地图学原理

第一章引论

第一节 地图

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，模拟和认知客观世界的时空信息。

2. 地图的基本特点

特殊的数学法则

特定的符号系统

特异的地图概括

独特的传输信息的通道

3. 地图的分类

按地图的内容分普通地图和专题地图

按地图比例尺分大中小比例尺地图

按制图区分：按自然区分全球图，半球图，大洲图，大洋图；按行政区划可分国家图，省（自治区、直辖市）图、县（市）图、乡图；按宇宙空间分地球图、月球图、火星图 按用途分通用图（世界挂图）和专用图（航空图、规划图、旅游图、交通图）

按承载介质分纸质图，磁介质图，纺织物图，化纤物图，聚酯薄膜图，塑料压膜图等 按其他标志分按使用方式，显示形态，制作方式等

4. 地图的构成要素

数学要素

地理要素

图边要素

5. 地图的功能和用途

获取认知信息功能

模拟客观世界的功能

传输信息的功能

载负信息的功能

感受信息功能

用途p9-10

第二节 地图学

1. 地图学的概念

它研究用地图图形反映自然界和人类社会各种现象的空间分布，相互联系及其动态变化，具有区域性学科和技术性学科的两重性

2. 地图学的研究内容与分支机构

理论地图学

技术制图学

应用地图学

3. 地图学与相邻学科的关系

测量学是地图制图的基础，没有精密的测量就没有精确的地图

地理学是研究地表环境的结构分布及其发展变化的规律性以及人地关系的学科 色彩学，美学是决定地图艺术性的关键，对地图设计的科学性影响至深

遥感技术应用于地图制图，大大提高了地理信息获取的数量和质量，加快了成图周期，并使小比例尺地图直接测制成为现实

第三节 地图制作方法简介p13-18

第四节地图学发展简史及地图学进程p18-25

第二章 地图的数学基础

第一节 地球椭球体与大地控制

1. 大地水准面

海洋禁止时的海平面形成不规则曲面（海洋禁止时，平均海水面穿过大陆和岛屿，形成一个闭合的曲面，该面上各点与重力方向（铅垂线）成正交）

2. 大地球体

大地水表面所包围的球体（橡皮泥球）

3. 地球椭球体是一个规则的数学表面，可以用数学公式表达（玻璃球）

4. 大地控制 地理坐标系p29-30

5. 我国的大地坐标体系p30-33

6. 全球定位系统GPS 能提供高精度、实时、全天候和全球性三位坐标、三位速度和时间信息的导航定位系统

7.GPS 由三大部分组成，即空间星座部分，地面监控部分和用户接收部分p34-35

第二节 地图比例尺

概念

编制地图时，需要把地球或制图区域按照一定比例的比率缩小表示，这种缩小的比率就是地图的比例尺

第三节 地图投影概述

1. 地图投影法概念

球面上任意一点的位置取决于它的经纬度，将一些经纬线焦点站绘在平面上，连接成由经纬线构成的经纬网，使得球面与平面之间建立点与点的函数关系

2. 常用的地图投影

墨卡托投影、空间斜轴墨卡托投影、桑逊投影、摩尔维特投影、古德投影、等差分纬线多圆锥投影p52-57

3. 半球地图常用投影

横轴等机方位投影、横轴等角方位投影、正轴等距方位投影p57-58

4. 分洲、分国地图常用投影

横轴等积方位投影、正轴等角圆锥投影、彭纳投影p59-61

5. 地形图常用投影

高斯-克吕格投影、等角圆锥投影p61-63

第三章 地图语言：地图符号系统

第一节 地图符号系统

1. 概念

广义指表示地表各种事物现象的线划图形，色彩，数学语言和注记的总和，也称地图符号系统；狭义是指在图上表示制图对象空间分布，数量质量等特征的标志、信息载体，包括线划符号，色彩图形和注记

