《地图学概述》课件

地图学概述欢迎来到地图学概述课程！本课程将带您探索地图的世界，从地图的定义、历史发展，到地图的基本要素和各种分类，再到现代地理信息系统（GIS）的应用，以及地图的未来发展趋势通过本课程的学习，您将全面了解地图学，掌握地图的基本理论和实践技能，为未来的学习和工作打下坚实的基础课程介绍地图学的重要性与应用重要性应用地图学是研究地图的科学，是地理学的重要组成部分地图作为地图学的应用非常广泛，包括城市规划、资源管理、环境保护、一种重要的信息载体，在各个领域都发挥着关键作用通过地图灾害预警、交通运输、军事国防等在城市规划中，地图可以帮，我们可以了解地球表面的各种信息，如地形、地貌、植被、水助我们了解城市的地形地貌，合理规划城市的功能区和交通网络文、交通、人口、经济等在资源管理中，地图可以帮助我们了解资源的分布情况，合理开发和利用资源在环境保护中，地图可以帮助我们了解环境污染的状况，制定相应的保护措施地图的定义与本质定义本质12地图是按照一定的数学法则，地图是一种信息模型，是对现经过综合概括，用符号和注记实世界的抽象和概括它通过在一定比例尺的平面上表示地符号、颜色、注记等方式，将球表面（或其他星球表面）各复杂的地理信息进行可视化表种要素的空间分布及其相互关达，方便人们理解和分析系的图形特点3地图具有比例性、概括性、符号性和数学性等特点比例性是指地图上的距离与实际距离之间的比例关系概括性是指地图是对现实世界的简化和抽象符号性是指地图使用符号来表示各种地理要素数学性是指地图具有一定的数学基础，如地图投影、比例尺等地图的历史发展古代地图1古代地图主要依靠经验和简单的测量工具绘制，精度较低，但反映了当时人们对世界的认识近代地图2近代地图随着测量技术的进步和地理大发现的推进，精度和内容都得到了显著提高现代地图3现代地图利用航空摄影、遥感技术和地理信息系统（GIS）等高科技手段，实现了地图的数字化、自动化和智能化地图的基本要素数学基础地球椭球体大地坐标系地球并非完美的球体，而是一个大地坐标系是以地球椭球体为基略扁的椭球体地图学中通常使准建立的坐标系，用于确定地球用参考椭球体来近似地球的形状表面点的位置包括大地纬度、大地经度和大地高程高斯克吕格投影-高斯-克吕格投影是一种常用的横轴等角切圆柱投影，适用于绘制中低纬度地区的大比例尺地图地图投影的概念与分类概念地图投影是将地球表面（椭球面）上的点转换为平面上的点的数学方法分类地图投影可以按照不同的标准进行分类，如按照变形性质可以分为等角投影、等面积投影和等距离投影；按照投影方式可以分为方位投影、圆锥投影和圆柱投影选择地图投影的选择取决于地图的用途和区域范围对于需要保持形状的地图，应选择等角投影；对于需要保持面积的地图，应选择等面积投影；对于需要保持距离的地图，应选择等距离投影常用地图投影等角投影用途墨卡托投影常用于航海图和航空图的绘2制，因为它能够保持方向的正确性，方墨卡托投影便导航墨卡托投影是一种正轴等角圆柱投影，1特点其特点是经纬线都为直线，且相互垂直，但面积变形较大，尤其是在高纬度地该投影的经线和纬线是相互垂直的直线区，使得地图上的角度关系保持不变因此，它可以准确地表示方向和形状，但3面积会产生较大的变形，尤其是在高纬度地区常用地图投影等面积投影兰勃托投影1莫尔威德投影2古德投影3等面积投影是一种能够保持地图上各区域面积比例不变的投影方式兰勃托投影、莫尔威德投影和古德投影是三种常见的等面积投影这些投影方式在地图制作中被广泛应用，尤其在需要准确表示不同区域面积大小的专题地图中常用地图投影等距离投影定义等距离投影是一种能够保持地图上自中心点或标准线起一定方向上的距离不变的投影方式特点能够保持地图上自中心点或标准线起一定方向上的距离不变，但形状和面积会产生变形应用常用于绘制航空图和无线电通信图，因为这些地图需要准确地表示距离地图比例尺定义与应用定义应用选择地图比例尺是指地图上地图比例尺是地图的重地图比例尺的选择取决的距离与实际距离之间要组成部分，它决定了于地图的用途和区域范的比例关系通常用比地图的精度和表示范围围对于需要详细表示例式或分数式表示，如比例尺越大，地图的局部地区的地图，应选1:100000或1/100000精度越高，表示的范围择大比例尺；对于需要越小；比例尺越小，地表示大范围地区的地图图的精度越低，表示的，应选择小比例尺范围越大地图比例尺大比例尺与小比例尺大比例尺小比例尺大比例尺地图是指比例尺较大的地图，如1:

