地图学原理与方法第一章知识导图（地图学知识点整理）

地图学知识点整理 第一章 导论 一．地图的定义与基本特征 1.地图的定义：地图是依据特定的数学法则，通过科学的概括，并运用符号系统将地理信息表示在一定载体上的图形，以传递客观现象的数量、质量特征在空间和时间上的分布规律和发展变化。 2.地图的基本特征： 地理信息的载体——多样性 数学法则的结构——（地图投影，坐标系统，比例尺） 有目的的图形概括——（地理信息形成地图信息的过程，图形的形状变化和尺寸变化） 符号系统的运用——（地理信息的图形借助地图符号，地图是符号的模型） 二、地图的功能与分类 1.地图的功能： （1）.地图信息的载负功能 地图信息分为直接（从图中直接反映）和间接信息（分析）组成， （2）.地图的传递功能 将制图者和用图者联系起来，统一在地图信息的传递过程中 （3）.地图的模拟功能 所需表示的对象，在众多特征中抽取内在的，本质的联系，进行实物的模拟 （4）.地图的认知功能 用图者根据自己的知识和经验，对图形进行联想和推演和各种分析 2.地图的类型 （1）按尺度划分： 大比例尺地图：大于比例尺1:10万的地图 中比例尺地图：比例尺1:10万~1:100万 小比例尺地图：比例尺小于1:100万 （2）按区域划分（了解） A.星球图、地球图 B.世界图、半球图、大洲图、大洋图 C.国家图、行政区图 D.局部区域图 （3）按照地图的图型划分 普通地图（自然地理和社会经济一般特征的，不偏重哪一个要素，分为地形图和地理图） 专题地图（各自学科体系进行层次细分，构成地图的主要内容） （4）按地图的维数划分 平面地图和立体地图 （5）按其他指标分类 按用途 按语言种类 按历史年代 按出版和使用方式 三、地图学 1.地图学的概念：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。 2.地图学的学科体系（了解）

编辑切换为居中

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

3.地图学的相关学科

​

编辑切换为居中

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

第二章 地图的数学基础

一、地球体与大地坐标系

1.大地坐标系：大地坐标系是指描述地球表面空间位置的数学参照系。

2.大地水准面：一个与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面

3.参考椭球：与某个区域的大地水准面最佳拟合的地球椭球

4.坐标系分类：天文坐标系、大地坐标系

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

4.我国的高程系统：1956黄海高程系、1985国家高程基准

二、地图投影

1.地图投影的概念：依据一定的数学法则，将不可展的地球曲面运用特定的数学方法展示到平面上，最终在地表面点与地图平面点之间建立一一对应的关系

书48

2.地图投影变形：（类型）书51

（1）长度（距离）变形：

（2）面积变形：

（3）角度（形状）变形

3.地图投影的分类

（一）按地图投影的构成方法分类：

（1）几何投影：源于透视几何原理，以几何特征为依据，将地球面的经纬网投影到平面上或可以展成平面的圆柱面和圆锥面等几何面上从而有

（1）方位投影

（2）圆柱投影

（3）圆锥投影

（2）非几何投影：通过数学解析方法，不借助辅助投影面，根据制图的特定要求选择合适的投影条件，求出投影公式，来确定平面与球面之间点与点的函数关系

（1）伪方位投影

（2）伪圆柱投影

（3）伪圆锥投影

（4）多圆锥投影

（二）按投影变形性质分类

（1）等角投影（球面上小范围的地物轮廓投影后，仍保持形状不变，角度想等）

（2）等积投影（面积相同）

（3）任意投影（长度，面积，角度变形同时存在）

4.地图投影的选择（64）

（一）投影选择的依据

1.制图区域的地理位置，形状和范围

2．比例尺

3.地图的内容

4.出版方式

（二）世界地图投影方式的选择

1．多圆锥投影

2.圆柱投影

三、地图的比例尺与分幅计算

1.主比例尺：对地球半径缩小的比率

2.复式比例尺：每一条纬线(或经线)单独设计一个直线比例尺，将各直线比例尺组合起来就成为复式比例尺。

3.分幅及其计算：

（1）分幅的方法：矩形分幅与经纬线分幅

（2）分幅的具体过程与计算

分幅：

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

编号：

1：100万图的编号

列号：从经线1800算起,自西半球向东半球每60为一列,全球3600,共分60列,依次用阿拉伯数字1、2、3、4、5……60表示。我国位于东半球，因此其列号总是大于30。

