地图学作业

新编地图学教程作业第一章导论1为什么说在现代，地图的功能已经漂移了？答：地图从最初的信息获取功能逐步推移到信息存储的功能，进化到信息检索功能，移向分析、模拟、设计预测的功能。

2比较纸质地图和电子地图的异同。

答：同：都具有地图的基本特征：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。

异：通常我们所看到的地图是以纸张、布或其他可见真实大小的物体为载体的，地图内容是绘制或印制在这些载体上。

而电子地图是存储在计算机的硬盘、软盘、光盘或磁带等介质上的，地图内容是通过数字来表示的，需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析。

电子地图上可以表示的信息量远远大于普通地图，如公路在普通地图上用线划来表示位置，线的形状、宽度、颜色等不同符号表示公路的等级及其他信息。

3为什么说地图学已进入地球空间信息科学的范畴？答：信息科学是指以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机等技术为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。

20 世纪70 年代以后的30 年, 是地图学从理论到方法和技术都获得飞速发展的时期, 特别是地图制图技术取得了重大突破。

计算机制图已广泛应用于各类地图生产, 多媒体电子地图集与互联网地图集迅速推广。

随着互联网的迅速发展和普及, W W W 已经成为快速传播所有知识的重要渠道。

其中作为空间信息图形表达形式的地图, 越来越受到各网站和广大用户的欢迎。

近十多年来, 互联网地图(也称互联网络地图、网络地图、webMaP ) 得到极其迅速地发展。

互联网地图经历了从简单地图到复杂地图, 从静态地图到动态地图, 从二维平面地图到三维立体地图的发展过程。

而且随着互联网技术、W eb G IS 技术的迅速发展, 互联网地图的传输与浏览速度逐步提高。

目前互联网地图主要有: 城市地图、旅游地图(包括旅游路线与景点图, 旅游设施图、旅游区导游图) 、公路交通图、全国与区域普通地图、专题地图、国家与区域综合地图集等。

国际上比较大的网站也都开辟了网络地图专栏, 出现了一批专门的通用地图网站或专题地图网站(如历史地图网站) 。

美国、加拿大等国家还专门设立国家地图集网站, 将国家地图集的主要内容通过互联网发布, 实现免费共享, 用户可以上网查询检索、浏览阅读、打印或下载所需要的图幅或其他信息。

所以说地图学已进入信息科学范畴。

第二章地球体与地图投影1大地经纬度、天文经纬度和地心经纬度之间有何关系？答：大地经纬度（geodetic longitude and latitude）是大地经度与大地纬度的合称。

地球表面是不规则面，为了能用数学方法表示，把它设想成一个大小和扁率与地球最为接近的旋转椭球体，称为地球椭球体。

通过地球椭球体中心，并同其旋转轴垂直的平面，称为椭球体赤道面，它与地球表面相交的线，称为赤道；通过地面A点和地球椭球体旋转轴的平面，称A点的大地子午面。

A点的大地子午面与起始大地子午面（本初子午面）间的夹角L，称为大地经度。

天文经纬度（long latitude of astronomy）是指以地面某点铅垂线和地球自转轴为基准的经纬度。

包含地面某点A的铅垂线和地球自转轴的平面称A点的天文子午面，此子午面与本初子午面间的夹角λ称A 点的天文经度，A点的铅垂线与地球赤道平面的夹角φ称A点的天文纬度。

地心经纬度是地心经度和地心纬度的合称。

包含地面某点地心之间连线和地球自转轴的平面，称为地心子午面。

A点的地心子午面与本初子午面之间的夹角，称地心经度；A点同地心之连线与地球赤道面所成的夹角，称地心纬度。

地心经纬度比天文经纬度，大地经纬度多了各点地球半径的改正。

天文经纬度以地球实际地形情况为基准确定，可以说是一个测量上的坐标。

而大地经纬度则忽略具体地形情况，转而将地球理想化为一个最接近的理想椭球体，再确定经纬度。

2为什么说衡量地图投影的长度变形是主要变形？答：因为地球椭球体表面是曲面，而地图通常要绘制在平面图纸上，因此制图时首先要把曲面展为平面。

然而球面是个不可展的曲面，换句话说，就是把它直接展为平面时，不可能不发生破裂或皱纹。

若用这种具有破裂或褶皱的平面绘制地图，显然是不实用的，所以必须用特殊的方法将曲面展开，使其成为没有破裂或褶皱的平面，于是就出现了地图投影理论。

其基本原理就是：因为球面上一点的位置决定于它的经纬度，所以实际投影时是先将一些经纬线的交点展绘在平面上，再将相同的经纬度的点连成经线，相同的纬度的点连成纬线，构成经纬网。

有了经纬网以后，就可以将球面上的点，按其经纬度展绘在平面上相应的位置处。

许多分析技术和空间数据都是针对二维坐标或平面坐标设计，以平面地图投影的方式来存储空间坐标，因此很多时候我们都需要利用地图投影将三维的地理坐标转换为平面坐标。

所谓的地图投影就是通过特定的数学方程式将经纬坐标（λ，φ）转换为平面坐标（X，Y）。

从三维坐标转换为二维坐标时总会出现扭曲变形，地图投影就是用来减小这种变形的。

3解释墨卡托投影的特征。

答：在该投影图上，不仅保持了方向和相对未知的正确，而且能使等角航线（又称恒向线）表示直线，因此对于航海、航空具有重要的实际应用价值。

只要图上将航行的靓点间连一直线，并量好该直线与经纬线间夹角，一直保持这个角度航行即可达到终点。

4解释高斯—克吕格和UTM投影的特征。

答：高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”，又名"等角横切椭圆柱投影”，地球椭球面和平面间正形投影的一种。

