计算机地图制图的数据基础
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• 投影条件为：①投影带中央子午线和赤道投影后为互相垂直的直 线，且为投影对称轴；②投影具有等角性质；③中央经线投影后 保持长度不变。该投影中央子午线没有任何变形，除此线上长度 比为1外、其它任何点长度比＞1，离中央经线愈远，变形愈大， 故必须采用分带投影加以限制。长度比等变形线平行于中央轴子 午线。
特点：
视图投影
反映在地图数据的显示结果上
不影响数据实际采用的投影和坐标系
球面位置
数据
数据投影
视图 视图投影
（3） 坐标系统和投影选择
1）主要因素 地图用途 制图区域地理范围 制图精度要求
2） 坐标系统和投影设置
坐标系统和投影设置的一般方法 借助地理信息系统的工具模块进行：
——选择椭球体 ——选择投影类型 ——设置投影参数 ——设置坐标单位
其它纬线均投影为以赤道为 对称轴的向两极弯曲的曲线
经纬线成直角相交。
c.变形规律
具有等角性质。 中央经线长度比等于1，其Fra Baidu bibliotek经线
长度比均大于1，长度变形为正。 距中央经线愈远变形愈大。在同
• 此投影具有投影公式简单，各带投影相同等优点，广泛作为地形 图的数学基础。中国于1953年开始用作地形图的基本投影，有高 斯—克吕格坐标表可查。
a.构成
横轴等角切椭圆柱投影：
以椭圆面作为投影面，并与椭球面相切于一 条经线上，按等角条件将该经线东西一定范围内 的区域投影到椭圆柱表面上，再展成平面，构成 横轴等角切椭圆柱投影。
(4)WGS84(全球大地测量系统1984)
国际时间局根据卫星大地测量数据确定的地球椭球体。
(2) 投影
在球面和平面之间建立点与点对应的函数关系。
不同阶段的投影
球面位置
数据
数据投影
视图 视图投影
数据采集阶段
地图设计阶段
视图投影
定义：在球面和视图平面之间建立 点与点对应的函数关系。
墨卡托投影
墨卡托投影
数据更新需要——丰富的数据来源
第一节 空间数据
(2)空间数据的主要特征 ——空间特征和属性特征
空间特征——用于确定地图要素的分布 属性特征——用于对地图要素的渲染
2.空间数据结构
(1)空间图形数据 ——描述空间位置和拓扑关系的数据，与
地图要素的几何特征有关，称为空间图 形(特征)数据
(2)属性数据 ——描述地理要素和地理现象属性的数据 为属性数据。
第一节 空间数据
空间数据成为计算机地图制图数据基础之理由： 1.计算机地图制图是GIS的技术基础（技术渊源）
2.计算机地图制图要求地图数据体现要 素的空间位置、拓扑关系和属性
3.GIS数据库管理技术功能强大，满足制图需要
4.计算机地图制图的应用需要
成果编制需要——反映分析成果 交流需要——通用格式
第二章 计算机地图制图的数据 基础
主要内容
第一节 空间数据 第二节 空间数据采集与处理
与地理信息系统课程的内容异同： 相同——含义一致 差异——不求完整性，但求针对性
第一节 空间数据
1.空间数据概念
(1)空间数据定义 在地理系统中，描述地理要素和地理现 象的数据称为空间数据，主要包括空间 位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。
地图投影
大地经纬度坐标
平面直角坐标
影响因素
考察某地的大地坐标，须对应采用的 椭球体及其轴向
2）常用大地坐标系统
(1)54北京坐标系——克拉索夫斯基椭球体 (2)80西安坐标系
1975年第16届国际大地测量及地球物理联合会上通 对国际大地测量协会第一号决议中公布的地球椭球 体。称为GRS(1975)，中国自1980年开始采用 GRS(1975)新参考椭球体系。 (3)推行2000坐标系， 椭球体与WGS84所用相似
栅格数据特点
在制图区域内规则铺设像元，通过像元的 属性差异(反映成颜色差异)，来表示地物 在空间中的存在形式。
——直观 ——渲染容易，有过渡 ——数据结构简单，易维护
——数据冗余大
——地物边缘齿化，影响精度
4.空间数据在制图中的作用
