武汉大学地图学资料整理 (30道题)

30个简答题

地图的定义和基本特征:由特殊的数学法则产生的可靠性;由使用地图语言表示事物所产生

的直观性;由实施制图综合产生的一览性;定义:地图是根据一定的数学法则,将地球(或其他星体)上的自然和人文现象,使用地图语言,通过制图综合,缩小反映在平面上,反映各种现象的空间分布、组合、联系、数量和质量特征及其在时间中的发展变化。

地形图分幅编号规则：采用经纬线分幅和行列式编号方法。行从赤道算起，每四度为一行，用A,B,C……表示，经线从180算起，自西向东每六度为一列，用1,2,3，……表示。1:50万~1:5千编号共10位，前三位是所在1:100万的地图编号，第四位是比例尺代码，依次为B,C,D……H(1：:50W,1:25W,1:10W,1:5W,1:2.5W;1:1W;1:5千)；后六位分别为行列号。行号从上而下，列号从左到右。1:50W—2, 1:25W—4, 1:10W—12, 1:5W—24……48,96,192

简述地图学与地理信息系统GIS的关系与区别:地图学是研究地图的理论，编制技术与应用方法的科学，是一门研究以地图图形反映与揭示各种自然和社会现象空间分布、相互联系及动态变化的科学，技术与艺术相结合的科学。地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地图学与地理信息系统从它们的形成开始一直到发展至今，都是紧密联系在一起的，它们的主要区别在于最终的目的不同：地图学的目的是快速、精确地编制高质量的地图，地理信息系统的发展对是为地理研究和地理决策提供服务。

为什么地图会产生投影变形？分别写出投影变形的数学表达式。

答：由于地球椭球面是不可展的曲面，要把它完整地表示到平面上，必须有条件的进行局部拉伸和局部缩小，所以必然会产生变形。投影变形表现在以下三个方面：

（1）长度变形投影面上一微小线段与球面上相应的微小线段之比与1之差：Vμ=ds‘

ds

-1 （2）面积变形：投影面上一微小面积与球面上相应的微小面积之比与1之差：

V P=dF′

dF

−1=

πab

π12

−1=ab−1

角度变形：投影面上任意方向线所夹之角与球面上相应的两方向线夹角之差

sinβ−β′=sin ω

=

a−b

为什么1∶100万基本地形图却拼不成一幅完整的1∶100万《中国地图》？如何才能拼成？答：1:100玩基本地形图采用的是分带的双标准纬线等角圆锥投影，自赤道起按纬差4°分带，每带单独投影，形成多个投影面，这样形成的图幅，在同一带内是可以无缝拼接的，但在相邻两带之间，由于同一条纬线拼接线分别投影到两个不同的圆锥面上，展开后曲率不一样，所以相邻两带之间是无法无缝拼接的，也就构不成一幅完整的1:100万地图。

要想拼成一幅完整的1:100万地图，就必须在一个投影框架下，采用唯一的双标准纬线等角圆锥投影，并且双标准纬线必须根据中国版图的具体范围，结合边纬与中纬长度变形绝对值相等的条件取整确定，只有这样才能拼接成一幅完整无缝的地图。

远洋航行时，如何正确使用“等角航线”和“大圆航线”使航行距离最短且领航最方便？答：等角航线在墨卡托投影的地图上表现为直线，这一特性对领航十分有利，但它不是最短距离线，如果完全沿着等角航线航行，走的是一条不经济的较远路线，但船只不必经常改变防线。而大圆航线在球心投影的地图上表现为直线，是地球表面上各航路点间的最短连线，但它又不是等方位线，船只航行时要不断的改变方向，不利于领航。实际上，在远洋航行时，通常采用“长距离靠近大圆航线，而短距离走等角航线”的做法。具体就是把大圆航线展绘到墨卡托投影的海图上，然后把大圆航线分成几段，每一段连成直线，就是等角航线。船只航行时，总的情况来说，大致是沿大圆航线航行，因而走的是一条较近路线，但就每一段来