2. 地图符号的实质是以约定关系为基础，用一种视觉形象图形来代指事物现象的抽象概念

3. 地图符号的特征

综合抽象性

系统性

约定性

传递性

时空性

4. 分类

按符号的图形特征分几何符号、文字符号、象形符号和透视符号

按符号和所表示对象的透视关系分类分正形符号、侧形符号和象征符号

按符号和所表示对象的比例关系分依比例符号，半依比例符号和不依比例符号

按符号所表示制图对象的地理特征量度分为定性符号，定量符号和等级符号。其中定性

符号，表示地理要素的类别、性质的地图符号；定量符号即依据某种比例关系来表示地理要素数量指标的地图符号；等级符号即表示地理要素的顺序等级的地图符号。

按符号所表示制图对象的空间分布状态分点状符号，线状符号和面状符号。点状符号p76-77

5. 地图符号的量表p77-78

定名量表

顺序量表

间距量表

比率量表

第二节 地图符号视觉变量及其视觉感受效果

1. 地图符号视觉变量

1967法国贝尔廷的符号规律：视觉变量，即形状、方向、尺寸、、明度、密度和颜色 1984年美国鲁滨逊提出基本图形要素是色相、亮度、尺寸、形状、密度、方向和位置 视觉变量六要素，即位置、形状、色彩、尺寸、网纹和方向，可在点、线、面状符号形态中体现p78-82

2. 视觉变量的视觉感受效果82-85

整体感和选择感

等级感

数量感

数量感

质量感

动态感

立体感

第三节 地图符号的设计

1. 地图符号设计的基本原则p85-87

形状要图案化

种类要简化

符号要有对比协调性

符号要有逻辑系统性

图形色彩有象征性

总体要有艺术性

2. 影响地图符号设计的因素p87-90

地图内容

区域资料特征

视觉要求

使用要求

制作与成本

3. 点、线、面状符号的设计p90-97

点状符号的设计：形状变化 大小及内部变化 颜色变化

线状符号的设计：定性线状设计 等级线状符号 趋势面线状符号

面状符号的设计：晕线面状符号 花纹面状符号 色彩面状符号

第四节 地图色彩

1. 色彩概述 p98

色彩三要素：色相、量度、纯度p99

色彩的混合：三原色、三间色、六复色、互补色p100

2. 色彩的表示与感觉

色彩的表示：蒙赛尔色彩表示法、色彩命名法、色谱表示法、色彩数据库表示法p101-102 色彩的感受与象征性：1）色彩的感受：冷暖感、远近感、兴奋与沉静感、轻重感、华

丽与朴素感 2）色彩的主观象征 3）惯用色彩p103

色彩在旅游中的应用

1）作用：用相同颜色表示相同内容、用不同色彩区分不同内容、传达特定意义、引起兴趣

2）使用原则：大色块尽量不超过4种颜色、图面区分—对比互补色、大面积协调—类似色、与一贯一致

3. 地图符号的色彩设计

地图符号色彩设计的基本要求：要有对比性与协调性，内容和形式 达 到统一、 一般由点线面符号组成的地图，点线状所占面积较小，用纯度大的色 彩，形成强刺激；面状采用浅色调，亮色大的色彩、另外考虑利用符号色相，亮度和纯度变化，表达制图对象的空间分布范围，质量指标，数量指标, 内部结构以及发展动态等p104