• (1)控制地图数学基础 地图投影和坐标系——决定于数据 采用的投影和坐标系 地图比例尺——决定于数据精度
• 设想一个与地轴方向一致的圆柱切于或割于地 球，按等角条件将经纬网投影到圆柱面上，将 圆柱面展为平面后，得平面经纬线网。投影后 经线是一组竖直的等距离平行直线，纬线是垂 直于经线的一组平行直线。各相邻纬线间隔由 赤道向两极增大。一点上任何方向的长度比均 相等，即没有角度变形，而面积变形显著，随 远离标准纬线而增大。该投影具有等角航线被 表示成直线的特性，故广泛用于编制航海图和 航空图等。
3）高斯—克吕格投影参数设置
①高斯—克吕格投影 a.构成 b.经纬网 c.变形规律 d.投影带概念与投影带划分 e.高斯平面直角坐标系
高斯—克吕格投影
• 高斯—克吕格投影简称高斯投影，亦称等角横切椭圆柱投影。由 德国数学家、天文学家高斯（C.F. Gauss）拟定，德国大地测量学 家克吕格（J.Krger）补充而成。即假想用一个椭圆柱横切于椭球 面上投影带的中央子午线，按规定投影条件，将中央子午线两侧 一定经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱上，并将此圆柱面展 为平面，即得本投影。
4.空间数据在制图中的作用
• (2)布置地图要素 提供要素内容 确定要素位置 反映要素形状、类型(点、线、面状) 为地图概括提供素材 便于地图统计
4.空间数据在制图中的作用
(3)提供地图要素属性
服务地图渲染和整饰。
第二节 空间数据采集与处理
1.地图投影与坐标系选择
(1) 坐标系
1) 常用坐标
横轴等角切椭圆柱投影
4个构成特点： ——横轴 ——与一个经圈相切，与之相切的经线称之为
中央经线 ——投影面是一个椭圆柱面 ——等角性质
高斯-克吕格投影名称的 由来：
高斯设计 克吕格对投影公式完善
b.经纬网
中央经线与赤道为互相垂直 的直线
其它经线均投影为与中央经 线相对称、并交汇于两极的 曲线；
3. 空间数据类型
(1)矢量数据 (2)栅格数据
（1）矢量数据
矢量数据特点
通过记录点状地物坐标 线状地物的拐点坐标 或面状地物的包络线的拐点坐标
反映地物在空间中的存在形式
——简单有效 ——结构紧凑，数据冗余少 ——对地物位置、走向和范围描述较精确
——数据结构复杂 ——渲染较复杂，缺少过渡
（2）栅格数据
特点：
视图投影
反映在地图数据的显示结果上
不影响数据实际采用的投影和坐标系
球面位置
数据
数据投影
视图 视图投影
（3） 坐标系统和投影选择
1）主要因素 地图用途 制图区域地理范围 制图精度要求
2） 坐标系统和投影设置
坐标系统和投影设置的一般方法 借助地理信息系统的工具模块进行：
——选择椭球体 ——选择投影类型 ——设置投影参数 ——设置坐标单位
其它纬线均投影为以赤道为 对称轴的向两极弯曲的曲线
经纬线成直角相交。
c.变形规律
具有等角性质。 中央经线长度比等于1，其Fra Baidu bibliotek经线
长度比均大于1，长度变形为正。 距中央经线愈远变形愈大。在同
• 此投影具有投影公式简单，各带投影相同等优点，广泛作为地形 图的数学基础。中国于1953年开始用作地形图的基本投影，有高 斯—克吕格坐标表可查。
a.构成
横轴等角切椭圆柱投影：
以椭圆面作为投影面，并与椭球面相切于一 条经线上，按等角条件将该经线东西一定范围内 的区域投影到椭圆柱表面上，再展成平面，构成 横轴等角切椭圆柱投影。
(4)WGS84(全球大地测量系统1984)
国际时间局根据卫星大地测量数据确定的地球椭球体。
(2) 投影
在球面和平面之间建立点与点对应的函数关系。
不同阶段的投影
球面位置
数据
数据投影
视图 视图投影
数据采集阶段
地图设计阶段
视图投影
定义：在球面和视图平面之间建立 点与点对应的函数关系。
墨卡托投影
墨卡托投影
数据更新需要——丰富的数据来源
第一节 空间数据
(2)空间数据的主要特征 ——空间特征和属性特征
空间特征——用于确定地图要素的分布 属性特征——用于对地图要素的渲染
2.空间数据结构
(1)空间图形数据 ——描述空间位置和拓扑关系的数据，与