行号：从赤道算起，向两极每40为一行，用大写字母A、B、C……V表示，南北半球各分22行。

1：100 图幅编号是

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

如我国首都北京所在的1：100万地形图的编号为J50；

纬度60-760为双幅, 如某图号为P3、4； 纬度 76-880为四幅，如某图号为T25、26、27、28；

1：50万--1：5000地形图的编号

以1：100万地形图编号为基础,采用行列编号法

将1：100万地形图按所含各比例尺地形图的经差和纬差划分成若干行和列,

横行从上到下用阿拉伯数字编号

纵列从左到右用阿拉伯数字编号

均采用三位数表示(不足三位时前面补0)

取行号在前,列号在后的排列形式标记,加在1：100万图幅的图号之后。

为了使各种比例尺不至混淆，分别采用不同的字符作为比例尺的代码

比例尺	1：50万	1：25万	1：10万	1：5万	1：2.5万	1：1万	1：5000
代码	B	C	D	E	F	G	H

具体计算：

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

第三章 地图概括

一、地图概括概述

1.概括的含义：采用分类选取、简化、夸张、符号化等科学手段，提取空间数据中的主要的、本质的数据。

2.影响因素：地图的用途与主题、比例尺、地理区域特征、数据质量和图解限制。

3.目的：详细性与清晰性的对立统一、几何精确性与地理适应性的对立统一

4.基本原则：表示主要的、舍弃次要的-----相对的

5.基本步骤：

（1）分类-----减少性质和数量差异

（2）化简——显示空间信息的重要特征，删弃次要的细部

（3）夸张—— 提高或强调符号的重要特征

（4）符号化——视觉化

二、地图概括的基本方法

1.选取：

（1）资格法：

数量指标——按选取最小尺寸选取

质量指标——按数据的等级高低进行选取

（2）定额法：按新编地图上单位面积选取对象的个数或密度确定

（3）资格与定额联合

2.简化：显示空间数据的重要特征，删除不重要的细部。（质量特征、数量特征、图形特征与内部结构）

3.夸张：突出重要的信息，减少冗余的信息。主要包括：不依比例尺的放大和移位

4.分类：层次分类、数量分级、等级归并

5.符号化

三、数量分析（要考计算）

1.图解计算法：

（1）居民地面积载负量的构成：居民地符号的面积、居民地名称注记的面积

（2）一般计算公式

S = n*(r p)

n:每cm2居民点的个数

r:居民点符号面积

p:居民地名称注记的面积

p = 3.5d2

（3）已知实地密度q（个/100km2）的计算公式

S = n*(r p)

n = k*q

K = (M/106)2

（4）按居民地等级分级计算面积载负量

∑Si = S1 S2 … Sn

Si = ni*(ri qi)

（5）求出每一级居民地的个数：ni = Si /(ri qi)

2.开方根规律法：

（1）基本公式：

新编地图与原始地图的比例尺之比的开方根即为两种比例尺选择地物的数量之比。即：

NB = NA•

​

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

NB新编图地物数量

NA原始图地物数量

MB新编图比例尺分母

MA原始图比例尺分母

（2）公式特点：

直观显示了地图概括从重要到一般的选取标准

公式是线性方程，比例尺固定，地物选取比例一致

缺憾：没有考地理差异，特别是密度变化

公式的x确定不很严格，协调了上述缺憾

（3）应用范围：

对解决系列比例尺地图和相同比例尺但用途不同的地图的制图物体选取数量问题

对于解决独立地物、小湖泊群、群岛、密集河网、独立房屋符号群的选取

面状地物（居民地、湖泊、岛屿）等的轮廓图形等形状化简

线状地物（河流、等高线）等的轮廓图形等形状化简

3.等比数列法

第四章 地图符号

一、地图符号概述

1.符号的含义：一种事物的对象、属性与过程，用它来表示抽象的概念。

2、地图符号的特点:

有表示成分和被表示成分

有一定的约定性

地图记号可等价变换

地图符号构成地图

3.地图符号的分类：

（1）根据空间分布特征分：点状符号、线状符号、面状符号、体积符号

（2）据视觉：形象符号、抽象符号

（3）按视点位置 ：侧视符号、正形符号 （4）据按比例关系 ：比例符号、半比例符号、非比例符号

4.地图符号的定位：

面状符号:其轮廓本身的中心线代表物体的真实位置

线状符号:以定位线表示实地物体的真实位置

点状符号:以定位点代表相应物体的真实位置

5.符号设计的基本原则：图案化、精确性、逻辑性、对比性、统一性、色彩的象征性、符号尺寸应适应人的视力、印刷的能力 6.构成符号的视觉变量：形状、尺寸、方向、颜色、网纹