地图符号色彩的配合类型：类似色配合、对比色配合、互补色配合p105

色彩三要素的设计：色彩的选择与设计、亮度的设计、纯度的设计p1

第五节 地图注记

1. 功能:标明制图对象、标明制图对象属性、说明性功能

2. 构成元素p106

地图注记类型：名称注记、说明注记、数字注记

构成元素：字体(形）、字级（尺寸）、字色（色彩）、字距等

地图注记的配置

第四章 地图清晰性：地图概括

第一节 地图概括概述

1. 地图概括实质：解决广阔制图区域内繁多的地理事物与有限地图图幅面积之间的矛盾p109

2. 影响地图概括的因素p110-111

地图用途

地图比例尺

制图区域的特点

制图资料

符号样式及大小

制图者

3. 地图概括的原则p111-112

符合地图用途的需要

保持地图清晰易读且内容完备

保证一定的地图精度

反映出制图区域地理特征

4. 地图概括的方法步骤p112-113

简化

分类

符号化

归纳

第二节 地图概括原理(重点不难点）p114-117

1. 地图概括的数学模式

图解计算模式

方根模式

等比数列模式

2. 内容选取法p118-120

选取地图内容标准的方法：资格法、定额法

地图内容选取的顺序原则：从主要到次要、从高级到低级、从大到小、从全局到局部

3. 形状化简法

删除

夸大

合并

分割

第五章 普通地图

第一节 普通地图概述

1. 普通地图定义与类型

定义：普通地图是均衡表示地表的自然、社会经济要素一般特征的地图

类型：按比例尺分类：大比例尺（大于等于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）普通地图

按比例尺和内容的概括程度分地形图、普通地理图

2. 普通地图的内容与特征

内容p129 数学基础、地理要素、图边要素，其中地理要素包含水系、地貌、土质植被、居民地、交通线、境界线、独立地物

特征 p130

完备、均衡性

可测量性与概括性

制图规范的一致性

系统性

权威性

应用的广泛性

3. 普通地图的用途p131

超大比例尺—内容精确，区域面积很小—局部工程—设施建设

大比例尺—内容详细，区域面积小—区域工程—景点建设

中比例尺—内容概略，区域面积稍大--县市发展—调查应用

小比例尺—内容概略，区域面积大--省域发展—普查参考

极小比例尺—内容极略，区域面积很大—战略应用—参考研究

第二节 自然地理要素的表示

1. 海洋p131

海岸

海底地貌

2. 大陆水系p132-134

河流

湖泊

水源地

水系附属物

3. 地貌p134-140

写景法

晕渲法

等高线法

分层设色法

4. 土质植被p140-142

第三节 社会经济要素的表示p143-147

1. 居民地

• •居民地的分布

• •居民地的形状、类型

• •建筑物质量特征

• •居民地行政等级及人口数

2. 交通线

• •铁路

• •公路

• •其他道路

• •水上交通

• •管线运输

3. 境界线

4. 独立地物

第六章 专题地图

第一节 专题地图概述

1. 专题地图定义与基本特征

定义

专题地图是指突出而尽可能完善、详尽地表示制图区内的一种或几种自然或社会经济（人文）要素的地图

与普通地图相比，专题地图具有的独特特征

地图内容主题化

主题要素特殊化

地图功能多元化

表达形式多样化

表示内容前瞻化

2. 专题地图的基本类型p160-161

• •按内容性质分类

• • 自然地图

• • 社会经济地图（人文地图）

• • 其他专题地图

按内容结构形式分

区划图

分布图

类型图

趋势图

统计图

3. 专题地图的构成要素p161

• • 最主要的主题要素在第一层平面，次要主题要素在第二层面，更次要主题要素在

第三层面

• • 主题要素是专题地图重点和突出表达的内容，是图面主题部分

• •底图要素是制作专题地图的地理基础，即主题要素是依据底图要素而编制在底图上

的。

• • 底图要素包括经纬线网、方里网、水系、地势、居民地、交通线、境界线、植被、

重要的独立地物等，其中经纬线网、水系和居民地几乎是任何专题地图上都必须选择的底图要素

第二节 专题地图要素的特征和表示方法

1. 专题要素的特征p161

• •专题要素的空间分布特征

• •专题要素的时间态特征

• •专题要素的可示特征

2. 点状要素的表示方法：定点符号方法p162-166

符号的形状

符号的大小

符号的颜色

符号的结构

符号的位置

3. 线状要素的表示方法：线状符号法

4. 面状要素的表示方法p166-176

质底法

等值线法

定位图表示法

范围法

点值法

分级比值法

分区统计图表法

第三节 地图集

1. 地图集的定义和特点

定义

地图集是根据制图目的和用途，按照统一的设计模型式及规范制作而成的系列地图的集合

特点 p182-183

