【地图学 精】第3章地图数据库
《地图学原理》知识点整理
地理环境诸要素(内容)按照一定的数学法则、运用符号系统、并经过制图综合(特征)的一种缩小表像(形式)以表达各种自然和社会现象的数质量特征及空间分布和发展变化(目的、结果)。
地图必须遵循一定的数学法则 (可测量性、可比性) ；地图必须经过科学制图综合(清晰性、一览性)；地图具有完整的符号系统 (直观性、易读性)；地图是地理信息的载体(传递性、持久性)。
数学要素(骨架) ：地图坐标、投影、比例尺、控制点等地理要素(主体) ：表达地理信息的各种图形，文字标记辅助要素(润滑剂)：说明地图的编制情况，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，如统计图表、剖面图、测图时间、出版单位等按比例尺分： -大比例尺地图(≥1:10 万) -中比例尺地图( 1:10 万~1:100 万) -小比例尺地图(≤1:100 万) -微缩地图按地图的图形内容分类： -普通地图(是指以相对平衡的程度表示地表最基本的自然和人文现象的地图。
) -专题地图 (是根据专业的需要，突出反映一种或几种主题要素的地图，其中，作为主题的要素表示得很详细，其他的要素则围绕表达主题的需要，作为地理基础概略表示。
)a=[φ/4°]+1 φ纬度； b=[λ/6°]+31 λ经度 1:1 万(G) 1：5000(H)c=4°/△φ-[(φ/ 4°)/△φ] △φ图幅纬差2′30″ 1′15″d=[(λ/6°)/ △λ]+1 △图幅经差3′45″1′52.5″X1X2X3 X4 X5X6X7 X8X9X10λ0=(X2X3-31)*6° φ0=(X1-1)*4°λ =λ0+(X8X9X10-1)* △λ φ =φ0+(4°/△φ-X5X6X7)* △φ法的综合性科学┏理论地图学(地图学理论基础) ~地图信息、传输、模式、认知理论；地图可视化原理、数学制图原理、地图语言学 (地图符号学) 、地图感受理论、地图概括 (制图综合)理论、综合制图理论、地学信息图谱理论现代地图学╋ 地图制图学 (地图编制方法与技术) ~普通地图制图学、专题 **、遥感制图学、计算机制图学、地图印制学与计算机出版系统、多媒体电子地图与网络地图设计和制作┗应用地图学(地图应用原理与方法) ~地图功能、评价、分析与研究方法、使用方法、信息自动分析和处理系统、应用、数字地图应用岛屿形成一个闭合曲面。
地图学课件第三章地图数据源
实时地图数据源的发展
实时地图数据源的采集技术不断发展，例如物联网、传感器等技术的应用，可以实 时获取各种交通信息和动态数据。
实时地图数据源的应用领域不断拓展，例如智能交通、物流配送、应急救援等领域， 对实时地图的需求越来越大。
实时地图数据源的安全性和隐私保护成为重要问题，需要采取有效的措施保护用户 隐私和数据安全。
多源地图数据融合技术的发展
多源地图数据融合技术不断发展，可以将 不同来源、不同格式的地图数据进行整合 和融合，形成更加全面和准确的地图。
多源地图数据融合技术的标准化和规范 化成为重要方向，需要建立统一的标准 和规范，促进技术的广泛应用和发展。
多源地图数据融合技术的应用领域广泛， 例如城市规划、环境保护、灾害监测等领 域，可以提高决策的科学性和准确性。
物流配送
物流公司可以通过地图专题数 据了解道路状况、交通状况等 信息，优化配送路线。
灾害应急
在灾害发生时，可以通过地图专题 数据了解灾区的受灾情况、救援进 展等信息，为救援工作提供支持。
04
网络地图数据源
网络地图数据源的种类
商业地图数据数据。
地图学课件第三章 地图数据源
目录
• 地图数据源概述 • 地图基础数据源 • 地图专题数据源 • 网络地图数据源 • 地图数据源的发展趋势
01
地图数据源概述
地图数据源的定义
01
地图数据源是指用于制作地图的 各种地理信息数据的来源，包括 地图、遥感影像、GPS数据、测 量数据等。
02
地图数据源是地图学中非常重要 的概念，它是地图制作的基础， 直接影响地图的质量和精度。
卫星地图
在气象预报、灾害监测、 环境监测等领域有广泛应 用。
第3章 电子地图的数据模型
§3.1 基本概念
地理空间实体 特征：
属性特征:是与地理空间实体相联系的、具有地理意义
三维空间数据模型 时空数据模型
§3.2 地理空间认知模型
基于域（场）的地理空间认知模型 把地理空间中的事物和现象作为连续的变量或体来看 待，根据不同的应用可以表示为二维的，也可表示为 三维的
§3.2 地理空间认知模型
基于域（场）的地理空间认知模型
在空间信息系统中，场模型一般指的是栅格模型， 其主要特点就是用二维划分覆盖整个连续空间。划分可 以是规则的或不规则的，通常是采用正多边形作为划分 的单位，如三角形、方格、六边形等。