二、色彩

1.物体的颜色：由它选择性地反射与吸收不同波长的色光所决定的

2.色彩的三要素：

色相：色彩之间的区别特征

亮度：色彩的明暗程度

彩度：反射光或透射光最接近光谱色的程度

3.色彩的混合：

（1）加色法混合：系指两种或两种以上色光的混合，构成新的色光的方法。

1）色光三原色（基色）

红光—700nm 绿光—546.1nm 蓝光—435.8nm

2）加色法混合的原理 a、色光相加，两种色光组成另一种色光。 红光 绿光=黄光 ， 红光 兰光=品红光 绿光 兰光=青光 ， 红光 绿光 兰光=白光 b、混合色光的亮度等于被混合色光亮度之和，相混合色光越多，则亮度越大。 3）间色、互补色

A.间色光

三原色光等量混合得三种标准间色光：黄、品红、青光

改变三原色比例可得到各种间色:

红光3 绿光1=红橙光 红光2 绿光1=橙黄光

B.互补色光： 如红光与青光，绿光与品红光，兰光与黄光。 任一原色光与其补色光相混合均成白光

（2）减色法的混合(色料的混合)

1）原理：从投射光中减去某些色光后，将剩余色光进行混合。

2）三原色 、间色、互补色、复色

a、三原色(三减原色)黄、品红、青

品红=白光-绿光，黄=白光-兰光，青=白光-红光

b、间色

等量混合;品红 黄=橙，黄 青=绿，青 品红=紫

不等量混合：品红2 黄1=红橙，黄2 青1=黄绿，青1 品红2=紫红

c、互补色：如品红与绿、黄与紫、青与橙。任一原色与其补色相混合均成黑色。

d.复色

3）应用

直接混合：将两种颜料均匀调配，成为新的混合色。颜料、油墨

简接混合： 将两种以上的颜色重叠在一起

4.颜色空间

加色法：

(1)混色的基本规律

红 绿=黄，红 蓝=品红，绿 蓝=青，红 绿 蓝=白

(2)颜色的表示

任何颜色都用RGB三个变量来描述，每个变量用计算机中八位二进制数表示，共描述28=256种状态,取值范围为0-255，取值越大，颜色越亮。若三个变量取值都为255，则为白色；若三个变量取值都为0，则为黑色。RGB颜色空间总共可以表示256*256*256=16.7*106个颜色。

减色法：

(1) 混色的基本规律

黄⊥品红=橙，黄⊥青=绿，

品红⊥青=紫，黄⊥品红⊥青=黑

⊥：表示两种颜色油墨叠印。

（2） RGB与CMYK之间经常需要进行转换,转换的准确与否,关系到屏幕上看到的颜色是否与印刷结果一致，即所见是否是所得。

RGB与CMYK的换算：

由于RGB与CMYK是互补色,因此,它们之间有一个简单的换算关系:

当K= 0时，R=255-C ，G=255-M ，B=255-Y

当K≠0时，R=255-(C K) ，G=255-(M K) ，B=255-(Y K)

