线北端或者南端开始顺时针方向到某一直线的夹角。
（X）11.1987年国家测绘局公布：启用《1985国家高程基准》取代《黄海平均海水面》，其比《黄海平均海水面》下降29毫米。
（X）12.目前我国各地高程控制点的绝对高程起算面是1956黄海平均海水面。
（X）13.磁偏角只随地点的不同而不同。
（X）14.南京紫金山最高点对连云港云台山最高点的高差为正。
（X）15.不同地点的磁偏角是不相同的，同一地点的磁偏角是相同的。
（X）二、名词解释1.地图2.直线定向3.真子午线4.磁子午线5.磁偏角6.子午线收敛角7.磁坐偏角8.方位角9.象限角10.地图学11.三北方向12.1956年黄海高程系三、问答题1.地图的基本特性是什么？2.我国地图学家把地图学分为哪几个分支学科组成？3.结合自己所学地图知识谈谈地图的功能有哪些？四、计算题1.已知某地的磁偏角为-5° 15,,直线AB的磁方位角为134° 10,,试求AB直线的真方位角。
2.已知某地的R=59° 20/ SE, a =?3.已知某目标方向线OA的真象限角为24° SW, OA的磁方位角为206° 30,,求其真方位角和磁偏角各为多少？并分别画出草图。
地图的数学基础
我国所采用的参照椭球体 1954年北京坐标系采用1940年克拉索夫斯基椭球体
参数； 1980年西安坐标系采用1975年IUGG（国际大地测量
与地球物理联合会）椭球体参数； 2000年国家大地坐标系 全球定位系数则采用WGS-84世界大地坐标系统，
G873)椭球体。
地球体
自然表面
大地水准面
天文纬度：在地球上定义为铅垂线与赤道平面间的 夹角。
② 大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置，
用大地经度λ 、大地纬度 和大地高 h表示。
大地经度λ ：指参考椭球
面上某点的大地子午面与 本初子午面间的两面角。 东经为正，西经为负。
大地纬度 ：指参考椭球面
上某点的垂直线（法线）与 赤道平面的夹角。北纬为正， 南纬为负。
（二）地球的物理表面
当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方 向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面。
大地水准面:假定海水静止不动,将海水面无限延 伸,穿出大陆包围地球的球体。它实际是一个起伏不 平的重力等位面——地球物理表面。
大地体:大地水准面包围的形体。
研究大地水准面的意义 1. 地球形体的一级逼近__大地体：
物理表面
测量实施的 基础面
参考椭球面
数学表面
测量计算的 基础面
自然面、物理面、数学面关系图
自然表面
大地水准面
参考椭球面
二、地理坐标
用经线、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面 坐标。
天文经纬度 大地经纬度 地心经纬度
① 天文经纬度：表示地面点在大地水准面上的位 置，用天文经度和天文纬度表示。
天文经度：观测点天顶子午面与格林尼治天顶子午 面间的两面角。在地球上定义为本初子午面与观测 点之间的两面角。
第二讲 地图数学基础
• 地图是地理学和地质学等区域性学科的“第二 语言”。
• 地球科学既是地图学的应用对象又是地图学的 研究对象，地图作为科学研究的有效工具，促 进了地球科学的发展。
• 地理学和地质学等区域性学科又是地图学，特 别是专题地图学的科学内容基础和主要资料来 源。
• 地图学与地学等区域性学科相结合，形成地球 学20科20/8/1各2 部门或区域的专题地图学，如地质制图
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国家大地原点（陕西泾阳）
主要的地球椭球体元素
名称 地心 地轴 地极 子午面 子午圈 首子午面 首子午线 法线 平行面 平行圈 赤道面 赤道圈 地理坐标系
现代地图学与测绘学的关系
• 没有精密的测量就没有精确的地图；测制地形图 的过程中，各种成图要素的表示方法，地图概括 及其编辑工作，都需要地图学方面的知识。
• 在我国，行政部门与学会组织，都把地图学与测 量学结合在一起统一管理，把地图学作为测绘学 的一个分支；同样地理学的相关单位也把地图学 作为地理学的组成学科之一。在国家科学分类系 统中，地图学作为理科，在地球科学大类中，同 自然地理学、地质学、海洋学等并列为二级学科
• 美国的地质调查局（USGS）甚至把地质学、地理学、测 绘学组合在一起，除编制生产地形图、地质图、还编制生 产其他专题地图。
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二．地球的形状与大小
