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地圖學(xué)

作者：趙軍
出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2021-12-01
開本： 其他 頁數(shù)： 288
本類榜單：教材銷量榜
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地圖學(xué) 版權(quán)信息

地圖學(xué) 本書特色

適讀人群 ：可作為高等學(xué)校地理科學(xué)類各專業(yè)本科教材，相關(guān)領(lǐng)域科研、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等專業(yè)技術(shù)人員本書可作為高等學(xué)校地理科學(xué)類各專業(yè)本科教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域科研、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等專業(yè)技術(shù)人員參考。 ★系統(tǒng)性和實(shí)用性強(qiáng)，案例豐富，學(xué)生易掌握。 ★根據(jù)大綱組織內(nèi)容，便于實(shí)際教學(xué)使用。 ★行文過程中插入“問題與討論”，引導(dǎo)學(xué)生更深入學(xué)習(xí)，掌握相關(guān)知識。 ★本書配套有教學(xué)PPT和重點(diǎn)習(xí)題答案，方便教學(xué)。

地圖學(xué) 內(nèi)容簡介

本書比較全面地介紹了地圖學(xué)的理論、方法和應(yīng)用，主要內(nèi)容包括：地圖與地圖學(xué)，空間參照系，地圖投影，地圖符號與地圖表示方法，地圖概括，地圖編繪與產(chǎn)品模式，地圖分析與應(yīng)用。全書注重教材的系統(tǒng)性和實(shí)用性，內(nèi)容組織便于實(shí)際教學(xué)使用。

地圖學(xué) 目錄

目錄
叢書序
叢書前言
前言
**章地圖與地圖學(xué)1
**節(jié)地圖概述1
第二節(jié)地圖簡史11
第三節(jié)地圖學(xué)概要19
第二章空間參照系31
**節(jié)地球體與地球橢球31
第二節(jié)地球空間參照系35
第三節(jié)我國大地坐標(biāo)系和高程參照系42
第四節(jié)地理格網(wǎng)46
第五節(jié)地圖比例尺51
第三章地圖投影57
**節(jié)地圖投影原理57
第二節(jié)常用地圖投影77
第三節(jié)地形圖投影及其分幅編號91
第四章地圖符號與地圖表示方法105
**節(jié)地圖符號105
第二節(jié)地圖符號設(shè)計(jì)118
第三節(jié)地圖表示方法133
第五章地圖概括155
**節(jié)地圖概括概述155
第二節(jié)地圖概括方法163
第三節(jié)地圖概括數(shù)學(xué)模型175
第四節(jié)典型要素概括184
第六章地圖編繪與產(chǎn)品模式193
**節(jié)地圖編繪193
第二節(jié)地圖產(chǎn)品模式211
第七章地圖分析與應(yīng)用222
**節(jié)地圖評價(jià)與選用222
第二節(jié)地圖分析225
第三節(jié)地形圖野外應(yīng)用246
第四節(jié)電子地圖應(yīng)用260
主要參考文獻(xiàn)273
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地圖學(xué) 節(jié)選

