第9章地形图及其应用.ppt

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1、第九章 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地形图。地形图的内容包括有：水文、地形、土质植被、居民地、交通线和境界线。地形图的特点：（1）内容详细，几何精度高。（2）采用统一的大地坐标系统和高程系统。（3）统一的制图规范和图式。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：（1）用于研究区域概况。（2）提供各

2、种资料和数据。（3）作为填绘地理考察内容的工作底图。（4）野外工作的工具。（5）编制专题地图的底图。1.大比例尺地形图用途 1：50001：10万（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，也是炮兵战斗确定射击要素的主要工具。2.中比例尺地形图 1：25万1：50万。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

3、地形图 小于1：100万。精度低于大、中比例尺。特点是综合程大。用途：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。比例尺 表示实地面积（平方千米）1：5000 5 1:1万 20多 1：2.5万 110多 1：5 万 450多 1：10万 1800 1：25万 16000 1:50万 64000 1：100万 256000三、地形图的特征1）以大地测量成果作为平面和高程的控制基础，并印有经纬网和直角坐标网，能准确表示地形要素的地理位置，便于目标定位和图上量算；2）以航空摄影测量为主要手段进行实地测绘或根据实测地

4、图编绘而成，内容详细准确；3）地貌一般用等高线表示，能反映地面的实际高度、起伏状态，具有一定的立体感，能满足图上分析研究地形的需要；4）有规定的比例尺系列，如我国规定国家基本比例尺地形图系列为：1：5000、1:1万、1：2.5万、1:5万、1:10万、1:20万(现已为1:25万)、1:50万、1:100万，可以基本满足国家经济建设和军队作战指挥的不同需要；5）有统一的图式符号，便于识别使用。6）为保持地形图的现势性，还规定了定期更新。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，没有角度变形，以保证图上景物

5、形状与实地相似；地物之间的距离和位置关系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。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。德国数学家、物理学家、天文学家高斯于19世纪20年代拟定，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，故称为高斯克吕格投影。8种国家基本比例尺地形图中，规定1：5000、1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万、1：50万比例尺地形图，均采用高斯克吕格投影。高斯克

6、吕格投影高斯克吕格投影 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 等角横切椭圆柱投影。用一个椭圆往套在地球椭球外面，并与某一子午线相切(此子午线称中央子午线或中央经线)，椭圆柱的中心铀位于椭球的赤道上（见下图），再按规定条件，将中央经线东、西各一定的经差范

7、围内的经纬线交点投影到椭圆柱面上，并将此圆柱面展为平面，即得本投影。高斯克吕格投影性质高斯克吕格投影性质高斯克吕格投影图示高斯克吕格投影图示 1)其中央经线和赤道为互相垂直的直线，其他经线均为凹向并对称于中央经线的曲线，其他纬线均为以赤道为对称轴的向两极弯曲的曲线，经纬线成直角相交。2)角度无变形；3)中央经线长度比等于1，没有长度变形，其余经线长度比均大于1，长度变形为正。4)同一纬线上距中央经线愈远变形愈大，最大变形在边缘经线与赤道的交点上；6度带内最大长度变形不超过0.138%；面积变形距中央经线愈远，变形愈大。5)同一条经线上，长度变形随纬度降低增大，赤道处变形最大。高斯克吕格投影特征

8、 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（二）分带 为了控制变形，采用分带投影的办法，为了控制变形，采用分带投影的办法，规定规定1：2.5万万1：50万地形图采万地形图采用经差用经差6分带分带;1:1万及更大的比例尺地形图采用万及更大的比例尺地形图采用3分带分带。6分带法分带法：

9、从格林威治从格林威治0经线（本初子午线），自西向东按经差每经线（本初子午线），自西向东按经差每6为为一投影带，全球共分一投影带，全球共分60个投影带，依次编号为个投影带，依次编号为160。我国位于东经。我国位于东经72136之间，共包括之间，共包括11个投影带，即个投影带，即1323带。带。3分带法：分带法：从东经从东经1 30 算起，自西向东按经差算起，自西向东按经差3为一个投影带，全球为一个投影带，全球共分为共分为120个带，我国位于个带，我国位于2445带。带。1）6度带是从0o子午线起，自西向东每隔经差6为一投影带，全球分为60带，带号用自然序数1，2，3，60表示。即以东经0-6为第

10、1带，其中央经线为3E，其余类推。2）3度带，是从东经1度30分的经线开始，每隔3度为一带，全球划分为120个投影带。高斯克吕格投影高斯克吕格投影分带分带 每带带号与其中央经线的经度有如下关系：每带带号与其中央经线的经度有如下关系：6带带 中央经度中央经度 中中=6x n-3 3带带 中央经度中央经度 中中=3x n二、地形图上的坐标网二、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，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，高斯距离、面积等，高斯克吕格投影的地图上绘有两种坐克吕格投影的地图上绘有两种坐标网：标网：地理坐标网（经纬网）和直角坐标网（方里网

11、）地理坐标网（经纬网）和直角坐标网（方里网）。(一）地理坐标网一）地理坐标网 规定规定1：1万万1：10万比例尺的地形图上，每幅图的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、纬差针线表示经差、纬差1的分度带。需要时将对应点相连接，的分度带。需要时将对应点相连接，就可构成很密的经纬网。就可构成很密的经纬网。在在1：25万万1：100万地形图上，直接绘出经纬网有时万地形图上，直接绘出经纬网有时还绘有加

12、密经纬网的加密分割线。纬度注记在东西内外图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。廓间，经度注记在南北内外图廓间。1）X坐标值在赤道以北为正，以南为负；Y坐标值在中央经线以东为正，以西为负。我国在北半球，X坐标皆为正值。Y坐标在中央经线以西为负值，为此将各带的坐标纵轴西移500公里，即将所有Y值都加500公里。2）由于采用了分带方法，各带的投影完全相同，某一坐标值（x，y），在每一投影带中均有一个，在全球则有60个同样的坐标值。因此，在Y值前，需冠以带号，这样的坐标称为通用坐标。高斯高斯克吕格投影坐标克吕格投影坐标（二）直角坐标网二）直角坐标网1.坐标

13、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

14、。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 cm 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（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

15、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

16、记，字头朝向上坡方向。四、地形图的分幅与编号 为了保管和使用方便，每一种基本比例尺地形图都规定有一定的图廓大小，每一幅图都具有相应的号码标志，这项工作叫地形图的分幅和编号。（我国1：10万 7000幅；我省1：1万 8090幅）地形图的分幅方法：一是矩形分幅，一是经纬线分幅（也叫梯形分幅）。我们国家基本比例尺地形图采用经纬线分幅。中国地形图分幅与编号旧标准中国地形图分幅与编号旧标准 我国基本比例尺地形图分幅与编号，以1：100万地形图为基础 延伸出1：50万、1：25万、1：10万;再以1：10万为基础，延伸出1：5万、1:2.5万、1：1万三种比例尺；1：100万从赤道起向两极每纬差4为一行，至88，南北半球各分为22横列，依次编号A、B、.V；由经度180西向东每6一列，全球60列，以1-60表示，如北京所在1：100万图在第10行，第50列，其编号为 J-50 中国地形图分幅与编号旧标准中国地形图分幅与编号旧标准 在1：100万图上，按经差3纬差2分成四幅1：50万地形图，编为A、B、C、D，如 J-50-A 按经差130纬差1分成16幅1：25万地形图，编为1、.16，如 J-