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1、地理信息系统第二部分地理信息系统第二部分地图学对GIS的影响从地从地图学角度看学角度看GIS：依依赖笛卡笛卡尔二二维坐坐标系系统或或别的二的二维坐坐标系系统表达表达现实世界。世界。两者共同的核心内容：两者共同的核心内容：在不同几何投影下，在不同几何投影下，对地理坐地理坐标系系统的表述与的表述与分析，以及分析，以及对与具有特殊坐与具有特殊坐标关关联的属性信息的属性信息的表达与分析。的表达与分析。我国曾经或正在采用的椭球体2、地理坐标系(GCS)定定义：由：由经纬度来表示地面点的位置。度来表示地面点的位置。纬度度(Latitude)：过P点点作作椭球球面面的的垂垂线，该线与赤道面的交角。与赤道面的
2、交角。经度度(Longitude)：过P点点的的子子午午面面与与通通过英英国国格林尼治天文台的子午面所格林尼治天文台的子午面所夹的二面角。的二面角。地理格网地理格网是地球表面空地理格网是地球表面空间要素的定位参照要素的定位参照系系统。组成：成：经线：指通：指通过地地轴的平面和地球表面相交的大的平面和地球表面相交的大圆弧弧线的一半；的一半；纬线：与地：与地轴垂直的平面与地表相交而成的垂直的平面与地表相交而成的圆；原点：本初子午原点：本初子午线与赤道的交点。与赤道的交点。GIS中的正负经度和纬度值纬度：度：赤道以北赤道以北为正；正；赤道以南赤道以南为负。经度：度：东半球半球为正；正；西半球西半球为
3、负。二、为什么要进行地图投影？地理坐地理坐标系的系的特点：特点：地地理理坐坐标是是一一种种球球面面坐坐标，可可用用于于地地球球表表面面的的定位；定位；由由于于量量测单位位的的不不一一致致，导致致相相同同的的角角度度代代表表不不同同的的距距离离。因因此此，经纬度度不不具具有有标标准准长长度度单单位位，直直接接用用地地理理坐坐标难以以进行行距距离离、面面积和和方向等参数的方向等参数的计算。算。 1 1、投影与重新投影、投影与重新投影投影：将数字地投影：将数字地图从从经纬度度值转成二成二维坐坐标。F F（ ， ） f f（x,yx,y）重新投影从一种投影坐从一种投影坐标系系转成另一种投影坐成另一种投
4、影坐标系。系。投影坐标系定定义：平面上的坐：平面上的坐标系系统。具有在。具有在X和和Y方方向的向的长度、度、 面面积、角度等相同的度量、角度等相同的度量单位。位。 平面极坐平面极坐标系：用某点至极点的距离和方向来系：用某点至极点的距离和方向来表示表示该点的位置。点的位置。(主要用于地主要用于地图投影理投影理论的研的研究。究。 )平面直角坐平面直角坐标系：采用直角坐系：采用直角坐标来确定地面平来确定地面平面位置。面位置。2、投影变形1)1)变形形原原因因：由由于于要要将将不不可可展展的的地地球球椭球球面面展展开开成成平平面面，而而且且不不能能有有断断裂裂，那那么么图形形在在某某些些地地方方被被拉
5、拉伸伸，某某些些地地方方被被压缩，这样不不可可避避免免产生了投影生了投影变形。形。2)2)变形的形的类型型长度度变形形角度角度变形形面面积变形形方位方位变形形3、投影的类型等角投影等角投影等等积投影投影等距投影等距投影等方位投影等方位投影全局性全局性质，可，可应用与整幅地用与整幅地图投影，互投影，互两者是互斥的。两者是互斥的。局部性局部性质，只能在距投影中心，只能在距投影中心较近区域近区域实现。投影的选择主要指中小比例尺的地主要指中小比例尺的地图投影。投影。基本比例尺的地基本比例尺的地图投影投影类型由国家部型由国家部门规定。定。减少减少变形，最好使等形形，最好使等形线与制与制图区域的区域的轮廓