整体的政治思想性

内容的科学性

分幅内容的完整性

表达形式的艺术性

图幅间内容的统一性

资料的现势性

2. 地图集的基本类型p183-184

按制图区分类

世界地图集

国家地图集

区域地图集

城市地图集

按地图集用途分类

教学地图集

参考地图集

军事地图集

旅游地图集

3. 电子地图集p185-186

特点

应用的扩展性

应用的便捷性

形象生动性

动态性

交互性

超媒体集成性

类型

文本源电子地图集

数据库源电子地图集

遥感影像电子地图集

数字测图源电子地图集

第七章 地图设计与制作

第一节 地图编制的一般过程

地图设计—原图测绘—制印准备—地图印刷

1. 地图设计p187-188

地图设计内容：地图设计准备、地图内容设计、编写地图设计书。地图设计阶段的最终成果是完成地图设计书

1）地图设计准备

编图资料的搜集与整理

编图设计人员

编图资料的分析

制图区域和制图对象的分析

2）地图内容设计

地图数学基础设计

地图投影的选择

比例尺的选择

3）编写地图设计书

2. 原图编绘p189-191

1) 编绘前地准备工作

熟悉编图规范和编图大纲

熟悉编图资料

熟悉制图区域特点

编图材料的准备

2）展绘地图的数学基础

3）转绘地图内容

4）各要素的编绘

5）常见的几种传统编图方法

3. 制印准备

4. 地图印刷

第二节 普通地图设计编绘p192-194

1. 国家基本比例尺地形图的设计制作

2. 普通地理图的设计编绘

普通地理图的设计特点

普通地理图的设计准备

普通地理图的内容设计

普通地理图的编绘

第三节 专题地图设计

1. 专题地图设计编绘的一般过程p194-195

1）剪辑准备

• •编图设计大纲的主要内容：

• •编图的目的、范围、用途和使用对象

• •地图名称、图幅大小、图面配置

• •地理底图和成图的比例尺、地图投影和经纬网格大小

• •制图资料及使用说明

• •制图区域的地理特点及要素的分布特征

• •地图内容的表示方法、图例符号设计和地图概括原则

• •地图编绘程序、作业方法、制印工艺

2）原图编绘

3）出版准备

2. 专题地图的资料类型及处理方法

1）专题地图的资料类型p196

• •地图资料

• •遥感图像资料

• •统计与实测数据

• •文字资料

2）专题地图资料的加工处理p196

资料的分析和评价

资料的加工处理

3. 专题地图的地理基础p196-197

4. 专题地图内容的设计p197-198

• •1）表示方法的选择

• •最主要的因素是专题内容的形态和空间分布规律

• •2）图例符号设计

• •图例必须完备，要包括地图上采用的全部符号系统，且符号先后顺序要有逻辑连贯

性

• •图例中符号的形状、尺寸、颜色应与其所代表额相应地图内容一致。其中，普染色

面状符号在图例中常用小矩形色斑表示

• •图例符号的设计要体现出艺术性、系统性、易读性，并且容易制作

• •3）作者原图设计p198

• •对作者原图的主要要求有：

• •作者原图使用的地理底图、内容、比例尺、投影、区域范围等应与编绘原图相适应 • •编绘专题内容的制图资料应翔实可靠

作者原图上的符号图形和规格应与编绘原图相一致，但符号可简化

作者原图的色彩整饰尽可能与编绘原图一致

符号定位要尽量精确

4）图面配置设计p198-199

一幅地图的平面构成包括的内容主图、附图、附表、图名、图例及各种文字说明等

图面配置设计应考虑以下几个方面的问题：

主图与四邻的关系

主图的方向

移图和破图廊

图名

图例、比例尺

附图、附表

5) 地图的色彩与网纹设计p199-200

第五节 地图制作新技术

3S ：GPS 、RS 、GIS

1. 计算机地图制图系统p206-207

优点：

地图可以分要素用数码形式存储在磁带和磁盘中，不但节省了大量地图的存储空间，而且便于随时提取、更新、处理和应用

地图内容转绘、地图投影绘制及转换、比例尺变换等各项编绘技术都能采用数字化处理方法，比手工绘制地图容易得多

手工作业很难解决曲线内插，主题图形的表示和许多比较复杂的专题图表，运用数学方法都可以解决，并能用计算机实现

可以绘制各类型地图

2. 多媒体电子制作p208

第八章 现代地图制图技术

第一节 计算机地图制图概述

1. 计算机地图制图的产生和发展p211

• •试验探索阶段

• •发展阶段

• •应用阶段

2. 计算机地图制图的基本原理p212-213

3. 计算机地图制图的基本过程p213-214

• •编辑准备

• •数据获取

• •数据处理和编辑

• •图形输出

4. 计算机地图制图的特点与发展趋势p214

• •1）特点：

• • 计算机地图制图易于校正、编辑、改编、更新和复制地图要素

• • 用数字地图信息代替了图形模拟信息，提高了地图的使用精度

• • 数字地图的容量大，可以包含比一般模拟地图多得多的地理信息

