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1、第二章 航空地图及其使用 航图特征 地图失真 地图分幅与编号 地图投影 失真性质 投影特点 地图（地理信息的载体） 将地球表面的全部或一部分地形、地物按一定的比 例缩小，用一定的方法（数学法则）和符号描绘在 平面上的图形。 地图三要素： 比例尺：可量取性 地图符号：描述自然和社会现象的地图语言 投影方法：成图的数学法则 在实践中，人们要从地图上量取方位、距离、面积、体积、 倾斜度等，这就要求地图具有符合一定精度要求的可量取性 ，这种可量取性是通过特定的数学法则获得的。 参考椭球面上点的经纬度与它在平面直角坐标系之中的直角 坐标之间的函数关系称为数学法则 航图（Aeronautical Char
2、t） 专门供航空使用的地图 分类 通用航图：高空、中低空飞行及训练飞行均可使用 1/500,000训练飞行 1/1,000,000航线飞行 1/2,000,000远程飞行 特种航图 航路图（高空、中低空） STAR/SID 仪表进近图 机场图 区域图 第一节 航图的特征 比例尺特征 分类 数字比例尺1:1,000,000 文字说明比例尺：1cm相当于10km 线段比例尺 比例尺的大小 大比例尺地图：1/50万 地面范围小，地物描述详细 用于研究地点、净空、障碍物等地形情况 设计机场仪表进近程序 超低空飞行、SAR、护林、航空摄影等 小比例尺地图：1/100万 地面范围大，地物描绘简单 规划航线
3、，远程飞行 地形地物特征 地物特征地图符号（图例） 不依比例尺（点状地标） 半依比例尺（线状地标） 全依比例尺（面状地标） 地形特征地图上高低起伏的形态（等高线、标 高点、分层着色） 高程系 1956黄海高程系（ 19501956年青岛验潮站记录的资料， 水准原点在青岛市观象山山洞里，米） 1985国家高程基准（19531979，米） MSL （我国采用黄海平均海平面作为大地水准面,高于MSL 为正，低于为负） 标高（ELEV）（某一点沿垂线方向到MSL的距离） 标高和地形描述方法 标高点法 0146 1705 17051705 等高线法 10 20 A h1 B h10 h2h4h6h8h1
4、 首曲线（基本等高线） 计曲线（加粗等高线） 间曲线（半距等高线） 助曲线（1/4距等高线） 分层着色法 文化特征 水文特征 航空特征 第二节 地图失真及分幅编号 一、地图投影失真 地图投影：使用一定的数学法则将地球表面规定的 经纬网格转绘到平面上的方法。 F（，） f（x,y） 几何透视法 不能将地球上全部的地形、地物表现在地图上 灵活性差 数学分析法 根据几何透视法的原理，利用约束条件满足我们的某种或 某几种特殊需求，推导出数学法则。 地图失真（地图变形） 在投影过程中产生的地球表面形状和航图形状的变化 实质：由球面向平面投影时引起的经纬网特征变化，进而 引起地理要素和航行元素的变化 失真
5、分类 长度失真 角度失真 面积失真 r r X Y X Y 微分圆变形椭圆 二、地图投影分类 按失真性质分 等角投影：投影时任何一点沿经线、纬线方向的局部比例 尺相等，即没有角度失真便于在航图上测量航行方位 。 等距投影：投影时保持各点只在某一投影主方向上没有长 度失真便于在航图上测量航行航段、航线距离。 等积投影：投影时保持某区域（小圆）的面积不变，即没 有面积失真政区、人口密度、土地利用、森林和矿藏 分布以及其他自然和经济地图。 任意投影：存在三种失真，但三种失真都控制在较小的范 围内。 按投影面的形状分（圆柱投影、圆锥投影、方位投 影） 按投影与球面的位置关系分：正轴投影、横轴投影 、斜
6、轴投影 N S N S N S N S S N N S N S N S N S 三、地图分幅与编号 按照一定幅面大小将某种比例尺地图所包含范围内 的图幅划分为许多幅地图，并编注其序号的方法称 为地图分幅与编号。 作用 生产：避免重复、遗漏；使图幅范围控制在适当范围内， 提高绘图质量；节约增效 管理：便于分类印刷、存储、包装、运输 使用：便于快速检索，及时提供；便于折叠、携带，室外 使用；便于扩大比例尺，更加详细的表示各种地理要素。 分幅：地形图根据经纬度按照特定的规则进 行分幅，各种比例尺地形图都具有一定的经 差和纬差。 以百万分之一等角正割圆锥投影图的分幅和编号 为基础进行分幅和编号。（18
7、91年，瑞士伯尔尼 的五届国际地理学会议上，德国地理学家彭克） 如果要查询某一区域的航图，可以根据该区域的 经纬度范围算出其在百万航图上图幅编号，然后 以此为基础，计算出该比例尺的航图在百万航图 上的位置编号，就可以迅速选用所需航图。 百万分之一航图分幅规则 每幅图范围：纬差4 纬度60度以下，经度差6度 纬度60度之76度之间，经度差12度 纬度76度之84度之间，经度差24度 纬度84度之88度之间，经度差36度 纬度88度以上，不再分幅 大中比例尺航图分幅规则 =61:100万 =4 1:50万 =3 =2 1:25万 =130 = 1:10万 = 30 = 20 1:5万 = 15 =