2.1地球的自然表面（自然球体） 2.2地球的物理表面（大地体） 2.3地球的数学表面（旋转椭球体）
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2.3.2我国与测量制图相关的几个椭球体参数
• 参考椭球体定位：地球的长半径、短半径和扁 率测定后，还必须确定大地水准面与椭球体面 的相对关系，即确定与局部地区大地水准面符 合最好的一个地球椭球体－参考椭球体，这项 工作就是参考椭球体定位。
第3章地图数学基础_4
局部比例尺
指在投影面上有变形处的比例尺 局部比例尺主要用于研究地图投影变形的大小、分 布规律和投影性质
比例尺大小
比例尺的大小是个相对概念，各个部门根据用 图时要达到的精度要求的不同，划分比例尺大 小的标准不尽相同。
比例尺与尺度（Scale）
大尺度，小比例尺 小尺度，大比例尺
二、 地图比例尺形式
主要内容
§3.1 地球的形状与大小 §3.2 地理坐标系与大地测量系统 §3.3 地图投影 §3.4 地图定向
§3.5 地图比例尺
§3.6 地图分幅
9
§3-5 地图比例尺
地图上一直线段的长度与地面上相应直线距离
水平投影长度之比，称为地图比例尺。
d 1 D M
式中d为地图上线段的长度，D为实地上相应直线 距离的水平投影长度，M为实地距离对图上距离 为1时的倍数。
例尺为：
1 d 8 1 M D 2000000 2500000
一、 地图比例尺分类
按地图投影变形分类
主比例尺
指在投影面上没有变形的点或线上的比例尺。在地 图投影中，切点、切线和割线上是没有任何变形的， 这些地方的比例尺皆为主比例尺。 主比例尺主要用于分析或确定地面实际缩小的程度
三、密位
表示角度大小的量度单位。将圆周划分成6000个
等分，每个等分所对应的圆心角即为1密位。 1°＝6000/360＝16.67密位 1′＝6000/(360×60)＝0.28密位 1密位＝21600/6000＝3′36″
为了读数方便，在地图上将密位个、十两位和
百、千两位各位一组，中间用一短线相连，用圆 括号注在相应的偏角值下方或后部。
2.由已知的图号计算该图幅的地理位置 例：已知某图幅的图号为J50D002002，求其所在 的地理位置。 1）由图号J50D002002可知其比例尺为1：10万， h=10, l=50, △=6º , △=4º , △i=30, △i=20, h=l=2 2）求该图幅左上角点的经纬度 z h {h 1} i 10 4 {2 1} 20 40 1 20 40 20 3940 z {l 31} {l 1} i {50 31} 6 {2 1} 30 19 6 1 30 11430 3）J50D002002图幅位于北纬39º 20－39º 40，东 经114º 30－115º
地图学的数学基础
不同的比例尺适用于不同的制图需求和目的，应根据实际情况进行选择。
04 地图符号与注记
地图符号的分类与特点
分类
按性质可分为几何符号、艺术符号和 透视符号；按形状可分为点状符号、 线状符号和面状符号。
特点
具有形象性、约定性、定位性和可量 测性。
地图注记的要素与原则
动态可视化
运用动画技术实现地图数据的动态可视化表达，展示要素的空间变 化过程和趋势。
交互式可视化
提供用户与地图的交互功能，如缩放、平移、旋转等，以及要素选择、 属性查询等交互操作，增强用户体验和数据分析效果。
06 地图制图的数学方法
制图综合的数学方法
地图综合算法
包括基于规则的算法、基于知识的算法和基于机器学习的算法等， 用于从大量地理数据中提取关键信息并进行综合。
地图比例尺是表示地图上某一长 度与相应地面长度之间的比例关
系。
比例尺反映了地图对地面的缩小 程度，是地图的基本要素之一。
比例尺通常表示为分数或比值的 形式，如1:10000，表示地图上 1单位长度对应地面上10000单
位长度。
地图比例尺的表示方法
数字式
用数字直接表示比例尺， 如1:50000，简洁明了。
利用数学方法确定注记的位置、方向和排列方式，确保注记在地图上的正确配置 和显示。同时，还可以通过数学运算对注记进行缩放、旋转和平移等操作，以适 应不同比例尺和投影方式下的地图显示需求。
05 地图数据的处理与分析
地图数据的获取与处理
数据来源
地图数据可以通过多种途径获取， 包括卫星遥感、航空摄影、地面 测量等。
网络分析方法
如最短路径分析、可达性分析、中心性分析等，用于研究地理网 络的结构和功能。
第2章 地图的数学基础
面积比与面积变形
