地图学复习资料整理(2)

第4节 地图的成图方法 一、实测成图法

实测成图：通过实地测量而制成地图的方法。我国在大比例尺成图时都采用实测成图。 野外实测成图

摄影测量成图

（二）摄影测量成图

二、编绘成图法

编绘成图法：根据各种制图资料，以室内作业为主制作地图的过程。

? 常规编图：根据地图、航空像片判读成果、统计数据、文字资料及必要的外业调绘，

应用传统的制图技术编制地图的方法 。

? 遥感制图：利用航空和卫星数据进行各种地图编制的过程。

? 数字制图：应用计算机和图像输入、显示和输出设备，在制图软件的支持下，模拟

手工作业各阶段进行地图设计和原图编绘的成图方法。

第5节 地图学的定义与相关学科 一、地图学定义的讨论

地图学是以地理信息可视化为核心，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。

二、地图学的学科体系和理论发展 （一）地图学的学科体系

20世纪中期 沿用苏联的学科体系

20世纪80年代 提出明确的地图学结构体系（廖克） 21世纪 提出新的地图学学科框架（王家耀） 苏联体系 中国体系

地图概论 地图理论的研究 地图投影 地图学: 地图制作方法与技术 地图学: 地图编制 地图应用 地图整饰

地图印制

（二）现代地图学的理论探讨 1. 地图信息论

研究地理环境信息的变换、表达和利用的理论。 2. 地图信息传递论

研究地图信息传递过程和方法的理论。 3. 地图模型论

用模型法来认识地图的性质，解释地图的制作和应用的理论。 4. 地图认知理论

研究人类如何通过地图对现实世界进行认知和信息加工，并弄清地图设计制作的思维过程描述的理论。

5. 地理信息可视化理论

研究地理信息的符号化、图形化、形象化及直观性的处理、表达、传递及解译的理论。 6. 地图语言学

研究作为地图语言的地图符号系统和语言媒体的特性与使用的理论。 7. 地图视觉感受论

研究地图视觉感受的基本过程和特点，分析用图者对图形感受的心理物理过程和地图感受效果的理论。 8. 地学信息图谱理论

由遥感、地图数据库、地理信息系统和数字地球的大量数字信息，经过图形思维与抽象概括，并以计算机多维动态可视化技术，显示地球系统及各要素和现象空间形态结构与时空变化规律的一种手段和方法。 现代地图学理论研究

① 地图信息论 ② 地图信息传递论 ③ 地图感受论 ④ 地图符号学 ⑤ 地图模型论 ⑥ 地图认知理论 ⑦ 综合制图理论

（三）与地图学相联系的学科(理解相互关系)

第 2 章 地球体与地图投影 第 1 节 地球体 一、地球体的基本特征 （一）地球体的量度 公元前3世纪

? 希腊学者亚里士多德认为大地是个球体。 ? 埃拉托色尼对地球大小作了第一次估算。 地球周长＝亚历山大到赛伊尼的子午线长?50公元724—725年

? 张遂（一行）组织测量计算得子午线上的纬度1°的地面距离约132 km，比现代测

量值约长21 km。

公元827年

? 阿拉伯回教主Al Mamum （阿尔曼孟）推算出1°子午线弧长，比现代测量值只差

1%。

17世纪后

? 牛顿论证地球是一个椭球体。

? 清康熙年间天文–大地测量，实证地球不是正圆球。 ? 法国1735年测量论证地球是椭球 现代天文测量

? 地球是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭

球体。

一）地球体的量度—— 地球体的自然表面

地球的自然表面并不光滑平顺，珠穆朗玛峰（8 844.43 m）与马里亚纳海沟（11 034 m）之间的高差约达20 km。

由于地球的自然表面凸凹不平，形态极为复杂，难以成为测量与制图的基准面。应寻求一种与地球自然表面非常接近的规则曲面，来代替这种不规则的曲面。 （二）地球体的物理表面

地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近似的不规则椭球体。它实际上是一个起伏不平的重力等位面，是逼近于地球本身形状的一种形体，称大地体。

寻找一种与地球自然表面非常接近的规则曲面，来代替这种不规则的地球面。

与重力方向相垂直，可有无数个曲面，每个曲面上重力位相等，重力位相等的面被称为重力等位面，即水准面。

理想水准面：它是一个无波浪、无潮汐、无水流、无大气压变化，处于流体平衡状态的静止海平面。它没有棱角，没有褶皱。

大地水准面：以理想水准面作为基准面向大陆延伸，穿过陆地、岛屿，最终形成的封闭曲面。

大地水准面的意义：

? 地球形体的一级逼近对地球形状的很好近似，其面上高出与面下缺少的相当。 ? 可用重力学理论进行研究

? 可使用仪器测得海拔(实质是重力等位面可使用仪器测得海拔高程（某点到大地水

准面的高度）)

? 起伏波动在制图学中可忽略：对大地测量和地球物理学有研究价值，但在制图业务

中，均把地球当作正球体。

在实际测量中以似大地水准面代替大地水准面，两者在海洋上完全重合，在陆地上只在山区有2～4 m的差异。各国也往往选择一个平均海水面代替大地水准面，以其作为统一的高程基准面。

(当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面。 大地水准面:假定海水静止不动,将海水面无限延伸,穿出大陆包围地球的球体（一级逼近） 。

它实际是一个起伏不平的重力等位面——地球物理表面。 大地体:大地水准面包围的形体。) （三）地球体的数学表面

它是一个规则的数学表面，所以人们视其为地球体的数学表面，也是对地球形体的二级逼近，用于测量计算的基准面。

地球椭球体：假想将大地体绕短轴(地轴)飞速旋转，以形成一个表面光滑的球体表面。

总地球椭球：与大地体吻合最好的旋转椭球称为总地球椭球，也叫总椭球或平均椭球， 大地测量在确定这个总地球椭球时，要其达到与大地体最密合的4个条件： 1. 地球椭球体中心和地球的质心重合； 2. 地球椭球体的短轴和地球的地轴重合；

3. 地球椭球体起始大地子午面和起始天文子午面重合；

4. 在确定参数a、α时要满足在全球范围的大地水准面差距的平方和为最小。 椭球体三要素: 长轴 a（赤道半径）、短轴 b（极半径）和椭球的扁率 f (四)地球形状的三级逼近—— 参考椭球体。

通过数学方法将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上，并求出两者各点间的偏差，从数学上给出对地球形状的三级逼近—— 参考椭球体。

对地球形状 a，b，f 测定后，还必须确定大地水准面与椭球体面的相对关系。即确定与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭球体 —— 参考椭球体，这项工作就是参考椭球体定位。 二、地理坐标

地理坐标，就是用经线（子午线）、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。 （一）天文经纬度:表示地面点在大地水准面上的位置

天文纬度? ： 在地球上定义为铅垂线与赤道平面间的夹角。

天文经度λ：是过观测点子午面与本初子午面间的两面角。通常应用天文测量和天文台授时的方法解决。

（二）大地经纬度:表示地面点在参考椭球面上的位置。 大地经度 λ （L）：参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。东正西负。 大地纬度 ? （B）：参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角。北正南负。 大地高： 指某点沿法线方向到参考椭球面的距离。 （三）地心经纬度

地心坐标系统——原点与地球中心重合

参心坐标系统——原点与参考椭球中心重合 地心经度：等同大地经度。

地心纬度：指参考椭球面上观测点和椭球质心或中心连线与赤道面之间的夹角。 第2节 大地测量系统

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