10000、1:5000等小比例尺地图是指比例尺较小的地图，如1:

1000000、大比例尺地图能够详细表示局部地区的地形地貌、建筑物、交通1:10000000等小比例尺地图能够表示大范围地区的地理信息，网络等信息，精度较高，但表示的范围较小但精度较低，只能表示一些主要的地理要素地图符号分类与设计原则分类设计原则图例地图符号可以按照不同的标准进行分类地图符号的设计应遵循易于识别、形象地图上必须配有图例，用以说明各种符，如按照几何特征可以分为点状符号、生动、大小适中、分布均匀等原则同号所代表的地理要素图例应简洁明了线状符号和面状符号；按照与所代表要时，还应注意符号的标准化和规范化，，易于理解素的相似程度可以分为形象符号、抽象以便于地图的阅读和使用符号和文字符号地图注记类型与排布规则类型排布规则位置123地图注记是指地图上用于说明地理地图注记的排布应遵循清晰易读、注记的位置应该准确地反映所代表要素的文字、数字和符号可以分避免遮盖、美观大方等原则同时的地理要素的位置例如，地名注为地名注记、高程注记、水深注记，还应注意注记的方向、大小和字记应位于所代表的居民地附近；高、要素属性注记等体，使其与地图的整体风格协调一程注记应位于所代表的高程点附近致地图色彩色彩的象征意义与应用象征意义不同的颜色具有不同的象征意义例如，蓝色通常代表水，绿色通常代表植被，黄色通常代表荒漠，棕色通常代表山地应用地图色彩的应用应遵循科学性、美观性和易读性等原则同时，还应注意色彩的搭配和对比，以便于地图的阅读和理解图例地图上必须配有图例，用以说明各种颜色所代表的地理要素图例应简洁明了，易于理解地图概括地图综合的概念目的地图概括的目的是使地图内容更加简洁2明了，突出重点，方便用户理解和使用定义地图概括是指在地图制图过程中，对地1图内容进行选择、简化、移位、合并和原则夸大等处理，以适应地图比例尺和用途的要求地图概括应遵循科学性、合理性和实用性等原则在进行概括时，应充分考虑3地图的用途、比例尺和区域特征，避免过度简化或失真地图概括要素选择重要性1必要性2代表性3要素选择是指在地图概括过程中，根据地图的用途和比例尺，选择保留重要的地理要素，而舍弃次要的地理要素选择的要素应具有重要性、必要性和代表性地图概括要素简化定义要素简化是指在地图概括过程中，对地理要素的形状进行简化，以减少地图的复杂性方法常用的简化方法包括直线化、圆弧化、综合化等原则在简化要素时，应尽量保持要素的基本形状特征，避免过度简化或失真地图概括要素移位定义原则类型要素移位是指在地图概在进行要素移位时，应移位的方式要尽量巧妙括过程中，为了避免要尽量保持要素之间的相，避免影响地图的整体素之间的重叠或冲突，对位置关系，避免过度美观性和可读性将某些要素的位置进行移位或失真适当的移动地图概括要素合并定义方法要素合并是指在地图概括过程中，将相邻的、相似的或相关的地常用的合并方法包括归并、连接、简化等合并后的要素应能够理要素合并为一个要素，以减少地图的复杂性代表原有的多个要素的特征地图概括要素夸大定义目的12要素夸大是指在地图概括过程夸大的目的通常是为了让用户中，为了突出某些重要的地理更容易看到和理解地图上的重要素，将其在地图上的尺寸进要信息例如，在小比例尺地行适当的放大图上，如果道路的宽度太小，用户可能难以看到，这时可以适当夸大道路的宽度注意3但需要注意的是，夸大必须适度，过度夸大可能会导致地图失真，影响地图的准确性地图分类按比例尺分类大比例尺地图1:10000至1:100000之间的地图，详细表示局部地区的地形地貌、建筑物、交通网络等信息中比例尺地图1:100000至1:1000000之间的地图，表示中等范围的地理信息，精度适中小比例尺地图小于1:1000000的地图，表示大范围地区的地理信息，精度较低，只能表示一些主要的地理要素地图分类按内容分类专题地图2专题地图是专门表示某一主题或要素的地图，如气候图、人口图、地质图等普通地图1普通地图是综合表示自然和社会经济要素的地图，如地形图、交通图、政区图等遥感地图遥感地图是以遥感影像为基础制作的地3图，具有信息量大、时效性强等特点地图分类按用途分类参考地图用于提供一般的地理信息，如地形、地貌、水文、交通等主题地图用于表示特定的主题，如人口分布、经济发展、环境