6、形状基本一致。廓形状基本一致。例：例：圆形地区采用方位投影，两极用正形地区采用方位投影，两极用正轴方位方位投影，赤道采用横投影，赤道采用横轴，中，中纬度地区采用斜度地区采用斜轴投投影。影。选择投影考虑的主要因素范范围形状形状地理位置地理位置用途用途出版方式出版方式4、投影的方法几何投影几何投影圆锥投影投影(正正轴、斜、斜轴、横、横轴；相切，相割；相切，相割)圆柱投影柱投影(正正轴、斜、斜轴、横、横轴；相切、相割；相切、相割)平面平面(方位方位)投影投影(正正轴、斜、斜轴、横、横轴；相切、；相切、相割相割)非几何投影非几何投影圆锥投影（正轴、斜轴、横轴；相切、相割）圆柱投影（正轴、斜轴、横轴；相
7、切、相割）方位投影（正轴、斜轴、横轴；相切、相割） 不同投影方法下经纬网形状的变化经纬距变化规律：等距：投影为直线的经线上纬距相等等积：投影为直线的经线上纬距缩小等角：投影为直线的经线上纬距扩大圆柱投影圆柱投影 圆锥投影圆锥投影 方位投影方位投影四、常用的地图投影坐标系方位投影方位投影正正轴等等积方位投影方位投影南北两极南北两极图横横轴等等积方位投影方位投影东西半球西半球图斜斜轴等等积方位投影方位投影水水陆半球半球图斜斜轴等距方位投影等距方位投影航空航空图2、圆锥投影正正轴等角割等角割圆锥投影投影小比例尺地形小比例尺地形图正正轴等等积割割圆锥投影投影中国政区中国政区图正正轴等等积割割圆锥投影（
8、投影（Albers亚尔勃斯）勃斯）全国性自然地全国性自然地图中的各种分布中的各种分布图、类型型图、区、区划划图以及全国性社会以及全国性社会经济地地图中的行政区划中的行政区划图、人口密度人口密度图、土地利用、土地利用图常用的地图投影坐标系圆锥投影正正轴等等积割割圆锥投影（投影（Labert）1：100万地形万地形图，全国，全国1：400万、万、1：600万万挂挂图，以及全国性普通地，以及全国性普通地图和和专题地地图常用的地图投影坐标系3、圆柱投影正正轴等角切等角切圆柱投影（墨卡托投影）柱投影（墨卡托投影）航海航海图、赤道附近国家、赤道附近国家( (地区地区) )地地图横横轴等角切等角切椭圆柱投影
9、（柱投影（高斯高斯克克吕格投格投影影）1：50万、万、1：25万、万、1：10万、万、1：5万、万、1：2.5、1：1万、万、1：5000基本比例尺地形基本比例尺地形图常用的地图投影坐标系高斯克吕格投影横横轴等角切（等角切（椭）圆柱投影柱投影经纬距距变化化规律：律：中央中央经线上上纬距相等；距相等；赤道上赤道上经距从中央距从中央经线向向东西西扩大。大。特点：常采用分特点：常采用分带投影投影用途：我国大、中比例尺地形用途：我国大、中比例尺地形图高斯克吕格投影的特点中央中央经线和地球赤道投影成和地球赤道投影成为直直线且且为投投影的影的对称称轴；等角投影；等角投影；中央中央经线上没有上没有长度度变形