• 面积比P就是投影面上的微分面积与球面上相应的微分 面积之比，即投影面上的变形椭圆的面积与球面上微分 圆的面积之比。 • P=a·b P=a·b=m·n P=m·n·sinθ • 面积比也是一个变量，在地图上会因点的位置不同而不 同。 • 面积变形（Vp）指面积比与1的差值，Vp = P－1 • 面积比同长度比一样，也是一个只有大于1或小于1（个 别地方等于1）而没有负值的相对数量，而面积变形则 有正有负。 • 面积比大于1，面积变形为正，表示投影后面积增大； 面积比小于1，面积变形为负，表示投影后面积缩小； 面积比等于1，面积变形为零，表示投影后面积不变。
2.2我国的大地坐标系统
大 地 控 制 网 平面控制网(由三角测量或导线测量完成 )
大地原点 大地坐标系 三角点△、导线点□ 地理坐标 1980中国国家大地坐标系 平面位置
高程控制网(由水准测量或三角高程测量完成)
高 绝对高程 水准原点 水准点 程 相对高程 高程系 1985年国家高程基准 值
高程位置 地面点位
• 地理坐标，就是用经纬度表示地面 点位置的球面坐标。 1.天文经纬度
2.大地经纬度 3.地心经纬度
大地体
地球椭球体 地球椭球体
天文经纬度：
天文经度
天文测量法
天文纬度（铅垂线与赤道面 的夹角）
大地体
测有天文经纬度坐标的地面点， 称为天文点，它是一种地面控制 点。如大地坐标原点。符号为☆
大地水准面 铅 垂 线
§4 地图投影的应用
制图区 域范围
地图比例尺 教学内容 投影方法
1：100万
中 小
等角圆锥投影
4.1 地形图投影
大中比例尺
高斯—克吕格投影
地图的数学基础2
§3 常见地图投影一.方位投影以平面为投影面，使平面与椭球体相切或相割，将球面上的经纬线网投影到平面上形成方位投影。
1、变形分布规律其等变形线是以投影中心为圆心的同心圆。
投影中心是没有变形的点，从投影中心向四周变形逐渐增大。
在投影平面上，由投影中心向各方向的方位角保持不变。
2、正轴方位投影切点在北极或南极，又叫极地投影。
经纬线形状：纬线为同心圆，经线为自圆心辐射的直线，其夹角等于经差。
在正轴投影中，因为经线和纬线正交，所以经纬线方向和主方向一致。
一般用于绘制南、北半球地图或北极、南极区域地图。
按变形性质又可以分为等积、等角、等距投影等。
1）正轴等角方位投影经纬线形状：纬线为同心圆，经线为自圆心辐射的直线，其夹角等于经差。
经线和纬线正交，所以经纬线方向和主方向一致。
在中央经线上纬线间隔自投影中心向外逐渐增大；经线夹角等于相应的经差。
投影变形情况：①无角度变形，任一点长度比相同，极值长度比相等（a=b），经纬线长度比相等(m=n)。
②微分圆投影后保持正圆性质。
③极点为投影中心，是无变形点，距投影中心愈远长度变形和面积变形愈大, 在投影边缘面积变形是中心的四倍。
2）正轴等距方位投影经纬线形状：纬线为同心圆，经线为自圆心辐射的直线，其夹角等于经差。
经线和纬线正交，所以经纬线方向和主方向一致。
经线投影后保持正长，所以投影后的纬线间距相等。
投影变形情况：①经线方向没有长度变形（m=1），各纬圈间的距离与实地相等。
②极点为投影中心，为无变形点。
③等变形线是以极点为中心的同心圆，距投影中心愈远角度变形和面积变形愈大。
等距切方位投影亦称波斯托等距方位投影。
3）正轴等积方位投影经纬线形状：纬线为同心圆，经线为自圆心辐射的直线，其夹角等于经差。
经线和纬线正交，所以经纬线方向和主方向一致。
在中央经线上纬线间隔自投影中心向外逐渐减小。
投影变形情况：①没有面积变形，面积比等于1，但角度变形较大②沿经线长度比大于1，沿纬线长度比小于1，两者互为倒数，面积比等于1。
Ch2 地图的数学基础
——我国大地坐标系
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不同的球面地理坐标系
54—80坐标系地形图邻接状况 （中间部分为两个坐标系邻接“真空”带）
——我国大地坐标系
40
• 1980年国家大地坐标系——优点
– 说明地图的编制状况，为应用提供相关内容，在主 要图形的外侧，如图名、图号、图例、比例尺等
– 对主要图件在内容和形式上的补充，如同基图表、 剖面图、测图时间、出版单位等
地图的类型
5
• 按地图的图形内容分类：
– 普通地图
– 专题地图
• 按比例尺分类
– 大比例尺地图（≥ 1：10万） – 中比例尺地图（1：10万 ～ 1：100万）
高程控制网的建立，必须规 定一个统一的高程基准面。
hAB=HB-HA
——我国高程系
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• 新中国前：使用过坎门平均海水面、吴淞零点、废黄
河零点和大沽零点等多个高程基准面。
• 1956年黄海高程系
– 观测记录：1950年－1956年共7年的验潮资料 – 水准原点：青岛观象山（高程为：72.289米）