污染等导航地图用于导航和定位，如航海图、航空图、公路交通图等普通地图地形图等高线高程点地物符号等高线是地形图上表示高程点是地形图上表示地物符号是地形图上表地面高程的曲线，是地地面高程的点，通常用示各种地理要素的符号形图的重要组成部分数字标注，如居民地、道路、河流、植被等普通地图地形图的判读地形地貌通过等高线的疏密程度和弯曲形态，可以判断地形的陡缓和起伏通过等高线的组合形态，可以识别各种地貌类型，如山峰、山脊变化、山谷、盆地等普通地图交通图铁路公路12用不同的符号表示铁路的类型用不同的颜色和符号表示公路，如高速铁路、普通铁路等的等级，如高速公路、国道、省道、县道等水路3用不同的符号表示航道的类型，如主要航道、次要航道等普通地图政区图行政区划行政中心界线用不同的颜色和符号表示行政区划的等用特殊的符号表示行政中心的位置，如用不同的线型表示行政区划的界线，如级，如国家、省、市、县等首都、省会、市政府所在地等国界、省界、市界等专题地图自然地图地质图2表示地质构造、岩石类型、矿产资源等气候图1表示气候要素的空间分布，如气温、降水、风等土壤图3表示土壤类型、土壤分布等专题地图社会经济地图人口图表示人口数量、人口密度、人口结构等经济图表示经济发展水平、产业结构、贸易状况等交通图表示交通运输网络、交通流量、交通枢纽等专题地图人文地图语言地图宗教地图文化地图表示不同地区的语言分布情况表示不同地区的宗教信仰分布情况表示不同地区的文化特色和文化遗产分布情况遥感地图遥感影像的特点信息量大时效性强遥感影像可以获取大量的地面信息，包括地形、地貌、植被、水遥感影像可以快速获取，能够及时反映地面变化情况文、土地利用等遥感地图遥感数据的获取卫星遥感航空遥感12利用卫星上的传感器获取地面利用飞机上的传感器获取地面信息，如Landsat、SPOT、信息，如航空摄影、机载雷达QuickBird等等地面遥感3利用地面上的传感器获取地面信息，如地面光谱仪、地面雷达等遥感地图遥感影像的判读目视判读计算机判读专家知识通过人眼观察遥感影像，识别和提取地利用计算机软件对遥感影像进行处理和在判读时，需要结合相关领域的专家知面信息分析，自动提取地面信息识，才能准确识别和理解遥感影像所反映的信息地理信息系统（）与地图学GIS功能2GIS具有强大的空间分析功能，可以进行叠加分析、缓冲区分析、网络分析、定义DEM分析等1GIS是一种集地理数据采集、存储、管理、分析和表达于一体的计算机系统应用GIS广泛应用于城市规划、资源管理、环3境保护、灾害预警等领域的数据模型矢量数据GIS定义矢量数据是用点、线、面等几何要素来表示地理要素的数据模型特点矢量数据能够精确地表示地理要素的位置和形状，但数据量较大应用适用于表示离散的地理要素，如道路、河流、建筑物等的数据模型栅格数据GIS定义特点应用栅格数据是用规则的网格单元来表示地理栅格数据结构简单，易于进行空间分析，适用于表示连续变化的地理要素，如地形要素的数据模型但精度较低、气温、降水等空间分析叠加分析GIS定义应用叠加分析是指将不同的地理要素图层进行叠加，以提取新的地理常用于土地利用规划、适宜性评价、环境影响评价等信息空间分析缓冲区分析GIS定义应用12缓冲区分析是指以某个地理要常用于交通规划、污染源分析素为中心，生成一定距离范围、服务设施选址等内的区域，用于分析该区域内的地理要素分布情况类型3不同的缓冲区分析有着不同的目的，适用于不同的场景，需要结合实际来分析空间分析网络分析GIS定义网络分析是指在交通网络、通信网络等网络结构中，进行路径选择、资源分配、服务范围分析等应用常用于物流配送、公交线路规划、应急救援等功能不同的网络分析工具可以进行路径优化，资源分配和服务区评估等功能空间分析分析GIS