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地学原理》资料

《图复习

地图学原理复习资料

第一章 引论

1、地图的定义：地图是按照一定的数学法则，将地球（或星体）表面上的空间信息，经概括综合，以可视化、数字或触摸的符号形式，缩小表达在一定载体上的图形模型，用以传输、模拟和认识客观世界的时空信息。

2、地图的基本特征：(1)严密的数学法则；（2）特定的符号系统；（3）科学的地图概括；（4）独特的传输信息的通道。

地图投影方法、比例尺和控制方向构成了地图的数学法则，它是地图制图的基础。

3、地图的构成要素：

（1）数学要素（地图投影、坐标网、比例尺、控制点等）；

（2）地理要素①普通地图包括（水系、地貌、土质植被、居民地、交通线境界线等自然和社会经济内容）②专题地图包括（专题要素和底图要素）； （3）图边要素（图名、图号、图例、接图表、图廓、分度带、比例尺、附图、坡度角、成图时间及单位、有关资料说明等）。

4、地图的功能：（1）获取认知信息功能；（2）模拟客观世界的功能；（3）传输信息功能；（4）载负信息功能；（6）感受信息功能。

5、现代地图学定义：以地学信息传输与地学可视化为手段，以区域综合制图与地图概括为核心，以地图的科学认知和分析应用为目的，研究地图的理论实质、制图技术与使用方法的综合性学科。

第二章 地图的数学基础

1、地球形状的三级逼近：

（1）地球形状的一级逼近——大地水准面：人们设想当海洋静止时，平均海水面穿过大陆和岛屿，形成一个闭合的曲面，该面上的各点与重力方向（铅垂线）成正交，这就是大地水准面。大地水准面所包围的球体，叫大地球体。

意义: （1. 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。（2. 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。（3. 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）。

（2）地球形状的二级逼近——地球椭球体：假想一个扁率极小的椭圆，绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体

意义：地球椭球体表面是一个规则的数学表面，可以用数学公式表达，所以在测量和制图中就用它替代地球的自然表面，用于测量计算的基准面。

地球椭球体的三要素：地球椭球体有长半径和短半径之分，长半径（a）即赤道半径，短半径（b）即极半径。f=（a-b）/a为椭球体的扁率，表示椭球体的扁平程度。由此可见，地球椭球体的形状和大小取决于a、b、f。

（3）地球形状的三级逼近——参考椭球体：在地球表面适当位置选择一点P，假设椭球体和大地球体相切于Q，切点Q位于P点的铅垂线上，此时，过椭球体面上Q的法线与该点对于大地水准面的铅垂线相重合，椭球体的形状和大小

与大地球体很接近，从而也就确定了椭球体与大地球体的相互关系。这种与局部地区的大地水准面符合的最好的一个地球椭球体，称为参考椭球体。

意义：可以将观测成果换算到椭球体面上，进而获得大地测量基准面和大地起算数据的工作，用于参考椭球体定位。

2、我国采用的地球椭球体：1952年前采用海福特椭球体，从1953年起改用克拉索夫斯基椭球体，自1980年开始采用 GRS 1975（国际大地测量与地球物理学联合会 IUGG 1975 推荐）新参考椭球体系，并确定陕西泾阳县永乐镇北洪流村为“1980西安坐标系”大地坐标的起算点。

3、地理坐标系：是指用经纬度表示球面点位的球面坐标系。在大地测量学中，对地理坐标系统中的经纬度有三种描述：即天文经纬度、大地经纬度、地心经纬度。

天文经纬度：表示地面点在大地水准面上的位置

天文经度：本初子午面与过观测点的子午面所夹的二面角；

天文纬度：过某点的铅垂线（并不恒指向地心）与赤道平面之间的夹角。 测量成果：可作为大地测量中定向控制及校核数据之用。 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：过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角； 大地纬度?：过参考椭球体某一点的法线与赤道面的夹角。

测量成果：在大地测量中广泛采用。地图学中常采用大地经纬度。 地心经纬度：即以地球椭球体质量中心为基点 地心经度：同大地经度λ；

地心纬度：参考椭球体面上任意一点和椭球体中心连线与赤道面之间的夹角。 在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标；在地图学中，以大地经纬度定义地理坐标；在地理学研究及地图学的小比例尺制图中，通常将椭球体当成正球体看，采用地心经纬度。

4、我国的大地坐标系统：“北京54”和“西安80”系。

1954年北京坐标系是采用克拉索夫斯基椭球体元素建立的坐标系，联测并经平差计算引申到了我国，以北京作为全国的大地坐标原点。

西安80坐标系是采用ICA-75椭球参数，以陕西泾阳县永乐镇某点为原点，经定位和测量工作，通过整体平差计算建立的全国统一的大地坐标系。

5、地图比例尺：地图上沿某方向的微分线段和地面上相应的微分线段水平长度之比。

比例尺代表的是地球或制图区域缩小的程度。比例尺是一个比值，它没有单位，比例尺越大，图面精度越高；比例尺越小，图面精度越低，但概括性越强。当图幅大小相同时，比例尺越大包括的地面范围越小；比例尺越小，包括的地面范围越大。比例尺还隐含着对地图精度和详细程度的描述。

6、地图比例尺的形式：（1）数字比例尺；（2）文字比例尺；（3）图解比例尺（直线比例尺、斜分比例尺、复式比例尺）。

7、地图比例尺的作用：（1）决定着地图图形的大小；（2）反映地图的量测精度；（3）决定着地图内容的详细程度。

8、地图比例尺分类：大比例尺大于1:10万，中比例尺大于1:100万小于1:10万，小比例尺小于1:100万。