10、。形。同同一条一条纬线上，离中央上，离中央经线越越远，变形越大；形越大；同一条同一条经线上，上，纬度越低，度越低，变形越大。形越大。五、怎样表示高程？高程：由高程基准面起算的地面点的高度。高程：由高程基准面起算的地面点的高度。高程基准面：根据多年高程基准面：根据多年观测的平均海水面确定的的平均海水面确定的平面。平面。高程的表示方法：高程的表示方法：绝对高程（海拔）高程（海拔）相相对高程高程高差高差相对高程hAB=HB-HA我国的高程系19561956年黄海高程系年黄海高程系 取取19501950年年19561956年共年共7 7年的年的验潮潮资料料 水准原点高程水准原点高程为：72.28972
11、.289米米19851985年国家高程基准年国家高程基准 取取19531953年年19791979年共年共2727年的年的验潮潮资料料 水准原点高程水准原点高程为：72.26072.260米米地方高程系地方高程系四、地图投影的相关概念标准准线：投影面与参考：投影面与参考椭球的切球的切线；标准准经线：延：延经线方向的方向的标准准线；标准准纬线：延：延纬线方向的方向的标准准线。比例系数：局部比例尺与参考比例系数：局部比例尺与参考椭球比例尺球比例尺或主比例尺的比或主比例尺的比值。中心中心线：中央中央纬线中央中央经线经纬线网和方里网经纬线网网:指由指由经线和和纬线所构成的坐所构成的坐标网，网，又称地理
12、坐又称地理坐标网。网。方里网方里网:是由平行于投影坐是由平行于投影坐标轴的两的两组平行平行线所构成的方格网。因所构成的方格网。因为是每隔整公里是每隔整公里绘出坐出坐标纵线和坐和坐标横横线，所以称之，所以称之为方里方里网，由于方里网，由于方里线同同时又是平行于直角坐又是平行于直角坐标轴的坐的坐标网网线，故又称直角坐，故又称直角坐标网。网。地图比例尺地地图比例尺：地比例尺：地图上上长度与相度与相应地面之地面之间的的长度比例。度比例。比例系数：局部比例尺与参考比例系数：局部比例尺与参考椭球比例尺球比例尺的比率，沿的比率，沿标准准线的比例系数的比例系数为1。主比例尺：与参考主比例尺：与参考椭球的比例尺
13、相同的比球的比例尺相同的比例尺。例尺。地图比例尺的表示数字式比例尺（如数字式比例尺（如1:10000）文字式比例尺（如文字式比例尺（如一万分之一一万分之一）图解式比例尺解式比例尺直直线比例尺比例尺斜分比例尺斜分比例尺复式比例尺复式比例尺特殊比例尺特殊比例尺变比例尺比例尺无无级别比例尺比例尺本章小结地面点的表示球面上的地理坐球面上的地理坐标（经纬度）度）天文天文经纬度、大地度、大地经纬度、地心度、地心经纬度度平面上的直角坐平面上的直角坐标国家坐国家坐标系、地方坐系、地方坐标系系高程高程绝对高程（海拔）、相高程（海拔）、相对高程、高差高程、高差本章重要的概念和术语参考参考椭球球投影和重新投影投影和
14、重新投影中央中央线（中央（中央经线，中央，中央纬线）等等积投影、等角投影、等距投影投影、等角投影、等距投影地理格网地理格网比例系数比例系数主比例尺主比例尺相相对高程高程本章要点回顾进行投影的原因行投影的原因投影投影变形的原因及形的原因及变形的形的类型型不同的投影不同的投影类型及其特点型及其特点选择投影投影类型的依据型的依据标准准线、比例系数的概念、比例系数的概念高斯投影的特点高斯投影的特点进行分行分带投影的原因投影的原因课后应用练习在某个在某个GIS软件件环境中完成地境中完成地图投影：投影：将两将两张地地图投影成投影成现实世界坐世界坐标系；系；从一个从一个经纬度度值的文本文件的文本文件创建一个矢量文件，建一个矢量文件，并将其投影成并将其投影成现实世界坐世界坐标系；系；将某个矢量文件从一个坐将某个矢量文件从一个坐标系重新投影到另一系重新投影到另一个坐个坐标系中。系中。