**章地圖與地圖學(xué) 地圖由來已久。在人類文明的歷史長河中，地圖既是一種可應(yīng)用于軍事和生產(chǎn)的工具，又是一種與思想和文明密切關(guān)聯(lián)的文化現(xiàn)象。地圖幫助我們認(rèn)識家園、開發(fā)礦產(chǎn)、預(yù)報(bào)天氣、開拓航路、規(guī)劃城市、保護(hù)生態(tài)、教育后代。地圖在創(chuàng)造文明的同時(shí)也改造了世界。 地圖是地理學(xué)的第二語言。天文學(xué)家利用望遠(yuǎn)鏡觀察遙遠(yuǎn)的星辰，生物學(xué)家利用顯微鏡觀察微觀的生命現(xiàn)象，地理學(xué)家則利用地圖考察地理景觀、分析地理現(xiàn)象、表達(dá)地理思想。遙感、衛(wèi)星定位導(dǎo)航、地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，不斷增強(qiáng)著地圖的力量；網(wǎng)絡(luò)、移動通信、大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展，給地圖打造了更大的應(yīng)用舞臺，F(xiàn)在，地圖應(yīng)用比過去任何時(shí)候都更加廣泛。 認(rèn)識地圖，掌握地圖和地圖學(xué)的基本知識，是編繪和應(yīng)用地圖的重要基礎(chǔ)。本章從地圖概述出發(fā)，講授地圖的概念、構(gòu)成要素、分類、功能和應(yīng)用、成圖方法；瀏覽地圖史，了解地圖起源、古代地圖、近代地圖、現(xiàn)代地圖；介紹地圖學(xué)概要，包括地圖學(xué)溯源與尋蹤、地圖學(xué)學(xué)科體系、地圖學(xué)近鄰學(xué)科，以及地圖學(xué)前瞻。 **節(jié)地圖概述 一、地圖概念 （一）地圖基本特性 地圖是一種表達(dá)地理事物和現(xiàn)象的圖形語言。在人類文明進(jìn)程中，還發(fā)展了其他的圖形語言，如繪畫、照片等，它們同樣也具有表達(dá)地理事物和現(xiàn)象的功能。但是，地圖在發(fā)展過程中，更加強(qiáng)調(diào)了地圖內(nèi)容的可量測性、綜合性和符號含義的確定性，形成了不同于其他圖形語言的基本特征，成為表達(dá)地理事物和現(xiàn)象不可替代的工具。 1. 嚴(yán)密的數(shù)學(xué)法則 數(shù)學(xué)法則是精確繪制地圖內(nèi)容的保障，決定了地圖具有可量測和可對比的特性。地圖的數(shù)學(xué)法則主要包括：將地球球面轉(zhuǎn)換成平面的地圖投影，將地理空間實(shí)際尺寸縮小到地圖幅面大小的地圖比例尺，將地面坐標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)確定位在地圖平面上的大地控制網(wǎng)。 真實(shí)的地球表面是一個(gè)巨大的、不可直接展開成平面的球面。為了繪制平面地圖，首先用地圖比例尺將地球按照一定比例縮小，然后將地球表面的經(jīng)緯網(wǎng)投影到平面或可以展成平面的介質(zhì)上，并以經(jīng)緯網(wǎng)格作為參照和控制，將山脈、河流、城市等地理要素繪制在地圖上。在繪制大比例尺地圖的時(shí)候，還要利用地面大地測量成果建立的控制點(diǎn)、控制網(wǎng)，以確保地圖上地表要素位置的精準(zhǔn)度。 2. 科學(xué)的地圖概括 地圖概括是清晰表達(dá)地圖內(nèi)容，突出地圖主題和恰當(dāng)反映地圖編繪者意圖的有效方法，使地圖內(nèi)容具有了清晰和一覽的特性。 受人的視覺感知極限制約，地圖上的符號和文字注記必須占一定面積才能方便使用者閱讀和使用。與相對較小的地圖幅面相對應(yīng)的地理空間十分巨大，所承載的地理事物和現(xiàn)象也紛繁復(fù)雜。如何在有限的地圖幅面上清晰表達(dá)地圖內(nèi)容，就成為地圖制圖者不可回避的問題。但是，每一幅地圖都是依照一定目的編繪的，這個(gè)目的決定了各種地理要素在地圖上的重要性有所不同。地圖概括就是根據(jù)地圖幅面所能承載的符號和注記容量，在地圖編繪目的的指導(dǎo)下，對地理要素進(jìn)行取舍、簡化，在達(dá)到制圖目的的前提下，使地圖內(nèi)容表達(dá)清晰和準(zhǔn)確。 3. 特定的符號系統(tǒng) 地圖符號系統(tǒng)是地圖語言準(zhǔn)確表達(dá)的基礎(chǔ)，它使地圖具有了直觀性和易讀性。 