《地形图图型设计》PPT课件.ppt

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1、第一节 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。那么，选用什么样的投影才能满足这些要求呢？ 一、投影和分带 一投影 我国大、中比例尺的地形图采用等角横切椭圆柱投影，即高斯克吕格投影。小比例尺地形图（1：100万）采用等角圆锥投影。,高斯克吕格投影的原理是：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投影到椭圆柱面上，并保持角度相等的关系，最后将椭圆柱面切开展平，就得

2、到投影后的图形。,这个投影是德国数学家、天文学家高斯于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-克吕格投影演示,该投影后的经纬网图形可看出以下三条规律： (1)中央经线和赤道为垂直相交的直线，也是经纬网图形的对称轴。 (2)经线为对称并凹向于中央经线的曲线，纬线为对称并凸向于赤道的曲线，经纬线投影后正交，没有角度变形。 (3)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，离中央经线东西两侧愈远，其变形愈大。（在赤道上，经差为3，长度变为1.38%）。,（二）分带 为了控制变形，采用分带投影的办法，规定1：2.5万1：50万

3、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。 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160。我国位于东经72136之间，共包括11个投影带，即1323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，全球共分为120个带，我国位于2445带。,每带带号与其中央经线的经度有如下关系： 6带 中央经度 中=6x n -3 3带 中央经度 中=3x n 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

4、坐标网（方里网）。 (一）地理坐标网 规定1：1万1：10万比例尺的地形图上，每幅图的内图廓为经纬线，而图内不加绘经纬线，经纬度数值注记在内图廓的四角，在内外图廓间，还绘有黑白相间或仅用针线表示经差、纬差1的分度带。需要时将对应点相连接，就可构成很密的经纬网。 在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。,（二）直角坐标网 1.坐标系的建立和起算 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。,横坐标本

5、来应以中央经线为0起算，以东为正，以西为负，但因坐标数值有正有负，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。,2.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。 3.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。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。,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 1：1万 10 c

6、m 1 km 1：2.5万 4 cm 1 km 1：5万 2 cm 1 km 1：10万 2 cm 2 km,（三）相邻投影带图幅的拼接 由于高斯克吕格投影的经线是向投影带的中央经线收敛的，它和坐标纵线有一定的夹角，叫子午线收敛角。所以当相邻两带的图幅拼接时，方里网就形成了折角。这就给拼接使用地图带来很大的困难，,于是规定在一定的范围内把邻带的坐标延伸到本带的图幅上，这就使某些图幅上有两个方里网系统，一个是本带的，一个是邻带的，为了区别，图廓内绘有本带方里网，图廓外绘邻带方里网的小段，需要使用时才连绘出来，这样相邻图幅就具有统一的直角坐标系统。,绘有邻带方里网的区域范围是沿经线呈带状分布的，所

7、以叫重叠带。 重叠带的实质就是将投影带的范围扩大，即西带向东带延伸30，东带向西带延伸15。,三、地形图上的高程和注记 1. 绝对高程、相对高程和高差 绝对高程：地面上点到大地水准面的垂直距离，也叫海拔或真高。 相对高程：地面上点到任意假定水准面的高度叫相对高度或假定高度。 高差：地面上两点间高程差叫高差或比高。 2. 注记。高程注记有两种：一种是点的高程，用黑色数字注记，字头朝向北图廓；另一种是等高线的高程，用棕色数字注记，字头朝向上坡方向。,第三节 地形图的辅助资料 一、图廓 图廓，又叫图框，使地图图形的范围线，一般由内图廓、外图廓和分度带组成。,（）绝对高程、相对高程和高差 绝对高程：地

8、面上点到大地水准面的垂直距离，也叫海拔或真高。 相对高程：地面上点到任意假定水准面的高度叫相对高度或假定高度。 高差：地面上两点间高程差叫高差或比高。 （）注记。高程注记有两种：一种是点的高程，用黑色数字注记，字头朝向北图廓；另一种是等高线的高程，用棕色数字注记，字头朝向上坡方向。,内图廓有经线和纬线构成，使图幅范围的边线，其上有经度注记。 分度带位于内外图廓之间，有两条平行西线和中间加绘相当于经纬线上的分和度的细短线组成，用以量测图上任何点的地理坐标和将地面事物按其地理坐标展绘到地图上。 外图廓平行于分度带之外，可集中视觉，增强效果，其装饰作用，其颜色，宽度和图形应与地图内容相协调。小比例尺

9、挂图图廓，常用图案花边，花边的宽度视图幅的大小而定，一般不超过图廓边长的11.5%，内外图廓间的间隔，常为图廓边长的0.21.0%。,二、图名和图号 （一）图名 图名是地形图的名称，图名一般选用图幅内最大的居民地名称，在无居民地的图幅上，以一著名地理事物的名称定名。 （二）图号 图号是该图幅按比例尺和地理位置的编号。地形图图号是对各种比例尺地形图进行的统一编号。,三、比例尺和坡度尺 （一）比例尺 比例尺是地图缩小的比率，（图上某线段与实地相应水平距离之比）比例尺分三种，一种是数字比例尺，另一种是直线比例尺（图解比例尺），还有一种是文字比例尺（说明比例尺），例“十万分之一”“图上1cm代表实地1