DEM应用2常用于地形图制作、水文分析、景观评价等定义1DEM分析是指基于数字高程模型（DEM）进行地形分析，如坡度、坡向、高程、等高线提取等作用DEM分析可以提取地形信息，生成数字3高程模型，为地图制作提供数据地图制图流程数据采集野外调查通过实地测量和调查，获取地理要素的位置、属性等信息航空摄影利用航空相机拍摄地面影像，获取地形地貌、地物分布等信息遥感数据利用卫星或飞机上的传感器获取地面信息，如Landsat、SPOT等地图制图流程数据处理数据编辑数据转换数据分析对采集到的数据进行检查、修改和完善，将不同格式的数据转换为统一的格式，以对数据进行统计、分析和计算，提取有用确保数据的准确性和一致性便于进行后续处理的信息地图制图流程地图设计内容选择符号设计颜色配置根据地图的用途和比例尺，选择需要表示设计地图符号，使其能够清晰、准确地表配置地图颜色，使其能够突出重点，美观的地理要素示地理要素大方地图制图流程地图输出打印发布12将地图打印成纸质地图将地图发布到互联网上，供用户在线浏览存储3将地图存储成电子文件，方便长期保存和使用地图制图软件介绍ArcGIS强大的功能ArcGIS是一款功能强大的GIS软件，可以进行地图制作、空间分析、数据管理等广泛的应用ArcGIS广泛应用于城市规划、资源管理、环境保护、灾害预警等领域易于使用ArcGIS具有友好的用户界面，易于学习和使用地图制图软件介绍QGIS跨平台2QGIS可以运行在Windows、Linux、Mac OS等多个平台上开源免费1QGIS是一款开源免费的GIS软件，用户可以自由使用和修改插件丰富QGIS具有丰富的插件，可以扩展其功能3地图的数字化扫描矢量化定义扫描矢量化是指将纸质地图扫描成图像，然后将其转换为矢量数据步骤扫描、图像处理、矢量化、拓扑检查应用适用于将已有的纸质地图转换为电子地图地图的数字化屏幕数字化定义特点操作屏幕数字化是指在计算精度高，但效率较低适用于对精度要求较高机屏幕上，利用鼠标或的局部地区进行数字化数字化仪，直接将纸质地图上的地理要素描绘成矢量数据地图的精度精度检验方法实地调查与其他地图比较通过实地测量，检查地图上的地理要素的位置和属性是否准确将地图与已有的、精度较高的地图进行比较，检查地图的准确性地图的应用领域城市规划土地利用规划交通规划12利用地图进行土地利用现状分利用地图进行交通网络分析和析和规划，合理安排城市的功规划，优化城市交通线路能区市政设施规划3利用地图进行市政设施的选址和规划，提高城市的服务水平地图的应用领域资源管理资源调查利用地图进行资源分布调查，了解资源的储量和分布情况资源评价利用地图进行资源价值评价，为资源的开发和利用提供依据资源管理利用地图进行资源管理和保护，实现资源的可持续利用地图的应用领域环境保护环境评价2利用地图进行环境影响评价，为项目的建设和运营提供依据环境监测1利用地图进行环境污染监测，了解污染源的分布和污染程度环境管理利用地图进行环境管理和保护，改善环3境质量地图的应用领域灾害预警灾害风险评估利用地图进行灾害风险评估，识别易受灾害影响的区域灾害预警利用地图进行灾害预警，及时发布灾害信息灾害应急利用地图进行灾害应急救援，提高救援效率地图的发展趋势智能化地图人工智能机器学习自动化利用人工智能技术，实利用机器学习技术，提实现地图制图流程的自现地图的自动生成、自高地图的精度和智能化动化，提高地图生产效动更新和自动分析水平率地图的发展趋势三维地图更直观更真实三维地图能够更直观地表示地形地貌、建筑物等信息，提高地图三维地图能够更真实地反映现实世界，提高地图的实用性的可视化效果地图的发展趋势动态地图实时更新交互性强12动态地图能够实时更新地理信动态地图能够提供丰富的交互息，反映最新的地面变化情况功能，方便用户进行地图浏览和操作个性化定制3动态地图能够根据用户的需求进行个性化定制，满足不同用户的需求地图的发展趋势地图Web易于访问Web地图可以通过互联网访问，用户无需安装任何软件即可浏览地图共享性强Web地图可以方便地进行共享，实现地理信息的共享和交流服务丰富Web地图可以提供丰富的地图服务，如定位、导航、搜索等地图的未来展望三维化2地图将更加三维化，能够更直观地表示地理信息智能化1地图将更加智能化，能够自动生成、自动更新和自动分析动态化地图将更加动态化，能够实时更新地理3信息案例分析某地区地图制图实例地区以北京市为例，介绍地图制图的实际应用内容包括北京市地形图、北京市交通图、北京市土地利用图等步骤详细介绍地图制图的各个步骤，包括数据采集、数据处理、地图设计、地图输出等课程总结地图学核心概念回顾地图的定义与本质1地图是按照一定的数学法则，经过综合概括，用符号和注记在一定比例尺的平面上表示地球表面各种要素的空间分布及其相互关系的图形地图的基本要素2包括数学基础、地图投影、地图比例尺、地图符号、地图注记、地图色彩等地图分类3可以按照比例尺、内容、用途等进行分类地图的应用领域4广泛应用于城市规划、资源管理、环境保护、灾害预警等领域。