• • 增加额地图的品种，拓宽了服务的范围

• • 计算机制图不仅减轻了作业人员的劳动强度，而且减少了制图过程中人的主观随

意性，这就为地图制图的进一步标准化，规范化奠定了基础

加快了成图速度，缩短了成图周期，改进了制图和制印的工艺流程

地图信息能够进行远程运输

2）发展趋势p214

多元数据采集手段一体化

数据标准化

数据库集成化

地图产品多元化

第二节 计算机地图制图的硬设备

1. 计算机硬件设备p215

• •计算机是数字制图的核心设备，一般由中央处理机（CPU ）、内存储器、外存储器和

输入、输出设备等五部分组成

2. 地图数字化输入设备p216

• •跟踪数字化仪

• •扫描数字化仪

3. 地图输出设备p217-218

• •打印机

• •图形显示器

• •自动绘图仪

第三节 计算机地图制图的软设备和数据库

1. 地图制图软件p218-219

图形处理功能软件

图形处理应用软件

绘图控制程序

2. 地图数据结构p220-222

空间数据及其结构

非空间数据及其结构

3. 地图数据库

概念p222

组织p223

管理与设计p223-225

第四节 计算机地图制图中的编辑和制作

1. 数学基础选择p225-226

• •地图投影选择

• •坐标系选择

2. 地图数字化p226-228

• •手扶跟踪数字化

• •扫描数字化

3. 图形编辑处理p228-229

4. 地图输出p229-230

第五节 遥感地图

1. 遥感原理与图像获取p230-231

2. 遥感专题地图的制作p231-237

信息源的选择

图像处理

图像解释基础底图的编制

准提解译图与地理底图的复合

3. 遥感影像地图及其编制p237-239

特点

种类

制作

第六节 地理信息系统制图

1. 地理信息系统的组成p239-241

计算机硬件系统

计算机软件系统

地理数据库系统

系统管理组织人员和组织机构

2. 地理信息系统的功能p241-243

数据采集、检验和编辑

数据处理

数据的存储与组织

查询、检索功能

空间分析功能

显示功能

3. 地理信息系统制图p243-246

选择所要创建的专题地图的类型

确定用于创建地图的表和字段

自定义地图所用的各种类型

专题地图输出

4. 地理信息系统与地图、地图学的关系p246-247

5. 常见的几种地理信息系统简介p247-252

ARC/INFO

Arc View

MGE

MapInfo

第七节 电子地图系统

1. 电子地图的感念及其特点p252-254

特点

动态性

交互性超媒体集成性

2. 电子地图系统p254

3. 电子地图的逻辑结构p255-257

1）电子地图的总体结构

2）电子地图的页面结构

3）电子地图的超媒体结构

4. 电子地图的应用p257-259

在地图量算和分析中的应用

在规划管理中的应用

在军事指挥中的应用

城市公共设施管理

在其他领域中的应用

5. 电子地图的图种举例p259-262

导航图

多媒体地图

网络地图

第九章 地图分析与应用

第一节 地图分析概述

1. 地图分析的概念及作用

• •概念：p263

• •地图分析是指通过分析解译地图模型，获取空间信息，采用科学方法探索、阐明地

理环境中自然、人文要素的分布，数量、质量特征，相互联系及时空变化规律。 • •作用：p264-265

• •获得各要素的分布规律

• •利用地图分析揭示各要素的相互联系

• •研究各要素的动态变化

• •利用地图分析进行综合评价

• •进行区划和规划

2. 地图模型的特性p265-266

• •地图模型的信息论特性

• •地图模型的认知论特性

第二节 地图分析的技术方法

1. 目的分析法p267

2. 量算分析法p268-284

• •地图量算概述

• •坐标量算

• •方位角量算

• •高程判定

• •长度量算

• •面积量算

• •坡度量算

• •体积量算

3. 图解分析法p285-287

• •用剖面图增强地图信息

• •用相对位置图增强地图信息

第三节 地图分析应用

1. 地理要素的空间分布特征分析p287-293

• •点状要素空间分布特征分别

• •线状要素空间分布特征分析

• •面状要素空间分布特征分析

2. 地理要素的时序变化分析p293-297

利用目视分析法揭示影响福建人口分布的主要因素 利用地图量测获得采样点变量数据，建立数据表格 建立逐步回归数学模型，检验显著性

预测分析

第四节 地形图阅读及野外应用

1. 地形图阅读p297-299

• •地形图的选择

• •地形图阅读

2. 地形图野外应用p299-315

• •准备工作

• •地形图定向

• •在地形图上确定立足点

• •实地对照

• •确定特征点的位置和高程

• •填图

• •现代便携式测量仪器