第3章地形图及其应用1

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1、第三章 地形图及其应用 普通地图 按地图内容分类 专题地图 普通地图 是表示自然地理和社会经济一般特征的地图，它并不偏重某个要素。主要表示水文、地形、土质植被、交通网、居民点和境界线七大要素。普通地图按内容的概括程度，区域及图幅的划分状况等分为地形图和地理图。 地图学原理 第一章 概述 第二章 地图的数学基础 第三章 地形图及其应用 第四章 地图符号 第五章 地图概括 第六章 普通地图 第七章 专题地图 第八章 数字制图与遥感制图 第九章 地图分析 总课时： 54学时 中国的地图事业大致分为三个部分： 一是 国家作为基础建设项目和满足国防需要测制全国大比例尺地形图 ，由此形成了生产标准、管理规

2、范、学科建设与人才培养的完整体系； 二是 以地学和相关产业为核心，将地图作为研究成果载体和资源探索工具在大专院校、科研单位和专业部门中进行地图、专题地图和图集的设计和生产以及人才的培训； 三是 在上述两部分之外，还有为学生和公众服务的地图生产，主要由私人企业承担，也出版了大量教学、参考、旅游等地图。 第三章 地形图及其应用 地形图 一般是指按照统一的大地控制基础、地图投影、分幅编号，统一的测（编）制规范、图式符号系统，统一的比例尺系列、统一组织测（编）制的1:100万和更大比例尺的普通地图。 第三章 地形图及其应用 第一节 我国国家基本比例尺地形图概述 第二节 地形图的数学基础 第三节 地形图

3、的辅助资料 第四节 地形图符号 第五节 地形图的野外应用 第六节 地形图室内应用 中国国家基本比例尺地形图是根据国家颁布的测量规范、图式和比例尺系统测绘或编绘的全要素地图，也可简称“国家基本地形图”“基础地形图”“普通地图”等。 第一节 我国国家基本比例尺地形图概述 一、八种基本比例尺地形图 我国把 1： 5000、 1： 1万、 1： 2.5万、 1： 5万、 1： 10万、 1： 25万、（原 1： 20万）、 1： 50万、 1： 100万八种比例尺的地形图定为 国家基本比例尺的地形图 。 地形图的内容 包括：水文、地形、土质、植被、居民地、交通线和境界线。 国家基本地形图的特点 (1)

4、内容详细，几何精度高； (2)具有统一的大地坐标系统和高程系统 (3)具有完整的比例尺系列和分幅编号系统 (4)依据统一的规范和图示 国家基本比例尺地形图样图 矢量地形要素数据（ Digital Line Graphic ，简称 DLG）是地形图上基础地理要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。 目前，我国已建成 覆盖全国 陆地范围的 1:100万、 1:25万、 1:5万 DLG数据库。 1:100万 DLG 数据库 1994年首次建成， 2002年更新一次。总图幅数 77幅。 1:25万 DLG 数据库 1998年首次建成， 2002年、 2008年各更新一次， 201

5、2年进行了全面更新。总图幅数 816幅。 1:5万 DLG的核心要素数据库 2006年建成， 2011年建成了全要素数据库。总图幅数 24182幅。 从“十二五”开始，我国实现国家基础地理信息数据库的动态更新和联动更新，对 1:100万、 1:25万、 1:5万 DLG数据库每年更新一次。 二、分类及用途 根据比例尺分为大、中、小比例尺地形图三类，随着比例尺的不同，其内容与精度也有区别，从而他的用途也有所不同。地形图的主要用途： 用于研究区域概况； 提供各种资料和数据； 作为填绘地理考察内容的工作底图； 野外工作的工具； 编制专题地图的底图。 1.大比例尺地形图用途 范围： 1： 5000 1

6、： 10万（包括 1： 5000、 1： 1万、1： 2.5万、 1： 5万、 1： 10万） 用途： 从图上可以直接量取各种精确的数据，并能在图上进行规划设计，可作为专业调查和填图的工作底图和编制专题地图的底图，在军事上，是指挥人员组织战斗或战役中不可缺少的工具，也是炮兵战斗是确定射击点的主要工具。 2.中比例尺地形图 范围： 1： 25万 1： 50万。 用途： 精度低于大比例尺地形图，一般作为总体规划用图，也可作为编制小比例尺专题地图的底图，军事上可作为高级司令部组织战役，战略计划时用图。 3.小比例尺地形图 范围： 小于 1： 100万。 精度低于大、中比例尺。特点是综合程度大。 用途

7、： 概括地表示了区域的地理特征称为 “ 一览图 ” ，作为国家、省总体规划和全国性的各种专题图的底图。军事上，用作战略规划和编绘军事态势图。 第二节 地形图的数学基础 为了保证地形图具有良好的精度，对地形图的数学基础，特别是地图投影的要求很高： 方向正确 ，没有角度变形，以保证图上景物形状与实地相似； 地物之间的距离和位置关系正确 ，以便于量测。 一、投影和分带 一 投影 大、中比例尺 地形图采用 等角横轴切椭圆柱投影 （高斯 克吕格投影） 小比例尺 地形图（ 1： 100万）采用 等角圆锥投影 高斯 克吕格投影 投影性质 等角横切椭圆柱投影 名称由来 这个投影是德国数学家、物理学家、天文学家