地图要素的几何特征有关，称为空间图 形(特征)数据
(2)属性数据 ——描述地理要素和地理现象属性的数据 为属性数据。
第一节 空间数据
空间数据成为计算机地图制图数据基础之理由： 1.计算机地图制图是GIS的技术基础（技术渊源）
2.计算机地图制图要求地图数据体现要 素的空间位置、拓扑关系和属性
3.GIS数据库管理技术功能强大，满足制图需要
4.计算机地图制图的应用需要
成果编制需要——反映分析成果 交流需要——通用格式
第二章 计算机地图制图的数据 基础
主要内容
第一节 空间数据 第二节 空间数据采集与处理
与地理信息系统课程的内容异同： 相同——含义一致 差异——不求完整性，但求针对性
第一节 空间数据
1.空间数据概念
(1)空间数据定义 在地理系统中，描述地理要素和地理现 象的数据称为空间数据，主要包括空间 位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。
地图投影
大地经纬度坐标
平面直角坐标
影响因素
考察某地的大地坐标，须对应采用的 椭球体及其轴向
2）常用大地坐标系统
(1)54北京坐标系——克拉索夫斯基椭球体 (2)80西安坐标系
1975年第16届国际大地测量及地球物理联合会上通 对国际大地测量协会第一号决议中公布的地球椭球 体。称为GRS(1975)，中国自1980年开始采用 GRS(1975)新参考椭球体系。 (3)推行2000坐标系， 椭球体与WGS84所用相似
栅格数据特点
在制图区域内规则铺设像元，通过像元的 属性差异(反映成颜色差异)，来表示地物 在空间中的存在形式。
——直观 ——渲染容易，有过渡 ——数据结构简单，易维护
——数据冗余大
——地物边缘齿化，影响精度
4.空间数据在制图中的作用
• (1)控制地图数学基础 地图投影和坐标系——决定于数据 采用的投影和坐标系 地图比例尺——决定于数据精度
• 设想一个与地轴方向一致的圆柱切于或割于地 球，按等角条件将经纬网投影到圆柱面上，将 圆柱面展为平面后，得平面经纬线网。投影后 经线是一组竖直的等距离平行直线，纬线是垂 直于经线的一组平行直线。各相邻纬线间隔由 赤道向两极增大。一点上任何方向的长度比均 相等，即没有角度变形，而面积变形显著，随 远离标准纬线而增大。该投影具有等角航线被 表示成直线的特性，故广泛用于编制航海图和 航空图等。
3）高斯—克吕格投影参数设置
①高斯—克吕格投影 a.构成 b.经纬网 c.变形规律 d.投影带概念与投影带划分 e.高斯平面直角坐标系
高斯—克吕格投影
• 高斯—克吕格投影简称高斯投影，亦称等角横切椭圆柱投影。由 德国数学家、天文学家高斯（C.F. Gauss）拟定，德国大地测量学 家克吕格（J.Krger）补充而成。即假想用一个椭圆柱横切于椭球 面上投影带的中央子午线，按规定投影条件，将中央子午线两侧 一定经差范围内的经纬线交点投影到椭圆柱上，并将此圆柱面展 为平面，即得本投影。
4.空间数据在制图中的作用
• (2)布置地图要素 提供要素内容 确定要素位置 反映要素形状、类型(点、线、面状) 为地图概括提供素材 便于地图统计
4.空间数据在制图中的作用
(3)提供地图要素属性
服务地图渲染和整饰。
第二节 空间数据采集与处理
1.地图投影与坐标系选择
(1) 坐标系
1) 常用坐标
横轴等角切椭圆柱投影
4个构成特点： ——横轴 ——与一个经圈相切，与之相切的经线称之为
中央经线 ——投影面是一个椭圆柱面 ——等角性质
高斯-克吕格投影名称的 由来：
高斯设计 克吕格对投影公式完善
b.经纬网
中央经线与赤道为互相垂直 的直线
其它经线均投影为与中央经 线相对称、并交汇于两极的 曲线；
3. 空间数据类型
(1)矢量数据 (2)栅格数据
（1）矢量数据
矢量数据特点
通过记录点状地物坐标 线状地物的拐点坐标 或面状地物的包络线的拐点坐标
反映地物在空间中的存在形式
——简单有效 ——结构紧凑，数据冗余少 ——对地物位置、走向和范围描述较精确
——数据结构复杂 ——渲染较复杂，缺少过渡
（2）栅格数据