現(xiàn)實(shí)世界中的地理事物和現(xiàn)象非常復(fù)雜，很難從外觀辨識其類型、性質(zhì)；還有很多地圖內(nèi)容是無法直接觀察到的。因此，根據(jù)地理要素的外貌特征和內(nèi)在特性，在相關(guān)科學(xué)分類分級思想的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)由線劃符號、顏色、注記文字和數(shù)字構(gòu)成的地圖符號系統(tǒng)，就能夠突出表示重要的地理要素，直觀表達(dá)不可見的地理事物，準(zhǔn)確說明僅用圖形無法表示的地圖內(nèi)容。 （二）地圖與遙感影像比較 遙感影像已經(jīng)很容易獲得，成為人們發(fā)現(xiàn)地理現(xiàn)象、認(rèn)識地理規(guī)律的重要手段，也成為地圖編繪極為重要的資料來源，并且推動產(chǎn)生了新的地圖類型。但是，因?yàn)檫b感影像不具備地圖所特有的基本特性，所以仍然不可能取代地圖的功能。 圖 1-1是同一地區(qū)的航空遙感影像和地形圖。航空相機(jī)采用與地圖投影不同的數(shù)學(xué)法則，將地球表面上的地物投影在像片平面上；像片上地理內(nèi)容的清晰程度取決于地物的大小和相機(jī)的分辨率，一些重要的地物可能因?yàn)槠涑叽缍荒茱@示；由于沒有地圖符號系統(tǒng)的幫助，地物的類型、數(shù)量、地名等都無法表達(dá)出來。下面從是否具有地圖符號系統(tǒng)的角度，詳細(xì)比較一下地圖相對于遙感影像的優(yōu)點(diǎn)。 圖 1-1 同一地區(qū)的航空影像與地形圖比較 （1）地面上面積太小且比較重要的地物，經(jīng)過航空相機(jī)物理縮小后不能清楚顯示，尤其如三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、泉等點(diǎn)狀地物，在航空像片上幾乎不能識別，但在地圖上使用符號就可以清晰表達(dá)。 （2）地物類型和性質(zhì)在航空像片上不易識別，如土壤類型、路面性質(zhì)、地面高程、坡度陡緩、湖水咸淡等，利用符號系統(tǒng)在地圖上一目了然。 （3）有地形、地物遮擋的地方，被遮擋的地物在像片上無法顯示，如植被遮蓋的道路，隧道、地下管線、地下建筑物等，而在地圖上可通覽無余。 （4）沒有外形的地理要素，如經(jīng)緯線、境界線、城鎮(zhèn)人口數(shù)量、民族構(gòu)成等，航空像片根本無從探測和表現(xiàn)，但使用地圖符號系統(tǒng)則可簡單、清晰地表現(xiàn)出來。 問題與討論 1-1 對地表景觀的攝影作品、美術(shù)作品，表現(xiàn)了從作者的視角看到的自然風(fēng)光或人文社會圖景。對比表現(xiàn)同一地方地表景觀的地圖、攝影和美術(shù)作品，與攝影和美術(shù)作品相比較，地圖有哪些本質(zhì)上的不同？ （三）地圖定義 定義是對一種事物的本質(zhì)特征或一個(gè)概念的內(nèi)涵和外延所做的簡要說明。在人類文明的長河中，地圖概念隨著地圖產(chǎn)品形式和內(nèi)容的發(fā)展一直在不斷地變化著。利用各種航天探測器獲取的地外天體數(shù)據(jù)，地圖手段和方法可延伸到地球以外的星球；借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，地圖不再局限于平面和靜態(tài)表達(dá)，多維、動態(tài)可視化已成為新的表達(dá)形式，負(fù)載地圖內(nèi)容的介質(zhì)也從傳統(tǒng)的紙張絹帛發(fā)展到磁盤光盤。所以，不同學(xué)者從各自的視角出發(fā)，面對“什么是地圖”這個(gè)問題，就會給出不同的答案。 美國地圖學(xué)家魯賓遜認(rèn)為“地圖是周圍環(huán)境的圖形表達(dá)”；蘇聯(lián)地圖學(xué)家別爾良特給地圖的定義是“地球或天球縮小與概括的符號圖形”，并進(jìn)一步指出“地圖是按照數(shù)學(xué)法則建立的，反映出各種自然和社會經(jīng)濟(jì)要素與現(xiàn)象的分布、特征和聯(lián)系”，是“認(rèn)識、實(shí)踐活動和信息傳輸?shù)墓ぞ摺保粌H把地圖的概念推廣到其他天體，而且補(bǔ)充了地圖的作用；國際地圖制圖學(xué)協(xié)會（ International Cartographic Association，ICA）定義地圖是“地理現(xiàn)實(shí)世界的表現(xiàn)和抽象，是以視覺的、數(shù)字的或觸覺的方式表現(xiàn)地理信息的工具”，將地圖表達(dá)拓寬到視覺方式之外；美國學(xué)者 Tasha Wade等編寫的《 A to Z：GIS圖解詞典》一書認(rèn)為地圖是“①在一區(qū)域中，實(shí)體的空間關(guān)系的圖形表達(dá)；②地理或空間信息的一般性圖形表達(dá)”，突出了地圖信息的內(nèi)涵。 