地形图制图及其应用

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§1-1 §1-2 §1-3 §1-4 §1-5 §1-6
地形图的基本知识
地图基本知识、地形图的概念 地形图的比例尺及比例尺的精度 地形图的定向 高斯投影 地物、地貌在地形图上的表示 地形图的分幅与编号及图廓注记
§1-2 地形图的比例尺
1. 定义：(地形图)图上两点间的距离与相应
地面两点间的实际水平距离之比，称为 地形图的比例尺，通常化为分子为1的形 式，M称为比例尺分母。
4. 比例尺的精度
一般认为人眼能分辨出的两点间的最小距离为 0.1mm。因此，实地的两点缩绘到图纸上时不 能小于0.1mm。由此定义： 相当于地形图上0.1mm的实地水平距离，称为 比例尺精度。（0.1mm×M）
1:50 1:1 000 1:2 000 1:5 000 0 0.10 0.20 0.50 比例尺精度 0.05 (m) 比例尺 1:1 0000 1.00
数字高程模型（DEM）
数字高程模型（Digital Elevation Model 简称DEM）， 是描述地表起伏形态特征的空间数据模型，由地面 规则格网点的高程值构成的矩阵，形成栅格结构数 据集。
数字正射影像（DOM）
数字正射影像（Digital Orthophoto Map简称DOM）， 是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像 片／遥感影像（单色／彩色），经逐个象元进行投 影差改正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成 的影像数据。
数字栅格地图（Digital Raster Graphic简称DRG）， 是现有模拟地形图经数字扫描及计算机处理的栅格 形式的图形数据。每幅扫描图象经几何纠正、色彩 校正，使每幅图象的色彩基本一致；同时进行了数 据压缩处理，有效使用存储空间。数字棚格地图在 内容、几何精度和色彩上与纸质地形图基本保持一 致。
（二）数字图形、图像的表示 1.图形与图像 （1）基本概念 • 图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图。即由 计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等； • 图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际 的画面产生的数字图像，是由像素点阵构成的 位图。
（2）数据描述 • 图形：矢量数据。描述对象可任意缩放不会 失真。 • 图像：栅格数据。描述信息文件存储量较大， 所描述对象在缩放过程中会损失细节或产生 锯齿。
二、地图的定义
地图是地理现实世界的表现或抽象，以视觉的、数字
的、或触觉的方式表现地理信息的工具。（ICA（国 际地图协会）Board和Weiss博士）。 地图是空间信息的图形表达。 …… 课本：地图是根据一定的数学法则，将地球及其外层 空间（或其他星球）上的自然和社会现象，通过制图 综合，使用地图语言，缩绘到平面上的图形，以反映 各种现象的空间分布与联系、数量和质量特征及其在 时间和空间上的分布和发展变化的图。
比例尺精度的参考意义：
1) 根据测图比例尺确定测图时的量距精度
如：测绘1:1 000的地形图量距精度精确到 10cm即可（ 0.1mm×1 000=0.10m=10cm ） 2) 按地形图所要表示地物、地貌的详尽程度确定 测图比例尺 例如：要求边长大于0.20m的地物要表示于图 上，则测图的比例尺应该选择1:2 000或者更大。 （ 0.1mm×M=0.20m，M＝2 000）
整饰要素：图廓外要素，图名、图号、接图表、
量图图解、说明资料等。
四、地图符号
使用专门的图形符号表现地理事物是地图的基本
特征之一。经过漫长的演变过程，地图符号逐渐 形成了极其简洁而规则的符号形态。现代的地图 符号不仅使地图表现出严谨的数学基础，也更适 于准确表现各种对象的定位概念和质量、数量特 征，成为一种功能相当完备的符号系统。 由于地形图要要全面反映区域的自然社会情况， 要素复杂、内容详尽，是通用性基础地图，因而 地形图符号体系较早成为标准化的科学符号体系， 国家以法定的规范和图式统一了地形图的符号及 用法。世界各国的地形图符号大都比较接近。