§3.2 地理空间认知模型
方位空间关系
方位空间关系指的是空间实体之间的上下、前后、左右、东西南北等 顺序关系。可以根据实体类型分为：多边形－多边形、多边形－线、多 边形－点、线－线、线－点、点－点之间的方位空间关系。 点－点方位空间关系最好确定，只需计算两点连线与某一基准方向的 夹角即可。多边形－点、线－点方位空间关系也可以在一定程度上简化 为点－点方位空间关系。 其余方位空间关系的计算就相对复杂得多了，目前尚未有很好的解决 办法。
第三章 电子地图的数据模型
绪 §3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 基本概念 概念模型(地理空间认知) 地理信息的描述方法 空间数据结构 空间数据库模型
绪
数据模型(Data Model) 数据结构： 指对实体类型和实体间联系的表示和实现； 数据操作： 指对数据库的检索和更新（包括插入、删除、 修改）两大类操作； 完整性约束： 给出数据模型动态特性的描述和限定。
现代地图学重点和考点概括
各章的课后思考题第一章:1.结合您对现代地图与地图学理解,谈谈它与您所学专业有什么关系？2.未来地图学的发展趋势如何？请描述您想象中的未来地图就是什么样子？第二章:1.自然球体、大地球体与旋转椭球体的关系就是怎样的？2.空间参照系都有哪几种类型？3.什么叫椭球体定位？4.地图比例尺有什么作用？5.叙述传统实测成图法的一般过程。
说明每一过程完成的主要成果。
6.数字测绘成图法可有几种成图的类型？请简述其一般过程。
第三章:1.简要说明地图投影的概念。
地图投影的方法有哪几种类型？2.将地球仪与世界地图进行比较,观察经纬线网与大陆轮廓有什么不同？为什么？3.地图投影的变形表现在哪些方面？为什么长度变形就是主要的？4.地图投影按变形性质分为那几类？它们各有什么特征？5.简要说明方位投影、圆锥投影与圆柱投影的投影特点。
6.墨卡托投影有何特点？为什么航海图与航空图选用此种投影？7.我国地形图都选用哪几种投影？说明它们的投影原理。
8.说明高斯-克吕格投影变形分布规律。
为什么要采用分带投影的方法？说明6°带与3°带的分带规定。
9.说明高斯-克吕格投影坐标系统的特点与坐标值的表示方法。
10.说明高斯-克吕格投影换带的概念,为什么要换带？11.高斯-克吕格投影换带的方法有哪几种？说明每种换带方法原理。
第四章:1.什么就是地图符号？地图符号的作用有哪些？2.按空间分布特征与比例关系,地图符号各分为哪几类？各类符号的特点就是什么？3.如何理解按符号表示的维数与表示内容的动静状态进行分类？请说出这两种分类的各4.种类型。
5.地图符号的基本视觉变量有哪些？其视觉感受效果就是什么？6.地图符号设计的基本原则就是什么？如何进行点状、线状、面状符号的设计？7.色彩的三要素就是什么？什么就是原色、间色、复色与补色？8.地图上可以进行哪些色彩的配合？会产生什么样的效果？如何进行色彩的调与？9.地图注记的作用就是什么？地图注记分为哪几种？能表达地理事物的那些特征？10.如何运用地图注记来说明地物的类别、意义与重要程度？11.地图上注记配置的原则与方法就是什么？第五章:1.简述地图概括的目标、任务、实质与方法。
第三章--地图学
2.研究区域地理特征：
编制确定要素选取的区域指标图
22
3. 区域指标法
1
2.1 地图概括的数量分析方法
在计算机制图过程中，此方法的使用需有专家系统的支持。
23
2.1 地图概括的数量分析方法
4. 回归分析法
地图上居民点的选取程度，同实地密度之间存
在着相关关系。
xi 为居民点实地密度
线状 C2 = ( SA / SB ) ·√MA / MB
√· 面状 C3 = ( fA / fB ) (MA / MB )2
2.2 开方根规律的应用
地物重要性改正系 数D的三种情况 ⑴ 很重要：D1 =√MB / MA
⑵ 一 般 ： D2 = 1
⑶ 次 要 ： D3 =√MA / MB
NB = NA ·C ·D√MA / MB
①简单弯曲：微弯曲 、钝角形弯曲、半圆 形弯曲、套形弯曲和 菌形弯曲。
②复杂弯曲：在一级的 套形弯曲和菌形弯曲发 育成的复合弯曲。
35
概括河流弯曲的基本原则和方法:
1、保持弯曲的基本形状。 2、保持不同河段弯曲程度的对比。 3、保持河流长度不过分缩短。
36
2、真形河流的图形概括
真形河流指能依比例尺表示其真实宽度的大河。
NB = NA ·C ·D√MA / MB
符号尺寸改正系数 C 地物重要性改正系数 D
28
符号尺寸改正系 数C的三种情况
⑴ 符合方根规律，尺寸缩小： C1 = 1 ⑵ 不符方根规律，尺寸相同 ：
√ 线状 C2 = MA / MB
√ 面状 C3 = (MA / MB )2
⑶ 不符方根规律，尺寸不同 ：
简。
6