8、 高斯 于 1825年拟定，后经德国大地测量学家 克吕格 于 1912年对投影公式加以补充，故称 高斯 克吕格 投影。 高斯 克吕格投影 概念 假设用一空心椭圆柱横套在地球椭球体上 ， 使椭圆柱轴通过地心 ， 椭圆柱面与椭球体面某一经线相切；然后 ，用解析法使地球椭球体面上经纬网保持角度相等的关系 ，并投影到椭圆柱面上 ， 最后将椭圆柱面切开展平 ， 就得到投影后的图形 。 高斯 克吕格投影 1.中央经线和赤道投影后为相互垂直的直线 ， 且为投影的对称轴； 2.投影满足等角性质； 3.中央经线投影后保持长度不变 。 投影条件 中央经线和赤道为垂直相交的直线 。作为直角坐标系的坐标轴，也是经纬网

9、图形的对称轴。 经线 为凹向对称于中央经线的曲线，纬线 为凸向对称于赤道的曲线，且与经线曲线正交，没有角度变形。 中央经线 上没有长度变形， 其余经线的长度略大于球面实际长度，离中央东西两侧愈远，其变形愈大。 投影后经纬网特点 （二）分带 为了控制变形，采用 分带投影 的办法 1： 2. 5万 1： 50万地形图采用经差 6 分带 ； 1:1万及更大的比例尺地形图采用 3 分带 。 （二）分带 6 分带法： 从格林威治 0 经线（本初子午线），自西向东按经差每 6 为一投影带，全球共分 60个投影带，依次编号为 1 60。我国位于东经 72 136 之间，共包括11个投影带，即 13 23带。

10、 （二）分带 3 分带法： 从东经 1 30算起，自西向东按经差 3 为一个投影带，全球共分 120个带，我国位于 24 45带。 （二）分带 每带带号与其中央经线的经度有如下关系： L。 =（ 6n-3) L。 =（ 3n) n6 =int(L/6)+1 n3 =int(L-1.5/3)+1 通用横轴墨卡托投影 UTM 投影 以横轴椭圆柱面割于地球椭球体的两条等高圈，按等角条件，将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。又称Universal Transverse Mercator UTM 投影。 此投影无角度变形，中央经线长度比为0.9996，两条割线上无变形。

11、亦采用分带投影方法：经差 6或 3分带。长度变形 0.04% 高斯 -克吕格投影与 UTM投影的比较 高斯 -克吕格投影是“等角横轴切椭圆柱投影”，投影后中央经线保持长度不变，即长度比为 1； UTM投影是“等角横轴割椭圆柱投影”，圆柱割地球于南纬 80度、北纬 84度两条纬线圈，投影后两条割线上没有变形，中央经线上长度比 0.9996，离中央经线左右约 330km处有两条不失真的标准经线。 两者的分带起点不同，高斯 -克吕格投影自 0度子午线起每隔经差 6度自西向东分带，第 1带的中央经度为 3 ； UTM投影自西经180 起每隔经差 6度自西向东分带，第 1带的中央经度为 -177，因此高

12、斯 -克吕格投影的第 1带是 UTM的第 31带。 两投影的纵轴西偏移都是 500千米，高斯 -克吕格投影横轴北偏移为零， UTM北半球投影横轴北偏移为零，南半球则为 10000千米。 高斯 -克吕格投影与 UTM投影可近似采用 XUTM=0.9996 * X高斯 ， YUTM=0.9996 * Y高斯 ，进行坐标转换（注意：如坐标纵轴西移了 500千米，转换时必须将 Y值减去 500千米乘上比例因子后再加 500千米）。 二、地形图上的坐标网 为了在地图上迅速而准确的指示目标位置和确定方向，距离、面积等，高斯 克吕格投影的地图上绘有两种坐标网： 地理坐标网（经纬网） 和 直角坐标网（方里网）

13、 。 （一）地理坐标网 1： 1万 1： 10万 比例尺地形图上，内图廓为经纬线，图内不加绘经纬线，经纬度数值注记在内图廓四角，内外图廓间，还绘有黑白相间或仅用针线表示经差、纬差 1的分度带。将对应点相连接，就可构成很密的经纬网。 1： 25万 1： 100万 地形图上，直接绘出经纬网，有时还绘有加密经纬网的加密分割线。纬度注记在东西内外图廓间，经度注记在南北内外图廓间。 横坐标本来应以中央经线为 0起算，以东为正，以西为负，但因坐标数有正有负，不便于使用，所以，又规定 凡横坐标值均加 500千米 即等于将纵坐标轴向西移 500千米，横坐标从此起算则均为正值。 （二）直角坐标网 坐标系的建立和

14、起算： 直角坐标网是以每一投影带的中央经线为纵轴（ X轴），赤道作为横轴（ Y轴），纵坐标以赤道为 0起算，赤道以北为正，以南为负。我国位于北半球，纵坐标都是正值。 直角坐标网的构成： 以公里为单位，按相等间距，作平行于纵、横轴的若干直线，便构成了图面上的平面直角坐标网，又叫 方里网 。 坐标的注记： 纵坐标注记在东西内外图廓间，由南向北增加（四位数）；横坐标注记在南北内外图廓间，由西向东增加。近地图四角注有全部坐标数。 横坐标前两位为带号，其余只注最后两位公里数。 93 内图廓 分度带 92 外图廓 91 纬 90 差 1 5189 46 50 12 8 45 8 2 8 3 经差 1 图 9 6 图廓与坐标格网 高斯 -克吕格直角坐标 yA = 245 863.7 m yB = - 168 474.8 m yA通 = 20 745 863.7 m yB通 = 20 331 525.2 m 规定 1： 10万和更大的比例尺地形图绘制方里网，其间隔规定如下表： 比例尺 图上方里网间隔 相应实地长度