在2009年發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)《地圖學(xué)術(shù)語》（GB/T 16820—2009）中，地圖被定義為：按照一定數(shù)學(xué)法則，使用符號系統(tǒng)、文字注記，以圖解的、數(shù)字的或多媒體等形式表示各種自然和社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的載體。 二、地圖構(gòu)成要素 地圖構(gòu)成要素指地圖圖面上的全部內(nèi)容。根據(jù)這些內(nèi)容的性質(zhì)和作用，通常將地圖構(gòu)成要素劃分為數(shù)學(xué)要素、地理要素和輔助要素三類。 （一）數(shù)學(xué)要素 數(shù)學(xué)要素是地圖數(shù)學(xué)法則的具體體現(xiàn)，包括坐標(biāo)網(wǎng)、比例尺和控制點(diǎn)等。 1. 坐標(biāo)網(wǎng) 地圖坐標(biāo)網(wǎng)是確定圖上要素坐標(biāo)位置的基礎(chǔ)，有經(jīng)緯線網(wǎng)和平面坐標(biāo)網(wǎng)兩類。經(jīng)緯線網(wǎng)是球面坐標(biāo)經(jīng)過地圖投影在平面上的表現(xiàn)，據(jù)此可以量測地圖上某點(diǎn)的經(jīng)度和緯度。平面坐標(biāo)網(wǎng)是在特定地圖投影基礎(chǔ)上，通過建立平面直角坐標(biāo)系或極坐標(biāo)系繪制的坐標(biāo)網(wǎng)格，用于表達(dá)和量測地圖上點(diǎn)的平面坐標(biāo)。 經(jīng)緯線網(wǎng)通常繪制于中、小比例尺地圖上，并配合有經(jīng)緯度注記。平面坐標(biāo)網(wǎng)以平面直角坐標(biāo)網(wǎng)常見，用于大比例尺地圖，配合有直角坐標(biāo)注記。在一些示意性質(zhì)的地圖上，坐標(biāo)網(wǎng)可被省略掉。 2. 比例尺 地圖比例尺表明地圖縮小的程度，是進(jìn)行地圖量算的基本要素。地圖比例尺一般配置在圖面比較醒目的位置，采用數(shù)字形式或圖解形式表現(xiàn)。 3. 控制點(diǎn) 控制點(diǎn)是經(jīng)過地面精確測量的坐標(biāo)點(diǎn)，在高精度地圖分析和應(yīng)用中有著重要作用。地圖上的控制點(diǎn)主要是不同等級的平面控制點(diǎn)和高程控制點(diǎn)，通常只在大、中比例尺地形圖上繪制。 （二）地理要素 地理要素是地圖內(nèi)容的主體，采用地圖符號系統(tǒng)表達(dá)。地理要素按其內(nèi)容性質(zhì)，可劃分為自然要素和人文社會經(jīng)濟(jì)要素。 1. 自然要素 自然要素表現(xiàn)地圖制圖區(qū)域內(nèi)的自然地理事物和現(xiàn)象，涉及地質(zhì)地貌、氣象氣候、水文水資源、土壤植被等。水系和地貌是地圖上昀基本的自然要素。 2. 人文社會經(jīng)濟(jì)要素 人文社會經(jīng)濟(jì)要素表現(xiàn)地圖制圖區(qū)域內(nèi)的人文、社會、經(jīng)濟(jì)事物和現(xiàn)象，涉及政治和行政區(qū)劃、人口與民族、城市和村鎮(zhèn)、道路交通網(wǎng)絡(luò)、歷史與文化、產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)等諸多方面。境界線、居民地、交通網(wǎng)是地圖上昀基本的人文社會經(jīng)濟(jì)要素。 （三）輔助要素 輔助要素是了解地圖主題和用途，協(xié)助使用者用好地圖的重要資料。輔助要素可分為基本輔助要素和其他輔助要素。 1. 基本輔助要素 基本輔助要素是選擇和使用地圖必須具備的資料信息，包括地圖圖名、圖例、方向標(biāo)、制圖者和成圖時(shí)間，一般不能缺失。