(完整版)地图学第三章
Cii = ( Bi+ Bi+1 ) / 2
新编地图学教程 第3章 地图概括
等 选取间隔 距离分级
比
长短分级
数
> An
列
… B1 ~ B2 B2 ~ B3
Bn-2 ~ Bn-1 Bn-1 ~ Bn
C11
模
An-2 ~ An-1
C21
C22
式
…
… ……
A1 ~ A2
Cn-1,1
… Cn-1,2
Cn-1,n-1
⑴ 符合方根规律，尺寸缩小： C1 = 1 ⑵ 不符方根规律，尺寸相同 ：
√ 线状 C2 = MA / MB
√ 面状 C3 = (MA / MB )2
⑶ 不符方根规律，尺寸不同 ：
线状 C2 = ( SA / SB ) ·√MA / MB
√· 面状 C3 = ( fA / fB ) (MA / MB )2
⑷选取级x的调整可适当弥 补地理差异的影响。
河流选取指标
河流条数 指标
比例尺
NA NB
1:10万 → 1:25万 X=2 59 25 (24)
1:25万 → 1:50万 X=3 25 11(9)
新编地图学教程 第3章 地图概括
§3 地图概括的基本方法 3.1 分类 —— 聚类或分群的过程
1. 层次归类 2. 数量分级 3. 等级合并 4. 降维转换 5. 分区选取
行化简 形状、数量、质量 概括的目的：突出制图对象的类型特征，
抽象出其基本规律，使用地图图形传递 信息，并延长地图的时效性
新编地图学教程 第3章 地图概括
§1 地图概括概述
1.1 地图概括的性质
地图概括（generalization）：也称制图综合，就是 采取简单扼要的手法，把空间信息中主要的、本质 的数据提取后联系在一起，形成新的概念。
地图数据库
第四节 地图数据库
二、地图数据库的数据模型
4、对象－关系数据库模型 （1）面向对象的地物要素模型 从几何方面划分地图的各种地物可抽象为：点状地物、线 状地物、面状地物以及混合构成的复杂地物。则地图M可用 面向对象的方式简单表达为节点类、弧段类、多边形类。 （2）面向对象的属性数据模型 在关系DBMS的基础上，增加面向对象数据模型的封装、继 承和信息传播等功能。 （3）拓扑关系与面向对象模型 通常地物之间的相邻、关联关系可以通过公共节点、公共 弧段的数据共享来隐含表达。
节点 属性 … … … …
a b c d e
1 2 2 3 4
2 4 3 4 1
… … … … …
B
……
边界－节点关系
节点坐标关系
第四节 地图数据库
二、地图数据库的数据模型
3、地图M的关系模型表达 关系模型用于设计地图数据模型的优点在于： （1）结构灵活，可满足所有用于布尔逻辑运算和数字运算 规则形成的询问要求； （2）能搜索、组合和比较不同类型的数据； （3）加入和删除数据方便； （4）适宜表达地理属性数据。
（1）数据库开发商在标准的关系数据库上扩充SQL查询语言，支持空 间数据的查询，增加空间数据管理功能，如ORACLE SPATIAL； （2）GIS开发商通过扩展空间数据引擎来管理图形对象，保证图形信 息的完整性与一致性，动态保持图形信息的逻辑关系，支持空间分析与 查询，维护图形信息的安全，以及图形数据与属性数据的连接等。如 ArcSDE+Geodatabase。
2、地图M的网状模型表达
M
A
B
a
b
c
e
d
1
2
3
4
第四节 地图数据库
地图学
地图学第一章导论第1节地图的特征、地图的定义一、地图的基本特征：遵循特定的数学法则，具有完整的符号系统，并经过地图概括的地理信息载体。
二、地图的定义：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空间和时间上的分布规律和发展变化。
第2节地图的功能和分类一、地图的功能：（一）信息的负载功能（二）传递功能（三）模型功能（四）认知功能二、地图的类型：（一）按尺度划分1、大于比例尺1:10万的地图，称为大比例尺地图。
2、比例尺1:10万~1:100万的地图，称为中比例尺地图。
3、小于比例尺1:100万的地图，称为小比例尺地图。
（二）按区域范围划分1、星球图、地球图；2、世界图、半球图、大洲图、大洋图；3、国家图、下属行政区（大区或省、市、县）地图；4、局部区域，如海湾图、流域图。
（三）按地图的图形划分（分普通地图和专题地图）1、普通地图：是表示自然地理和社会经济一般特征的地图，它并不偏重于哪一个要素2、专题地图：着重表示一种或几种主要主题要素及它们相互关系的地图。
第3节地图的成图方法一、实测成图法二、编绘成图法第二章地球体与地图投影第1节地球体一、地球的基本特征（一）地球重力：地球引力和地球自转产生的离心力的合力方向。
（二）水准面：重力位相等的面。
（三）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。