说，走的又是等角航线，不用随时改变航向，从而领航十分方便。

国家基本比例尺地形图的特点是什么？这些地形图分别采用什么方式的投影？

答：具有统一的大地坐标系统和高程系统；具有完整的比例尺系列和分幅编号系统；依据国家定制的统一规范和图示；采用指定的方法测制或根据可靠地资料编制。为保证精度，我国基本比例尺地形图据耐用分带投影方式。（1）1:5千，1:1万地形图采用3°分带的高斯克——吕格投影；（2）1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万地形图采用经差6°分带的高斯——克吕格投影；（3）1:100万地形图采用纬差4°分带的双标准纬线等角圆锥投影。

为什么在1:5万地形图上量算的图幅面积要比实地的面积大？答：1:5万地形图采用的是高斯投影，根据高斯投影的构建原理和变形规律，除中央经线上没有变形之外，其他任何点上的变形都很大。在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，投影带边缘变形最大。在同一条经线上，纬度越低，变形越大，赤道上变形最大。1:5万地形图虽然没有角度变形，但面积变形是长度变形的平方，所以在1:5万地形图上量算的图幅面积要比实地的面积大，并且离本带中央经线越远，离赤道越近的图幅面积变形越大。

试述高斯投影与UTM投影的异同点,能否构建变形更优的同类投影?答(1):投影建立的方式相同,但采用的投影面不同:二者的中央经线和赤道投影后均为相互垂直的投影对称轴,高斯投影采用椭圆柱面,而UTM投影则采用圆柱面.(2)投影面的轴位相同,但与椭球体的切割关系不同:二者均为横轴投影,横割在距中央经线约±180km处的两条割线上.(3)投影变形性质相同,但变形分布不同:二者均为等角性质,高斯投影除中央经线没有变形外,其他任何点上的长度变形均大于零;二UTM投影的变形要相对均衡一些,有正有负,中央经线长度变形为-0.0004,它与边缘经线的长度变形的绝对值大致相等,对于中、低纬度地区，UTM投影的变形要优于高斯投影。（4）投影带的划分相同，但带的起算点不同：二者均采用自西向东的经差6°额分带方式，高斯投影从0°子午线起算；二UTM投影则从西经180°起算。

高斯投影其实质是单标准经线等角横切椭圆柱投影，仿照圆锥投影的构建方式，可以拟构相交于南北极、对称于中央经线±1.5°的双标准经线等角横割椭圆柱投影，这样投影面积与椭球面之间更加贴近，变形会更小，分布也会更均匀。

为什么说方位投影和圆柱投影都是圆锥投影的特例？答：根据圆锥投影的构建原理，引进

由于：圆锥投圆锥系数α，及，圆锥投影展开后的扇形顶角δ与地球极点处的λ之比：α=δ

λ

影展开后成为扇形，其顶角0°≤δ≤360°，而地球极点处的λ=360°，所以0≤α≤1.当圆锥系数α=1时，圆锥顶角δ=360°，圆锥面伸展成平面，则成为方位投影；当圆锥系数α=0时，圆锥顶角δ=0°，圆锥顶角伸向无穷远，则成为圆柱投影。所以说：方位投影、圆柱投影均是圆锥投影的特例。

我国与欧美国家编制的《世界地图》在投影方面各有什么特点？答：（1）我国采用的是等差分纬线多圆锥投影，中央经线取E150°，以突出我国在图幅中央的位置。而欧美国家多采用伪圆柱投影，中央经线取0°，以突出欧美在图幅中央的位置。（2）我国编制的《世界地图》，全球大陆不产生目视变形，同纬度带面积变形近似相等，以利于比较我国与同纬度国家面积的对比。而欧美国家编制的《世界地图》，缺乏球形感，高纬度地区变形较大。（3）我国编制的《世界地图》，太平洋保持完整，大陆相对集中，利于显示世界各国之间的水陆联系。

编制地图时，为什么要进行投影变换？分别写出投影变换的数学表达式。答：在编制地图时，由于编图资料或数据源与新编图之间在数学基础上存在着各种各样、不同尺度、不同性质的投影差异，而各类专业信息都是以基础地理信息为载体，所以必须解决各类数据源的数学基