5.结论：

色彩的配合所遵循的客观规律是对比与协调规律，即对比中有协调，协调中有对比。

色彩的对比：扩大色彩三属性各要素之间的差异和对立。

色彩的调和：缩小色彩间的差异和对立，注意相关性，增加统一性。

三、地图注记

1.定义：地图上的标注和各种文字说明

2.功能：标识各种现象、指示对象的属性

3.注记类型：名称注记、说明注记、数字注记、图幅注记

或 文字注记 、数字注记

4.地图注记的要素

字体——反映地物级别

字色 ——指注记所用的颜色

字大(字号)——反映重要程度

字隔 ——注记中字与字的间隔距离

字位——影响空间信息的表达及地图的阅读，指注记说明对象所安放的位置

5.布置： （1）按注记文字的分布特点 ·联列式:字隔较小,一般采用接近字隔或普通字隔。 ·散列式:字隔较大,常采用隔离字隔。

（2）按注记文字排列走向分为：水平字列、垂直字列、雁行字列、屈曲字列

第五章 地图的编辑

一、普通地图及其编辑

1.普通地图的含义：表示地球表面的水系、地势、土质、居民点、交通网、境界线等自然地理要素和社会人文要素一般特征的地图。

2.普通地图的分类：地理图和地形图

3.地图内容：

​

编辑切换为居中

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

4.具体内容的表示：

（1）自然地理要素的表示：

海岸线：在地形图上通常都是以兰色实线来表示。

低潮线：一般用黑色点线概略地绘出。

沿海地带：重点表示该区域范围内的岛礁和海底地形。

沿岸地带：主要通过等高线或地貌符号显示。 海底地貌：可以用水深注记、等深线、和地貌晕渲等方法来表示。

井、泉及贮水池 兰色 点状符号

河流、运河及沟渠 线状符号配合注记

比例尺	1：2.5万	1：5万	1：10万	1：25万	1：100万
单线	10米以下	20米以下	40米以下	100米以下	400米以下
双线	10米以上	20米以上	40米以上	100米以上	400米以上

常年有水河

​

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

季节性有水河

​

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

干河床

​

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

运河及沟渠的表示 平行双线（水部浅兰）或等粗的实线表示

湖泊、水库及池塘 ：湖泊、水库及池塘都属于面状分布的水系物体。地图上都用兰色水涯线配合浅兰色水部来表示。

土质、植被的表示：地图上常用地类界、底色、说明符号和说明注记相配合来表示。 （2）地貌的表示

①　分层设色法：根据地面高度划分的高程带,逐“带”设置不同颜色,称为地貌分层设色法。

②　晕渲法：根据假定光源对地面照射所产生的明暗程度，用相应浓淡的墨色或彩色沿斜坡渲绘其阴影，造成明暗对比，显示地貌的分布、起伏和形态特征，这种方法称为晕渲法 。

晕渲法可以分为：直照晕渲、斜照晕渲、综合光照晕渲

③　等高线法：等高线是地面上高程相等点的连线在水平面上的投影

1）基本特点： a、位于同一条等高线上的各点高程相等； b、等高线是封闭连续的曲线； c、等高线图形与实地保持几何相似关系； d、在等高距相同的情况下，等高线愈密，坡度越陡，等高线愈稀，坡度越缓。

2） 种类:

首曲线 h

计曲线 5h

间曲线 1/2h

助曲线 1/4h

3）等高线高低判读原则 a、若是山头等高线闭合相套，愈向内的高程愈高；若是凹地等高线闭合相套，则愈向内的高程愈低； b、两山头等高线相邻，或两凹地等高线相邻，则两相邻等高线的高程都是相等的； c、山头等高线与凹地等高线相邻，相差一个等高距。即凹地的等高线低于山头等高线的一个等高距； d、山头等高线与凹地等高线相套(或者一个凹地等高线与一个山头等高线相套)，则相套的两条等高线同高。

4）等高线起伏的判读 a.根据等高线的疏密判读：“山高坡陡”，故一般情况下，高处坡陡等高线密，低处坡缓等高线稀； b.根据高程注记判读：高程点高程渐增的为上坡方向，渐减的为下坡方向，或高程注记的字头所朝方向判读为上坡方向； c.根据示坡线判读：示坡线与等高线连接的一端为高，是上坡方向，另一端为低，指向下坡方向。 d.根据河流符号判读：由于水往低处流，故地图上河流由细变粗的 符号或流向符号，都能指明倾斜向下的方向。 水流上游—上坡方向，水流下游—下坡方向。 e.根据山的各部形态综合判读：山顶高，鞍部低；山脊高、山谷低；山地高、平原洼地低等。