（四）大地体：大地水准面包围的形体。
（五）地球椭球体：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二、地理坐标：用经线（子午线）、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。
地理坐标系统中有三种坐标：天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。
第2节大地测量系统一、我国的大地坐标系统：（一）克拉索夫斯基椭球体（二）1975 参考椭球体二、大地控制网：由平面控制网和高程控制网组成（一）平面控制网：以西安是附件的泾阳县境内的国家大地原点为坐标原点（二）高程控制网：以黄海平均海水面为国家高程基准（又1988高程，高程值为72.2604m）三、全球定位系统：实时动态定位，测量某一目标或信息在什么时候、什么空间位置的理论方法和技术。
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第3章 地图数据源
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第1节 地面测量数据 二、碎部测量
（二）距离量测
钢尺丈量 视距法
第3章 地图数据源
计算A、B两点的视差：A、B同高
D = D’+δ+ f D’∶f = mn∶m’n’ mn = L f∶m’n’ = 100 δ、f 趋于0
D=100L
A、B不同高
D = 100L cos2α h = 50Lsin2α+i-l
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第1节 地面测量数据 一、小区域控制测量
（三）测量仪器
1. 经纬仪 角度测量包括水平
角测量和竖直角测量。
第3章 地图数据源
水平角测量
图中O为测站点，A、B为目 标点，角a和角b为A、B点 的方位角，则A、B方向的水 平角为α= b-a。
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第1节 地面测量数据
（一）平面控制测量 （二）高程控制测量 （三）测量仪器
第3章 地图数据源
测量工作的原则：
从整体到局部、 先控制后碎部。
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第1节 地面测量数据
（一）平面控制测量
1. 三角测量
第3章 地图数据源
以大地原点为基 础，在地面上选择一 系列控制点，建立三 角形，组成三角锁和 三角网。
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hBA = D tanα+i-l+0.42D2/R HB = HA+ Dtanα+i-l+0.42D2/R
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第1节 地面测量数据
一、小区域控制测量
（三）测量仪器
1. 经纬仪
光学经纬仪是 常用角度测量仪器。
经纬仪的主要部件 有望远镜、度盘、 水准器、读数设备 和基座等。
第3章 地图数据源
第1节 地面测量数据
（一）平面控制测量
2. 角度交会
第3章 地图数据源
已知A、B点坐标，通过 测量其中一点及P点方 位角来确定P点坐标。
三种方法都需要通 过另一个已知点进 行多余观测或校核
P
前方交会
已知A、B点坐标，通过测量 α和β值来确定P点坐标。
B
侧方交会
后方交会
已知A、B、C点坐标， 通过在P点测量α和β值 来确定P点坐标。
Δ1 a2
Δ2
i
b2
s
s’
h=a2- Δ1-(b2- Δ2)=a2-b2-(Δ1- Δ2)
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第1节 地面测量数据
二、碎部测量
（一）展绘坐标点
小区域的测量任务 通常应用聚酯薄膜进行 测图。在薄膜上绘制坐 标网格,按测图比例尺 展绘控制测量的全部控 制点坐标。以控制点的 测站为起始点测定周围 的碎部。
第 3 章 地图数据源
第1节 地面测量数据 第2节 多源遥感数据 第3节 全球定位系统（GPS）数据 第4节 制图数据与处理 第5节 地理数据库
1
第３章
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
新编地图学教程
（第二版）
电子教案
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
地图数据源
第1节 地面测量数据