——我国大地坐标系
38
• 1952年前采用海福特（Hayford）椭球体
• 1954年北京坐标系
–椭球体：克拉索夫斯基椭球体 – 坐标原点：苏联玻尔可夫天文台北京原点 – 缺点：椭球体面与我国大地水准面不能很好的符合， 产生的误差较大，大地坐标控制点多为局部平差逐 次获得的，不能连成一体。
• 1980年国家大地坐标系（西安坐标系）
自然、物理面、数学面关系图
19
• 大地水准面：无法用数学公式表达
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地图数学基础
地图数学基础是地图上确定地理要素分布位置和几何精度的数学基础。
包括：①坐标网。
即控制制图资料转绘精度和方便用图的坐标网格。
古代以计里画方网格作为制图网，近代主要用地理坐标网和直角坐标网。
地理坐标网是按照一定投影方法，将地球椭球面上的经纬线描绘在平面上的网格。
因地图投影不同，坐标网常表现为不同系统和形状，构成有一定变形规律的经纬网格。
一般在<1：20万比例尺地形图上都绘有经纬网，>1：10万比例尺图上，图廓间绘有分度带，用以确定点位的地理坐标；②比例尺。
表示地图图形缩小程度。
通常绘注在地图上的为主比例尺，只有某些线或点符合比例尺。
一般大比例尺地图，内容较详，几何精度高，可用于图上量测，小比例尺地图，内容概括，不宜于图上量测；③大地控制网。
将地球上的自然表面转移到椭球面上，并使地图上的地理要素对于坐标网具有正确的位置。
包括平面控制网和高程控制网，前者作为平面位置的基本控制，由三角测量或导线测量方法建立，大地点的大地坐标通过投影换算成平面直角坐标，可直接控制地形测图；后者用水准测量方法建立，作为地形图上高程的基本控制。
比例尺愈大，要求表示控制点的种类和数量愈多；中小比例尺地图上由于坐标网为经纬度，一般不再表示控制点。
地图投影
大比例尺：高斯-克吕格投影；中小比例尺：Lambert投影。
①我国基本比例尺地形图(1:100万、1:50万、1:25万、1:10万、1:5万、1:2.5万、1:1万、1:5000),除1:100万外均采用高斯—克吕格投影为地理基础；
②我国1：100万地形图采用了Lambert投影（正轴等角割圆锥投影），其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致。
为控制投影变形，高斯-克吕格投影采用6°带、3°带分带投影的方法。
我国：
① 6°带： 1:2.5万-1:50万地形图
② 3°带：≥1:1万比例尺地形图
高斯投影坐标网
经纬网
①在1:5000～1:25万比例尺地形图上，经纬线只以内图廓线形式呈现，并在图幅四个角点处注明度数。
②加密成网：在≤1:1万的地形图内外图廓间，以1′为单位绘出分度带短线，供需要时连对应短线构成加密经纬网。
在1:25万地形图上，除在内图廓线上绘有分度带外，在图内还以10′为单位绘出加密的十字线。
1:50万地形图上，除在内图廓线上绘出加密分划短线外还在图面上直接绘出经纬网。
方里网
地图上标注的Y值是根据“高斯-克吕格投影坐标表”上查取的Y值加上500 km后的数值。
邻带坐标网
我国《1:2.5万—1:10万地形图图式》规定：
①西带的方里网要延伸至东带30′宽的范围；
②东带的方里网要延伸至西带15′宽的范围。
分幅编号
国际1:100万地形图
按经差6°、纬差4°进行分幅。
以经差6°将整个地球椭球体面划分成60个纵列；由赤道向南北至纬度±88°，以纬差4°各划分成22个横行。
我国基本比例尺地形图经纬线梯形分幅
以国际1：100万比例尺地形图统一分幅为基础，按照一定的经纬差划分图幅范围，以1:100万至1:5000的序列逐级分幅，使相邻比例尺地形图的数量成简单的倍数关系。
我国1:100万地形图分幅编号行号：
从赤道向南北至纬度±88°，用拉丁字母A、B、C、……、V表示22个相应的横行号，极地仅一幅图，用Z表示；
列号：用阿拉伯数字1、2、3、……、60表示纵列号，从东经180°起，自东向西，至经度0°，由1注到30，从经度0°至东经180°，由31注到60。
连接：每幅1：100万地形图的梯形图幅的图号由横行号在前、纵列号在后，以短线相连构成。
行号前冠以N和S，分别表示北半球和南半球的地图，因我国疆域全在北半球，故省略N。
（2）1：50万、1：25万、1：20万、1：10万地形图分幅编号
基于1:100万地形图再进行分幅编号。
（3）1：5万、1：1万地形图分幅编号
基于1:10万地形图再进行分幅编号。
（4）1:2.5万、1:5000地形图分幅编号1:2.5万地形图：以1:5万地形图为基础图1:5 000地形图：以1:1万地形图为基础图。