由于专题地图涉及的内ห้องสมุดไป่ตู้广泛，制图对象的
性质和形式特点多样，因而专题地图的符号多 种多样，往往自成系统，各有各的特点。加上 地图的服务面还在不断扩宽，涉及的制图对象 日益广泛，所以专题地图符号的规范化和标准 化比较困难，进展缓慢。已经得到解决的是地 质图符号系统的标准化问题。近年来世界各国 正在着手对一些基础性专题地图，如土壤图、 地貌图、土堆资源图等，进行研究，以解决其 符号的标准化和规范化问题。
2.矢量数据与栅格数据 （1）矢量数据
是用点，线，面及其X，Y坐标来构建点，线，面 等具体空间要素的数据模型。
（2）栅格数据
栅格数据是按网格单元的行与列排列、具有不同 灰度或颜色的阵列数据。
（3）二者区别与联系
3.数字地图的“4D”产品 测绘4D产品包括数字线划图（DLG）、数字正射 影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）及数 字栅格地图（DRG）。 数字栅格地图（DRG）
§1-1 地图基本知识、地形图的概 念
一、地图的基本特性
1. 由特殊的数学法则而产生的可量测性 2. 由使用地图语言表示事物所产生的直观性 3. 由实施制图综合而产生的一览性
特殊的数学法则包括地图投影、地图比例尺和
地图定向三个方面。使用了特殊的数学法则， 地图就具有了可量测性，用图者可以在地图上 量测距离、高差、面积、坡度、方位等。 地图上表示各种复杂的地理信息是通过地图语 言来实现的。地图语言包括地图符号和地图注 记两部分。 对地表信息通过有目的地取舍和概括，简化和 抽象，表示出制图对象主要的、实质性的特征 和分布规律，就是制图综合。
三、高斯投影带的划分 为控制变形，保证精度，采取分带投影的方法。 1. 6°带： 0 N 6 3
L N 1 6
四、高斯平面直角坐标系的建立
以中央子午线的投影为坐标纵轴X轴，赤道投影
为横坐标轴Y轴，为避免横坐标Y出现负值，横坐 标Y统一加上500km；同时，为了区分投影带， 规定在横坐标y前冠以投影带带号：
五、地图注记
地图注记是地图语言的组成部分。地图符号由图
形语言构成，地图注记则由自然语言构成。 地图注记的功能：标识对象、指示对象的属性、 表明对象间的关系、转译（地图符号通过文字说 明才能担负起信息传输的功能）。 地图注记的分类：名称注记、说明注记（文字说 明、数字说明）。 注记字体：最常用的是宋体及其变形体（长宋、 扁宋、斜宋），等线体及其变形体（长等线、扁 等线、耸肩等线），仿宋体，隶体、魏碑体记其 他美术字体。
几何投影
§1-4 高斯投影
一、高斯投影（等角横切椭圆柱投影）
二、高斯投影特点 1. 属于等角投影。 2. 中央子午线投影后为直线且长度无变形，同 一纬线上，离中央子午线越远，长度变形越 大，投影带边缘变形最大。 3. 赤道投影后为直线并与中央子午线的投影垂 直，同一经线上，纬度越低，长度变形越大， 赤道上变形最大。 4. 除中央子午线外，长度比都大于1。
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地形图的基本知识
地图基本知识、地形图的概念 地形图的比例尺及比例尺的精度 地形图的定向 高斯投影 地物、地貌在地形图上的表示 地形图的分幅与编号及图廓注记
§1-3 地形图的定向
地图定向是指确定地图图形的地理方向，以此
确定地理事物的地理方位。地图定向的标准方 向（三北方向）： 1. 真北方向 2. 磁北方向 3. 坐标北方向
如：课本P134第四题 x=2 165 386.26m y=19 385 396.38m 其中：19为高斯6°投影带带 号，该点在中央子午线以西。 385 396.38m －500 000m= － 114 603.62
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地形图的基本知识