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第1节 地面测量数据 一、小区域控制测量
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第1节 地面测量数据
二、碎部测量
（三）碎部点选择与施测
破碎点选择：地物特征点。 地形点选择：山脊线、谷底线 的坡度变换点。 测图仪器：经纬仪、平板仪。
（四）绘图
标准：《地形图图式》 《地籍图规范》
第3章 地图数据源
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第1节 地面测量数据 三、地面测量的现代方法
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第 1 节 结束 17
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
新编地图学教程
（第二版）
电子教案
第３章
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
地图数据源
第2节 多源遥感数据
本章首页
第2节 多源遥感数据 一、遥感的概念
第3章 地图数据源
从一定距离对地表或近地表地物所发射或反射的电磁波(紫外线到 微波波段)进行探测，以达到识别目标的理论和方法，称为遥感。
目前遥感技术应 用的波段主要在紫外 线至微波波段。
380 nm
780 nm
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第2节 多源遥感数据
第3章 地图数据源
二、航空像片
利用安置在飞机上的航空摄 影机在空中对地面摄取的图象。
像主点
当时大气压力 航摄时刻
摄影机焦距 像片倾斜程度
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航片注记
1. 灰阶尺; 2. 水准; 3. 高度； 4. 框标; 5. 时钟; 6. 镜头编号;
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第1节 地面测量数据
（一）平面控制测量
3. 导线测量
把控制点连 成连续的折线， 测定折线边长和 转角，最后根据 起算点坐标和方 位角推算其他各 未知点坐标。
第3章 地图数据源
闭合导线：P―Q―R―S―T―U―P 附合导线：A―P―2―3―4―5―6―B 支 导 线：P―a―b―c―d
（一）全站仪测图
第3章 地图数据源
全站仪功能：
具有电子经纬仪的 测角、电磁波测距仪的 测距功用。
利用存储功能模块， 可完成点坐标测定、点 放样测量、对边测量和 悬高测量等专项测量作 业。
1. 望远镜物镜；2. 显示屏；3. 键盘；4. 串行接口；5. 外接电源接口；6. 光学对准 器；7. 自动调焦键；8. 目镜；9.垂直制动螺旋；10. 垂直微动螺旋；11. 水准管； 12.水平制动螺旋；13. 水平微动螺旋；14. BT — 50Q电池；15.电源开关
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第1节 地面测量数据
第3章 地图数据源
一、小区域控制测量
（二）高程控制测量
水准测量
三角高程测量
适用地域 平原和工程地形测量。
多用于丘陵和山地（地形测量 中常用）。
克服地球 水准仪观测时，仪器应放置 三角高程观测距离超过300 m时, 曲率与大 在前、后视水平尺的中间。 须进行地球曲率与折光差计算 。 气折光
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全 站 仪
开边
山林 闭合差
湖泊
闭合
平面
水 准 仪
标尺
水准仪
标尺
控制点
高程
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第1节 地面测量数据
第3章 地图数பைடு நூலகம்源
三、地面测量的现代方法
数字测图系统由测量设备采集地图
（二）数字测图系统
数据输入计算机，以制图软件进行编辑 处理，数控绘图或喷绘成图。
电子平板测绘
（三）测量仪器
1. 经纬仪
第3章 地图数据源
竖直角是同一竖直 面内视线与水平线 间的夹角，其值为 0°～±90°。
竖直角测量用于测定点的高程。
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第1节 地面测量数据
（三）测量仪器
2. 水准仪
第3章 地图数据源
Δi a1 a1’
A
i
Δ
b1 b1’
B
h=a1-b1=a1’+ Δ-b1’- Δ=a1’-b1’