地图学基本原理.ppt

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1、第二章地图学基本原理2015年9月27日地图与数据美国做了一个网上调查，拿出一幅世界地图，让他（她）找到乌克兰，离实际位置越近标点越红，反之越蓝。结果是不是很可笑啊？通过分析发现，标注越是不准的人的政治态度越是倾向于美国出兵干涉。数据很重要，具有地理信息的数据更很重要。如何能把地球展开成平面？存在的问题地图通常是绘在平面介质上的，而地球体表面是曲面，首先需要把曲面展成平面，然而，球面是个不可展的曲面，要直接展成平面，必然发生断裂或褶皱。将球面沿经线切开，或是沿纬线切开，或是在极点结合，或是在赤道结合，都是有裂

2、隙的。1.几何投影（透视投影）：假想地球是一个透明体，光源位于球心，然后把球面上的经纬网投影到平面上，就得到一张球面经纬网投影。地图投影面除平面之外，还有可展成平面的圆柱面和圆锥面；光源除位于球心之外，还可以在球面、球外，或无穷远处等。利用光源把地球面上的经纬网投影到平面上的方法叫几何投影或几何透视法。这是人们最早用来解决地球球面和地图平面矛盾的方法。投影问题2.数学解析法：随着科学的发展，几何透视法远不能满足编制各类地图的需要，出现了解析法。解析法是不借助于几何投影光源（而仅仅借助于几何投影的方式），按照某

3、些条件用数学分析法确定球面与平面点与点之间一一对应的函数关系。X=f1(φ、λ)Y=f2(φ、λ)函数f1、f2的具体形式，是由给定的投影条件确定的。有了这种对应关系，就可把球面上的经纬网交点表示到平面上了。投影问题投影方法方位投影圆柱投影圆柱投影-世界地图按构成方法分类：1、几何投影：把经纬度网格投影到几何面上，再展开。圆柱投影：投影面为圆柱面。方位投影：投影面为平面。圆锥投影：投影面为圆锥面。2、非几何投影：不借助几何面，根据某些条件用数学解析法确定球面与平面之间点与点的函数关系。伪圆柱投影伪方位投影伪圆

4、锥投影多圆锥投影投影问题投影问题等差分纬线多圆锥投影投影问题多圆锥投影墨卡托(Mercator)投影，是一种"等角正切圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（GerhardusMercator1512－1594）在1569年拟定，假设地球被围在一中空的圆柱里，其标准纬线与圆柱相切接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。投影问题高斯－克吕格投影是由高斯于19世纪20年代拟定，后经克吕格补充而形成的一种横轴圆柱地图投影方式，其特

5、征包括：中央经线和地球赤道投影成为直线，且为投影的对称轴；等角投影：即没有角度变形；中央经线上没有长度变形；同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大；同一条经线上，纬度越低，变形越大，赤道处最大；为了保证地图的精度，采用分带投影方法，即将投影范围的东西界加以限制，使其变形不超过一定的限度，这样把许多带结合起来，可成为整个区域的投影。在6°带范围内，长度变形线最大不超过0.14%。投影问题高斯－克吕格投影，UTM投影横轴圆柱投影问题2：投影问题我国1:1万至1:50万的地形图全部采用高斯－克吕格投影。1:2.5万

6、至1:50万的地形图，采用6°分带方案，全球共分为60个投影带；我国位于东经72°到136°间，共含11个投影带；1:1万比例尺图采用3°分带方案，全球共120个带。从0°开始，自西向东每6度分为一个投影带。从东经1度开始，自西向东每3度分为一个投影带。问题2：投影问题在高斯克吕格投影上，规定以中央经线为X轴，赤道为Y轴，两轴的交点为坐标原点。X坐标值在赤道以北为正，以南为负；Y坐标值在中央经线以东为正，以西为负。我国在北半球，X坐标皆为正值。Y坐标在中央经线以西为负值，运用起来很不方便。为了避免Y坐标出现负

7、值，通常将各带的坐标纵轴西移500公里，即将所有X值都加500公里。Xutm=0.9996*X高斯,Yutm=0.9996*Y高斯投影问题世界地图的投影：保证全球整体变形不大，主要有：等差份纬线多圆锥投影，任意伪圆柱投影等。半球地图的投影：东西半球有横轴等面积（等角）方位投影；南北半球有正轴等面积（等角、等距离）方位投影。各大洲地图的投影：各洲都选用了斜轴等面积方位投影，此外，亚洲和北美洲（彭纳投影）、欧洲和大洋州（正轴等圆锥投影）、南美洲（桑逊投影）。我国各种地图投影：全国地图（各种投影）、分省区地图（各种

8、投影，高斯－克吕格投影最多）、大比例尺地形图（北洋：多面体投影；解放前：兰勃特投影；解放后：高斯－克吕格投影）。投影问题24加拿大：>=1:50万——采用UTM（墨卡托投影）<1:50万——采用Lambert（兰勃特）;美国：>=1:50万——采用UTM;<1:50万——采用州平面坐标系统(以高斯投影和Lambert投影为主，局部地区采用HOM投影)；中国：>=1:50万——采用高斯投影；<1:50