地图基本知识、地形图的概念 地形图的比例尺及比例尺的精度 地形图的定向 高斯投影 地物、地貌在地形图上的表示 地形图的分幅与编号及图廓注记
数字线划地图(DLG）
数字线划地图（Digital Line Graphic简称DLG）， 是地形图上现有核心要素信息的矢量格式数据集。 内容包括行政界线、地名、水系及水利设施工程、 交通网和地图数学基础（高斯坐标系和地理坐标 系）。 数字线划地图是满足地理信息分析要求的数据结 构，可视为带有智能的数据集，不但含有几何数 据，还有社会人文信息。
六、地形图的概念
按一定比例尺，用规定的符号表示地物、
地貌的平面位置和高程的正射投影图。
地形图是地图的一种，比例尺一般大于1：
100万。
地物：地表人工或天然的固定性物体，如居民 地、道路、房屋、水系等。 地貌：地球表面高低起伏的形态，如地势的高 低、坡度的变化等。
七、数字地图
（一）数字地图 1.数字地图/电子地图 （1）数字地图——以数字形式存储于磁盘、磁 带、光盘等介质上的关联数据文件集合—— 地图数据库。 （2）电子地图是以地图数据库为基础，在适当 尺寸的屏幕上显示的地图。（数字地图的符 号化输出） （3）利用数字地图可以生成电子地图和数字地 面模型（DTM）
图上距离 d 1 1 比例尺＝ ＝ ＝ 实地水平距离 D D d M
2. 比例尺的表示形式
① 数字比例尺
1 ：500；1 ：1000；1 ：2000；1 ： 5000……
② 图示比例尺（直线比例尺）
10 5
2cm
0
10 1500
20
30
40m
3. 比例尺的大小
1) 大比例尺地形图
1:500＞1:1000 ＞ 1:2000 ＞1:5000 ＞ 1:10 000 2) 中比例尺地形图 1 : 25 000～ 1 : 100 000 3) 小比例尺地形图 1 : 100 000 ～ 1 : 1 000 000
§1-4 高斯投影
引：地图投影的概念
地表→大地水准面→参考椭球面→制图面（平面） 将参考椭球面上的元素归算到平面上的过程称为 地图投影。 由参考椭球面（不可展面）投影到平面，必然会 产生变形。 按投影的变形性质分为等角投影、等面积投影、 任意投影（特例：等距离投影）。
按投影方式分为几何投影和条件投影两大类。
注记的排列方式有： 水平字列：字中心连线平行于南北图廓线（小比例尺地
图上也常用平行于纬线）的排列方式。点状地物名称注 记大多使用这种排列方式。 垂直字列：字中心连线垂直于南北图廓线的排列方式。 少数用水平字列不好配置的点状地物、南北向的线状、 面状地物，可用这种排列方式。 雁行字列：各字中心连线在一条直线上，字向直立或垂 直于中心连线，通常应拉开字隔。字中心连线的方位角 在±45°之间。 屈曲字列：各字中心连线是一条自然弯曲的曲线，该曲 线与被注记的线状对象平行。其中的字不应直立，而是 随对象走向而改变方向。字序排列方式同雁行字列：当 字序从上往下时，字的纵向平行与线状对象；从左往右 时，字的横向平行于线状对象。
三、地图的基本内容（三要素）
数学基础：地图上表现为控制点、坐标网、比例
尺、三北方向等。 地理要素：是地图内容的主体，普通地图和专题 地图表达的地理要素的种类有所区别。
普通地图：最基本的自然和人文要素；居民地、交通 网、水系、地貌、土质和植被、境界线、独立地物等。 专题地图：基础地理要素和主题要素。
为满足使用地形图的要求，规定小于1 :10 000的各种比例尺的地形图上都要绘出三北方 向线和三北方向图。
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§1-1 §1-2 §1-3 §1-4 §1-5 §1-6
地形图的基本知识
地图基本知识、地形图的概念 地形图的比例尺及比例尺的精度 地形图的定向 高斯投影 地物、地貌在地形图上的表示 地形图的分幅与编号及图廓注记
地形图制图及其应用
安徽农业大学 测量教研室 过家春
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地形图的基本知识
地图基本知识、地形图的概念 地形图的比例尺及比例尺的精度 地形图的定向 高斯投影 地物、地貌在地形图上的表示 地形图的分幅与编号及图廓注记