地图制图与投影(内部资料).ppt

对于小范围地区，可视地表为一平面，可以认 为没有变形；但对于大的区域范围，甚至半球、 全球这种不可展的球面，就不象这样简单。从 不规则的地球表面到制成地图——地图投影。
地图投影
概念：将地球椭球面上的点投影到平面上的方法称为地图投影。 其实质是建立地球椭球面上的地理坐标 （经纬度）和平面 上直角坐标之间的函数关系。
地图制图与投影
地图的基本知识
地图：是按一定的数学法则和综合法则，以形象 －符号表达制图物体(现象)的地理分布、组合 和相互联系及其在时间中的变化的空间模型， 它是地理信息的载体，又是信息传递的通道。
地图的特征: 由于特殊的数学法则而产生的可量测性 由于使用符号表象事物而产生的直观性； 由于制图综合而产生的一览性。
我国使用的地球椭球体
3）1975年I.U.G.G推荐椭球(1975，16届国际大地测量协会) 西安80大地坐标系基准椭球
a=6378140m b=6356755.2881575m α=0.0033528131778
（西安大地坐标原点） 4）WGS-84椭球(GPS全球定位系统椭球、17届国际大地测量协
5）有统一的图式符号，便于识别使用。 6）为保持地形图的现势性，还规定了定期更新。
其他地图
影像地图：RS Image等等….. 立体地图：由DEM或DTM与DOM生成的立体影象等等…… 电子地图：例如WebGIS查询地图等…… 数字地图：4D产品等…… 等等……
地图投影
将地球表面通过测量的方法表现在平面上即成 为地图,这一过程可以理解为将地球表面按一定 比例缩小成一个地形模型，然后将其上的特征 点(测量控制点、地形点、地物点)用垂直投影 的方法投影到平面(图纸)上。
我国使用的地球椭球体
1） 海福特椭球(1910，美国) 我国52年以前基准椭球 a=6378388m b=6356911.9461279m α=0.33670033670 （南京大地原点）
2）克拉索夫斯基椭球(1940 Krassovsky，前苏联) 北京54坐 标系基准椭球
a=6378245m b=6356863.018773m α=0.33523298692 （普尔科沃1942大地原点）
投影的椭球体
地球是一个表面很复杂的球体，人们以假想 的平均静止的海水面形成的“大地体”为参 照（大地水准面），推求出近似的椭球体， 理论和实践证明，该椭球体近似一个以地球 短轴为轴的椭园而旋转的椭球面，这个椭球 面可用数学公式表达。
由于不同地方的变形规律的特点，因此要根 据自己国家的具体位置，采用选择适合自己 投影的椭球体（椭球参数）。
3）地貌一般用等高线表示，能反映地面的实际高度、起伏状态，具有一定的立体感， 能满足图上分析研究地形的需要；
4）有规定的比例尺系列，如我国规定国家基本比例尺地形图系列为：1:1万、1：2.5 万、1:5万、1:10万、1:20万(现已为1:25万) 、1:50万、1:100万，可以基本满足 国家经济建设和军队作战指挥的不同需要；
会) WGS-84 GPS 基准椭球 a=6378137m b=6356752.3142451m α=0.00335281006247
（大地原点在地球的质心）
BJ54坐标系的缺点
• 克拉索夫斯基椭球参数同现代精确的椭球参数的差异较大，
并且不包含表示地球物理特性的参数，因而给理论和实际工 作带来了许多不便。
• 椭球定向不十分明确。参考椭球面与我国大地水准面呈西高 东低的系统性倾斜，东部高程异常达60 余米， 最大达67 米。
• 该坐标系统的大地点坐标是经过局部分区平差得到的， 因此， 全国的天文大地控制点实际上不能形成一个整体， 区与区 之间有较大的隙距， 如在有的接合部中， 同一点在不同区 的坐标值相差1-2 米，不同分区的尺度差异也很大，而且坐 标传递是从东北到西北和西南， 后一区是以前一区的最弱 部作为坐标起算点， 因而一等锁具有明显的坐标积累误差。
我国使用的地球椭球体
华夏经纬网2003年12月4日讯：随着新一代地心坐标系的建立，目
前使用的1954年北京坐标系将被取代，中国现有的地图也将要全 部改版 。 《科技日报》报道，“全国天文大地网与空间大地网联合平差”成 果3日通过了总参测绘局组织的专家评审。 “全国天文大地网与空间大地网联合平差”是一项跨世纪的军事 测绘重大基础建设项目。1991年由总参测绘局启动，至1998年完 成了全国天文大地网与全国GPS一级网的联合处理，取得了阶段 性成果；1999年启动的二期工程，至今完成了全国天文大地网与 2000国家GPS大地控制网的联合处理，全面实现了工程建设目标。 该项目集中了有关教学、科研和生产单位多方面专家进行联合攻 关，对中国半个世纪以来的大地测量资料进行了系统整理，完善 了军事大地测量综合数据库系统，研制了自主版权的高性能大地 测量数据处理软件系统；特别是在世界上首次运用了三维平差理 论、异常诊断、粗差剔除及抗差估计等新技术新方法，保证了项 目成果的可靠性和先进性。
专题地图
以普通地图作为底图基础的，重点反映某一种或几种专门的要素，依 内容要素可分为：自然地理图、社会经济地图和工程技术图。
地形图的特征
1）以大地测量成果作为平面和高程的控制基础，并印有经纬网和直角坐标网，能准 确表示地形要素的地理位置，便于目标定位和图上量算；
2）以航空摄影测量为主要手段进行实地测绘或根据实测地图编绘而成，内容详细准 确；
主要指便于读图和用图的某些内容。例如：图名、图号、图例和 地图资料说明，以及图内各种文字、数字注记等。
地图按内容分类
普通地图
以相对平衡的详细程度表示地球表面上的自然地理和社会经济要素 (基本要素包括居民地、交通网、水系、地貌、境界、土质植被等)的 地图。 其中详细表示地面的各基本要素的叫地形图；内容比较概略，但主要 目标很突出，以反映各要素基本分布规律为主的地图称为地理图；介 于两者之间的叫地形地理图。
地球表面上一点：地理坐标φ、λ（经纬度）
地图采用直角坐标x、y
x
y
f1 ( , ) f 2 ( , )
为解决由不可展的椭球面描绘到平面上的矛盾，用几何透视方法或数学分析的 方法，将地球上的点和线投影到可展的曲面(平面、园柱面或圆锥面)上，将此 可展曲面展成平面，建立该平面上的点、线和地球椭球面上的点、线的对应关 系。
地图三要素
构成地图的基本内容，叫做地图要素。
（l）数学要素 指构成地图的数学基础。例如地图投影、比例尺、控制点、坐标
网、高它保证地图的精确性，作为在图上量 取点位、高程、长度、面积的可靠依据，在大范围内保证多幅图 的拼接使用。数学要素，对军事和经济建设都是不可缺少的内容。 （2）地理要素， 是指地图上表示的具有地理位置、分布特点的自然现象和社会现 象。因此，又可分为自然要素（如水文、地貌、土质、植被）和 社会经济要素（如居民地、交通线、行政境界等）。 （3）整饰要素