10、km” （二）坡度尺 用来在图上量测地面沿某一方向的倾斜角度。,比例尺使用,利用坡度尺量取地面坡度,四、三北方向线 （一）三种基本方向线,1.真北 过地面上任意一点，指向北极的方向，叫真北。其方向线叫真北方向线或真子午线。地图上东西内图廓就是真子午线。 2、磁北 过地面上任意一点，磁针所指的北方，叫磁北。其方向线叫磁北方向线或磁子午线。地图上P、P点或磁北、磁南点的连线叫磁子午线。 3、坐标纵线北 地图上坐标纵线所指的北方，叫坐标纵线北。,（二）三种方位角 1.真方位角：从真子午线北段顺时针方向量至某一直线的水平角，叫真方位角。 2.磁方位角：从磁子午线北端顺时针方向量至某一直线的水平角，叫磁

11、方位角。 3.坐标方位角：从坐标纵线北端顺时针方向量至某一直线的水平角，叫坐标方位角。,（二）三种方位角 1.真方位角：从真子午线北段顺时针方向量至某一直线的水平角，叫真方位角。 2.磁方位角：从磁子午线北端顺时针方向量至某一直线的水平角，叫磁方位角。 3.坐标方位角：从坐标纵线北端顺时针方向量至某一直线的水平角，叫坐标方位角。,方位角,（三）三种偏角 由于真北、磁北、坐标纵线北在一般情况下方向是不一致的，所以三者之间互相形成三种偏角。 1.磁偏角：以真子午线为准，磁子午线与真子午线的夹角。磁子午线东偏为正，西偏为负，磁偏角是实测得来的，由于磁偏角因地而异，所以图幅的磁偏角是本图幅几个点的平均

12、值。 2坐标纵线偏角（子午线收敛角） 以真子午线为准，坐标纵线与真子 之间的夹角。东偏为正，西偏为负，在投影带的中央经线以东的图幅均为东偏，以西的图幅均为西偏。 3磁坐偏角：以坐标纵线为准，坐标纵线与磁子午线之间的夹角。磁子午线东偏为正，西偏为负。,偏角与方位角间的换算关系： 坐标方位角=磁方位角+磁坐偏角 磁方位角=坐标方位角+磁坐偏角 真方位角=坐标方位角+坐标纵线偏角 注意偏角的正负号,（四）密位 密位是炮兵量测角度采用的单位，将圆周等分6000段，每段弧所对应的角度为1密位，即360=6000密位。为了读数方便，在图上密位数的个位和十位为一组，百位和千位为一组，中间用一短线隔开。 密度

13、制和一般角度的换算关系： 1=6000/ 360=16.6667密位 1=6000/360*60=0.28密位 1密位=360*60/6000= 3.6,五、接图表和四邻图号 每幅地形图的上下左右都有邻接的图幅，由于地形图经常需要拼接使用，因此安排一个“#”字型接图表，用来表明与周围相邻图幅的接合关系。“#”字中央绘有晕线的部位是本幅地形图，四周其他八个格注记的是相应位置图幅的图名。 四邻图号 在四边外图廓的中央，注记有同比例尺相邻图幅的编号。也是用来表明本图幅与四邻图幅的接合关系，以便于查找和拼接地形图。,六、领属注记和图廓间说明注记 （一）领属注记 在图名图号下面注记的省、市、县等名称，是

14、说明该图幅内包括的省、市、县领地，（排在前面的为占有图幅面积大的）若有国界的，则将我国国名和区域省份注记于前面。 （二）图廓间说明注记 在内外图廓之间的说明文字，是为方便用图而加的注记，包括以下内容： （1）到达地注记 如铁路或公路在出图廓处，注明其通往邻幅图内靠近的重要居民地名称以及里程； （2）在境界线出图廓处 分别注明境界两边相应等级的行政区名称；大型居民地、湖泊等地物，分布在本图幅和相邻图幅时，则在跨越图幅处的图廓边缘注出其名称，以说明其另一部分位于相邻的图幅上。,七、图式图例 图式就是地物符号的设计，通俗讲就是地物用什么符号表示，图例就是把地图上的符号有系统的排列，组成图例表。地形图的图式图例都有严格规定，不能自行设计。将地形图图式中常用的符号，放置在图廓外右侧上半部。为图例。,八、测制、出版时间和成图方法 说明本幅地图的测制年份，测制出版年份越进，资料越新，现势性越好。若注明“航测”“调绘”表明这幅图是航空摄影测量方法测制的精度较高，准确可信，或注明依资料“编绘”则表示本图幅精度不如实测，另外还注明出版单位。,九、密级 地形图是国家保密文件，分秘密、机密、绝密三级，在图的右上角表明，应根据密级妥善保存。,