德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl FriedrichＧauss，1777一1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，1857～1928）于1912年对投影公式加以补充，故名。

该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件，确定函数的形式，从而得到高斯一克吕格投影公式。

投影后，除中央子午线和赤道为直线外，其他子午线均为对称于中央子午线的曲线。

设想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，按上述投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面。

将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平，即为高斯投影平面。

取中央子午线与赤道交点的投影为原点，中央子午线的投影为纵坐标x轴，赤道的投影为横坐标y轴，构成高斯克吕格平面直角坐标系。

高斯-克吕格投影在长度和面积上变形很小，中央经线无变形，自中央经线向投影带边缘，变形逐渐增加，变形最大之处在投影带内赤道的两端。

由于其投影精度高，变形小，而且计算简便（各投影带坐标一致，只要算出一个带的数据，其他各带都能应用），因此在大比例尺地形图中应用，可以满足军事上各种需要，能在图上进行精确的量测计算。

UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”，是等角横轴割圆柱投影（高斯-克吕格为等角横轴切圆柱投影），圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，该投影将地球划分为60个投影带，每带经差为6度，已被许多国家作为地形图的数学基础。

UTM投影与高斯投影的主要区别在南北格网线的比例系数上，高斯-克吕格投影的中央经线投影后保持长度不变，即比例系数为1，而UTM投影的比例系数为0.9996。

UTM投影沿每一条南北格网线比例系数为常数，在东西方向则为变数，中心格网线的比例系数为0.9996，在南北纵行最宽部分的边缘上距离中心点大约363公里，比例系数为1.00158。

高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用Xutm=0.9996 * X高斯，Yutm=0.9996 * Y高斯进行坐标转换。

5何种圆锥投影适于制作中国各类地图？答：正轴等角圆锥投影又称兰勃特正形投影，由于纬线长度比是不可变的，为了使圆锥投影具有等角性质，只能改变经线长度比，正轴等角圆锥投影就是通过改变经线长度比，并使经线长度比等于纬线长度比而得到的。

两条标准纬线之外的纬线长度比大于1，为达到等角，经线长度比必须相应同等增大；两条标准纬线之内，纬线长度比小于1，经线长度比也必须相应同等缩小，达到等角目的。

我国新编百万分之一地图采用的就是该投影，除此以外，该投影还广泛应用于我国编制出版的全国1：400万、1：600万挂图，以及全国性普通地图（图2-35 b）和专题地图等。

而正轴等积圆锥投影又称亚尔勃斯投影，亦是在正轴圆锥投影的基础上，通过改变经线长度比而得来的，但其经线长度比与纬线长度比互为倒数。

两条标准纬线之外的纬线长度比大于1，为达到等积，经线长度比相应同等缩短；两条标准纬线之内，纬线长度比小于1，为保持等积，经线长度相应同等增加，达到等积目的。

我国常用等积圆锥投影编制全国性自然地图中的各种分布图、类型图、区划图以及全国性社会经济地图中的行政区划图、人口密度图、土地利用图（图2-35 a）等。

第三章地图数据源如何理解航空像片和卫星图像上的“同物异谱”和“同谱异物”现象，请举例说明。

答：“同物异谱”说的是相同的地物由于周围环境、病虫害或者放射性物质等影响，造成的相同的物种但是其光谱曲线不同，”同谱异物“顾名思义也就是不同的地物由于生长环境的影响光谱曲线相同。

这就给遥感分类造成了困难，遥感影像在分类时主要依靠的就是地物的光谱特征，尤其是非监督分类，它的前提就是不存在“同物异谱”和异物同谱“现象。

第四章地图概括1为什么说地图概括是构成地图的重要法则之一？答：地图概括是对地理信息从感知到理性认识的抽象过程。

它解决了将空间信息庞杂多维的客观世界，清晰的表现在有限的2维图面上，实现由地理数据向抽象，概括的形象-符号模型的转变2怎样衡量开方根规律的优点和不足？答：优点：公直观地显示了地图概括时从重要到一般的选取标准，是一个有序的选取等级系统，在选取过程中，，在地图比例尺固定的条件下，地物选取的比例一致；不足：没有考虑地理差异，特别是制图地物分布的密度变化3阐述实施地图概括的步骤及其各步骤的主要内容。

答：1.1实施地图概括的四个步骤1.分类：空间数据的排序、分级或分群。

2.简化：显示空间数据的重要特征，删除不重要的细部。

3.夸张：提高或强调符号的重要特征。

4.符号化：将空间数据进行分类、简化、夸张等方法所获得的记号。

这四个步骤只是叙述的次序，而实施地图概括时，它们是互为影响、不能截然分开的。

1. 2 分类空间数据的排序、分级或分群。

根据地理信息的异同，在集合成类的过程中，既有归并，也有拆分。

例如“河流”，它的词义是：沿地表线形低凹部分集中的经常性或周期性水流。

它表示了长流河段或季节性河段，而常流河又分为通航河段和不通航河段。

1.3 简化显示空间数据的重要特征，删弃不重要的细部依比例尺和目的不同，它包括地理信息的取舍和图形化简两个方面 1.4 比例尺概括：假定有一组道路，普通公路的宽度为30m，简易公路的宽度为20m，大车路的宽度为10m。