圖名表達(dá)地圖的主題和制圖區(qū)域；圖例說明地圖符號的含義；方向標(biāo)表示主圖區(qū)域的方位，在繪制有坐標(biāo)網(wǎng)的地圖上，方向標(biāo)常被省略；制圖者和成圖時(shí)間對判斷地圖質(zhì)量和可用程度具有重要意義。 2. 其他輔助要素 其他輔助要素包括接圖表、圖號、圖廓、分度帶、坡度尺、生僻字讀音、制圖方法和使用規(guī)范說明、附圖、附表等。 三、地圖分類 地圖種類繁多，為了便于編繪、管理和使用，需要對地圖進(jìn)行分類。用于地圖分類的指標(biāo)很多，有地圖內(nèi)容、信息存儲顯示方式、比例尺、地圖用途、制圖區(qū)域、使用方式、感受方式、承載介質(zhì)等，其中地圖內(nèi)容、信息存儲顯示方式、比例尺、地圖用途和制圖區(qū)域是昀常用的分類指標(biāo)。 （一）按地圖內(nèi)容分類 地圖按其主題內(nèi)容分為普通地圖和專題地圖。 1. 普通地圖 普通地圖是指相對均衡地表示地球表面自然地理和人文社會經(jīng)濟(jì)要素一般特征的地圖。水系、地貌、土質(zhì)、植被、居民地、交通線、境界線及獨(dú)立地物等是普通地圖上表示的主要地理要素。 普通地圖包括地形圖和地理圖。 1）地形圖 地形圖是社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)非常重要的基礎(chǔ)資料，按照統(tǒng)一的大地控制基礎(chǔ)、地圖投影和分幅編號，采用統(tǒng)一的測圖或編制規(guī)范、圖式符號系統(tǒng)和比例尺系列，統(tǒng)一組織測制。 2）地理圖 地理圖又稱普通地理圖，常以自然地理或行政區(qū)劃單元為制圖區(qū)域，相對概括地表示制圖區(qū)域內(nèi)的自然地理和人文社會經(jīng)濟(jì)要素的基本特征。 地形圖與地理圖相比較：在地圖符號、表示方法、地圖概括、比例尺和地圖整飾等方面，地形圖有嚴(yán)格統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，地理圖則有更多的靈活性；在地圖內(nèi)容表達(dá)的精準(zhǔn)程度方面，地形圖重視幾何精度，有明確的精度要求，而地理圖突出區(qū)域單元的整體性和地理要素的綜合性，重視地理要素的相對位置關(guān)系。 2. 專題地圖 專題地圖是指突出表示一種或幾種自然或人文社會經(jīng)濟(jì)要素的地圖。專題地圖表示的主題內(nèi)容十分廣泛。 專題地圖可分為自然地圖、人文社會經(jīng)濟(jì)地圖和其他專題地圖。 1）自然地圖 自然地圖的主題內(nèi)容為自然地理要素。按照學(xué)科體系，自然地圖再細(xì)分為地質(zhì)地貌圖、水文水資源圖、氣象氣候圖、土壤圖等種類。每類自然地圖都有豐富的主題內(nèi)容，如氣象氣候圖包括太陽輻射圖、日照時(shí)數(shù)圖、平均氣溫圖、降水量圖、氣候類型圖等。 2）人文社會經(jīng)濟(jì)地圖 人文社會經(jīng)濟(jì)地

地圖學(xué) 作者簡介

趙軍：西北師范大學(xué)教授，博士研究生導(dǎo)師，長期從事地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)的教學(xué)和研究工作。西北師范大學(xué)學(xué)位評定委員會副主任兼學(xué)位評定委員會辦公室主任，甘肅省地名研究中心主任；兼任中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會教育與科普工作委員會副主任，甘肅省地理學(xué)會副理事長，甘肅省遙感學(xué)會副理事長，甘肅省測繪工程技術(shù)研究中心專家指導(dǎo)委員會主任，中國科學(xué)院黑河遙感試驗(yàn)研究站學(xué)術(shù)委員會委員，地理國情監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程中心學(xué)術(shù)委員會委員，《遙感技術(shù)與應(yīng)用》《干旱區(qū)資源與環(huán)境》編委，“全國高校地理信息科學(xué)教學(xué)叢書”編委；甘肅省教學(xué)名師，甘肅省第二層次領(lǐng)軍人才。

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