④　地貌符号：地表是一个完整而连续的表面。用等高线表示地貌时仍有许多微小地貌 无法表示，需要用地貌符号予以补充表示。

（3）社会人文要素的表示

1）独立地物：指实地形体较小,无法按比例表示的一些地物。主要包括工业、农业、历史文化、地形等方面的标志。对地图定向、判定方位意义较大。 2）居民地的表示

居民地的形状（轮廓、结构）的表示 ：尽可能的按比例尺描绘出居民地的真实形状。

居民地的人口数的表示：地图上通常是通过注记字体、字大或圈形符号的变化来表示的。

居民地的行政等级：居民地的行政等级是国家规定的，是一种“法定”标志。

3）交通网：参考书中的相关符号表示

4）境界：国界需要审批

5）图外要素

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

外图廓以外的内容

读图工具：包括图例、比例尺、坡度尺、三北方向图、接图表及行政区划略图等。

文字说明：包括编图与出版单位、航摄与成图时间、地图投影、平面与高程坐标系、资料说明及资料略图。

5.国家基本比例尺地形图

（1）特点：

国家基本地形图包括1：5千、1：1万、1：2.5万、1：10万、1：25万、1：50万、1：100万8种比例尺地形图。

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

根据国家测绘管理部门统一制定的测量与编绘规范和《地形图图式》完成 （2）国家基本地形图投影分带

大中比例尺采用高斯-克吕格投影

>=1:1万 3°分带

1:2.5万—1:50万 6°分带

（3）工程用的小区域大比例尺地形图的特点

没有严格统一的大地坐标系和高程系

没有严格统一的地形图比例尺系列和分幅编号系统

可以结合工程规划、施工的特殊要求，对国家测绘部门的测图规范和图式作一些补充规定。

二、专题地图及其编辑

1.专题地图的定义：专题地图是指突出并尽可能详尽、完善地表示制图区内一种或几种自然或社会人文要素的地图。

2.专题地图的特点

（1）表现主题内容广泛

（2）具有地理基础和专题要素双重内容的层面

（3）表示方法多样，图面配置灵活

3.专题地图的类型：自然地图、人文地图、环境地图、其他地图

4.专题地图的表示方法

	定义	特性	应用
定点符号法	简称符号法，它是用各种不同形状、大小、颜色和结构的符号，表示呈点状分布的专题要素各方面特征的表示方法。	位置 空间分布颜色和形状 质量大小 数量结构 内部组成 扩展 发展动态	不依比例表示的集中分布要素如居民点、企业、学校、气象站等。
线状符号法	表示呈线状或带状延伸分布的专题要素的表示方法。	颜色和形状表示专题要素的质量特征。一般不表示数量指标，符号的粗细只表示等级差异。定位：严格、不严格、单边定位	水系、交通网、境界线等要素。海岸线、地质构造线、山脉的走向、航线等。
范围法	用面状符号在图上表示某专题要素在制图区域分布的范围和状况的表示方法。	表示要素分布位置、范围及质量特征，一般不强调数量指标。简单清晰，可以单独表示，也可和其它表示方法相配合。可重叠、有空白、有交叉。	表示呈间断成片分布的面状现象如森林、沼泽、湖泊、某种农作物分布等。
底色法	质底法：是把制图区域按照专题现象的某种指标划分区域或各类型的分布范围，在各界线范围内涂以颜色或填绘晕线、花纹，以显示连续而布满全制图区域的现象的质的差别,也称质别底色法。	鲜明美观着重表示质的差别，不强调数量特征缺点：不易表示不同现象间的逐渐过渡和相互渗透，分类很多时，图例复杂，图斑零碎。无重叠、无空白、无交叉	类型图：地质、地貌、土壤、植被以及土地利用等。区划图：行政区划、自然区划以及经济区划等。
量底法 （数量底色法 ）---表示具有较大范围连续分布现象的数量特征
等值线法	用线状符号表达的布满整个区域的面状分布的渐变现象	表示均匀渐变的现象描绘等值线时应保持数据的统一性 一条等值线无意义等值线的间隔通常保持常数 ，从而反映现象的变化强度
统计图法	定点统计图	反映某点上观测的周期性变化的现象
分区统计图	分区统计图表法是一种以一定区划为单位，用统计图表表示各区划单位内地图要素的数量及其结构的方法。
分级统计区域	分级统计区域法是以一定区划为单位，根据各区划内某专题要素的数量平均值进行分级，通过面状符号的设计表示该要素在不同区域内的差别的方法。
点数法	用一定大小、形状相同的点子表示现象的分布范围、数量和密度的方法。	点子的大小及其所代表的数值是固定的。点子多少可反映数量规模，疏密看出现象集中或分散的程度。不同区域密度差异过大时，可采用不同大小的点子。可以用点子的颜色区分现象的类别或质别。	一般适用于表示分布不均匀的专题要素如人口、农作物分布等。
运动线法	动线法是用箭形符号的不同宽窄来显示地图要素的移动方向、路线及其数量和质量特征，如自然现象中的洋流、风向，社会经济现象中的货物运输、居民迁移等。	反映各种分布特征的现象的运动(或发展)状况，反映动态的现象运动线法能表示现象的数量与质量特征。运动线法的结构有时很复杂，定位亦不够精确。	准确路径显示现象移动的轨迹，即实际移动的途径；概略路径是起迄点的任意连线，即仅表示出运动的起迄点和方向，但看不出现象移动的具体路线 。
网格法	制图单元 ----网格 表示质量特征 -------不同色调或网线表示数量差异 -------分级后以色度或网线疏密区分 网格大小------视资料详细程度而定

,