8、 10 1:2.5万 = 730 = 5 1:1万 = 3 45 = 2 30 1:5000 = 1 52.5 = 115 百万分之一航图编号ab 1:100万 =6 =4 1:50万 =3 =2 1:25万 =130 = 1:10万 = 30 = 20 1:5万 = 15 = 10 1:2.5万 = 730 = 5 1:1万 = 3 45 = 2 30 4：AD 16：116 144：1144 4：AD 64：(1)(64) 4：1 4 例：已知某地地理坐标E1255740/ N 440020，求该地所在各比例尺地形 图的编号 1:100万航图编号计算方法 行号a列号bL51 LL C L
9、AB D D 例：已知图号1251B，计算其地理位置 由图号知该图幅的比例尺为1:50万。 求出该图在百万图幅上的地理位置，并绘出草图 依据1:50万航图的经纬差及其在百万航图上的序号，求 出该图幅经纬度范围 C L AB D B 3 6 40N 44N 1：200万航图编号（经差12纬差8；双写百万 航图的航号、列号） K，L51，52 48N L51L52 K51K52 120E126E132E 1991年起实施的地图分幅编号系统 L51B002002 比例尺代码：1：50万B；1：25万C；1：10万 D；1：5万E；1：2.5万F；1：1万G；1： 5000H 002001 L 001
10、001001002 002002 D 51BL002002 第三节 地图投影 等角正圆柱投影Mercator Projection 1569 投影原理 投影特点 经线相互平行，间隔相等；纬线垂直于经线，越向两极， 间隔越大； 赤道上无任何失真； 地图等角，不等积，不等距（不能用统一的比例尺量取航 线距离） 面积失真随纬度增加明显变大。 大圆航线凸向两极；等角航线是直线（任意两点相连的直 线为等角航线）。 用途： 赤道附近领航；海上领航； 世界时区图；卫星轨迹图 绘制较长距离的等角航线时的辅助用图。 等角横圆柱投影 Transverse Mercator Projection 19世纪20年代经
11、高斯拟 定 约束条件 中央经线与投影面相切 ，投影后保持长度不变 投影后等角 投影特点 赤道为直线，与切经线相差90的经线是直线，其他经线凹向切经 线； 地图等角； 切经线上无失真（切经线左右各3 范围长度失真0.137，面积失 真0.27%）；同一条纬线上，离开切经线越远，失真越大； 同一条经线上，纬度越低，变形越大。 大圆航线凹向切经线，等角航线是螺旋曲线。 用途 极地领航 国家大地测量和五十万分之一及更大比例尺的国家基本地形图的 数学基础。 高斯克吕格投影GaussKruger Projection 法规数学家高斯19世纪20年代拟定，后经克吕格改 进 根据横墨卡托投影的特点，取可以限制
12、投影的经度 范围，将地球表面按照经度差的分成不同的投影带 单独投影，各自建立坐标网，就可以将失真限制在 较小的范围内。 我国1:2.5万至地形图采用6分带法；考虑到1:1万和 更大的比例尺地形图对制图精度的要求，采用3分 带法。 6分带法 从本初子午线开始，由西向东，每6为一带，全球 共分为60带，用阿拉伯数字标记，如0 6 E投影 带号为1，中央经线为3 E。 n为投影带序号 LO为中央经线 L为任一经度 3E 01 9E 02 3W 60 投影特点 每个投影带上，中央经线和赤道为直线；其他经 线关于中央经线对称，凹向中央经线；纬线凸向 赤道； 等角；中央经线上无失真，最大长度失真为 0.1
13、37%； 大圆航线近似为直线；等角航线是曲率极小的螺 旋曲线，领航实施中近距离可以近似认为直线。 用途 大比例尺航图多为此种投影，常用于研究地面目 标，在通用航空飞行领域内应用广泛； 绘制机场专用航图和涉及仪表飞行程序的基础用 图； 国家大地测量和五十万分之一及更大比例尺的国 家基本地形图 高斯投影坐标网 经纬网（地理坐标网） 经纬线仅标绘出内图廓线，在四个角处标注 出相应当纬度数和投影带号（或经度数）。 4020 4000 1200012030 1：50万 114 30 40 0 0 202 14161820 3396 94 92 90 1：5万 高斯投影坐标网 方里网（平面直角坐 标网）（
14、1:1万1:50 万） 经纬线在实地和地图 上均为曲线，单位长 度非常数，不便于精 确确定所需的方向和 距离，因此需要加绘 直角坐标网（距离中 央经线为整公里数的 两组直线组成），以 满足经济建设和国防 建设的需要。 TH/TC= +( ) 114 30 40 00 202 14161820 3396 94 92 90 A（ 20218 ， 3394 ） TH/TC 兰伯特投影 Lambert Projection 也叫等角切（割 ）正圆锥投影， 德国数学家 Lambert首创，百 万航图和世界地 形图的数学基础 投影原理 投影特点 经线收敛于极点，纬线是以极点为中心的同心圆 。 两条标准纬线之间有一条最小比例尺纬线；两条 标准纬线之间的地区长度缩短，比例尺变小；两 条标准纬线之外的地区长度伸长，比例尺变大。 地图等角；标准纬线上无失真。 大圆航线凸向大比例尺一方；等角航线凹向极点 。 最小比例尺 修正多圆锥投影 1962年，波恩世界百万分之一国际地图会议，百万 分之一世界地图与百万分之一分幅航图的数学基础 投影原理 为使地图失真减小 ，对地图进行分幅 投影。分幅规则等 同国际百万分之一 等角正割圆锥投影 图分幅规则。每个 投影带独立投影， 单独计算坐标，
