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第一章导论
地图是运用地图符号表达地理信息的手段。本章主要介绍地图的特征和概念,地图的结构功能和分类,地图学的学科体系以及地图学发展简史相关的内容。
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●1.1地图的基本概念、特征
本节主要介绍地图的主要特征及其概念。现代地图有其基本特征,遵循特定的数学法则,具有完整的符号系统,并经过地图概括的地理信息载体。从古代到现代,地图信息源、获取手段、存储、制图方式以及产品等发生了诸多的变化。但其基本特征没有变化,只是特征有了新的拓展。地图是遵循相应的数据法则,将地理空间信息经过科学的概括并运用地图符号的表达的图形,以表达地理信息的空间分布和变化规律。
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●1.2地图的结构、功能和分类
本节主要介绍地图的结构组成、功能和分类。地图主要包括四个方面的要素,即图形要素、数学要素、辅助要素和补充说明等。地图具有认识功能、信息的载负功能、信息传递的功能以及地图模拟功能。随着科学技术的进步和应用领域的扩展,地图的成果也导出不穷,因此可以从不同的角度对地图进行分类。
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●1.3地图学学科体系以及与其它学科的关系
本节主要介绍地图学的学科体系。现代地图学则是以地学信息传输和数据可视化为基础,研究地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学。作为一门科学,现代地图学包括理论地图学、技术地图学和应用地图学三大领域的内容。其中,各大领域又包括众多的三级学科。
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●1.4地图的发展历史和方向
本节内容主要是学习地图的发展简史。从古代到现代,地图的发展经历了四个阶段,产生了众多的地图成就,地图学是在地图的发展基础上形成。从16世纪到20世纪中叶,科学技术的发展给地图制作带来了全新的变化。现代地图学在全球范围内正经历着三个方面的模式转变,正走向虚拟化、智能化、功能多极化、主客体趋同化和全球整体化。
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第二章地图的数学基础
遵循特定的数学法则是地图的主要特征之一。本章介绍了地图形成的数学基础,包括地球体的特征及其地球的三级表面、地球坐标系与大地定位,并着重介绍了地图投影和主要类型,以及地图投影选择的依据。
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●2.1地球体与地球坐标系
本节主要介绍地球体的特征和地球的三级表面以及对地观测系统的中国大地坐标系统和高程系。在地球的三级表面中,大地水准面的设定有着重要的意义。大地坐标系统和高程系起到了“控制”和“基准”的作用。
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●2.2地图投影概念、比例尺和投影变形
本节简要介绍了地图投影的原理、基本概念、地图的比例尺类型及地图投影的变形特征。
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●2.3地图投影方法和分类
本节主要介绍地图数学基础相关的地图投影方法和分类。按地图投影的构成方法分类,可以分为几何投影和非几何投影。按地图投影的变形性质分类,可以分为等角投影和等积投影和任意投影。
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●2.4地图投影的选择依据
本节主要介绍地图投影的选择依据。总体上来说,确定地图投影时需要考虑以下几项原则:制图区域的范围、形状和地理位置;制图比例尺;地图的内容;以及地图出版方式。
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●2.5典型等角圆柱投影举例
本节主要学习典型的等角圆柱投影案例,包括高斯-克吕格投影和通用横轴墨卡托投影。着重介绍高斯投影的原理、投影特征和投影分带。两种投影具有不同的特征。
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●2.6区域投影类型
本节主要介绍几种典型的区域投影类型,包括方位投影、圆锥投影、正轴圆锥投影、等角割圆锥投影、等积割圆锥投影、等距割圆锥投影和伪圆锥投影。
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●2.7世界地图投影类型
本节主要介绍几种典型的世界地图投影类型,包括多圆锥投影、圆柱投影和伪圆柱投影等。
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●2.8地图坐标和GIS中地图投影应用
本节主要介绍地图坐标和GIS中地图投影应用。地图上坐标有经纬网和公里网两种表示方法。地图投影贯穿于GIS数据获取、处理、分析以及制图输出的全过程。所配置的投影系统应与相应比例尺的国家基本图投影系统一致。
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第三章地图数据源
本章主要介绍地图的多种数据来源和地图的成图方法。空间数据是地图的主要基础,而空间数据有多种来源,包括测量数据、遥感数据、地理资料以及数据库等。
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●3.1地图数据源
本节主要介绍地图数据来源的种类。总体来说,地图数据源包括地面测量数据、多源遥感数据、全球定位系统数据、制图数据与处理加工数据、地理数据库五大类型的数据源。
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●3.2地图成图方法
本节主要介绍地图成图方法。现代地图的成图方法,主要包括实测成图、编绘成图以及数字制图。计算机数字制图是现代制图技术的发展成果。
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第四章地图概括
地图概括是地图构成的重要法则之一。地图概括是对地理信息从感知到理性认识的抽象过程。本章主要介绍地图的概括相关的概念、实质、影响因素和基本方法。随着计算机技术和地理信息系统的发展,地图概括形成了一些新的方法。
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●4.1地图概括的概述
本节主要介绍地图概括的目的、性质和步骤。地图概括,就是采取简单扼要的手法,把空间信息中主要的、本质的数据提取后联系在一起,形成新的概念。地图概括的步骤,大致包括四个步骤,即分类、简化、夸张和符号化。
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●4.2地图概括的影响因素
本节主要介绍地图概括的影响因素。总体上说,主要有地图的用途和主题、地图比例尺、制图区域的地理特征、数据质量和图解限制。
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●4.3地图概括的方法(1)
本节主要介绍地图概括的分类和选取方法。地理信息分类具体包括层次归类、数量分级、等级合并和分区选取。地理信息的分类和选取是不可分的。地理信息的选取的具体方法有资格法、定额法、区域指标法等。
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●4.4地图概括的方法(2)
本节主要介绍地图概括中确定选取指标的几种数学分析方法、地图概括的简化和夸张手法,以及地图概括的现代发展。
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第五章地图符号设计
地图是地理信息的载体,地图符号是地理信息交流的语言。地图设计是从地理空间到符号空间的一个变换过程,地图符号的设计是核心。地图符号设计的本质就是视觉变量的设计。地图注记也是地图表达的一种常用符号。本章主要介绍地图符号的功能和分类、视觉变量的种类、视觉效果、地图色彩的运用以及地图注记。
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●5.1地图符号设计的基础
本节主要介绍地图地图符号概念、功能与分类。地图符号是地图的语言,它是以约定关系为基础的对地理事物的图解表示。地图符号的功能可以概括为信息传输与思维拓展两个方面。地图符号分类方法有多种。
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●5.2地图符号的视觉变量
本节主要介绍基本图形变量的类型,图形变量的类型包括形状、尺寸、方向、颜色、亮度和网纹六个方面的内容,称为视觉变量。
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●5.3地图符号的视觉效果
本节主要介绍地图符号的视觉效果。各种图形变量的组合运用,能产生视觉感受上的多种效果。包括整体感和差异感、等级感、数量感、质量感、动态感以及立体感。
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●5.4地图符号图形系统
本节主要介绍地图符号系统、地图符号设计和地图符号库相关的知识。地图符号系统对表达对象进行分级,系统地反映了所表达对象的层次关系。运用色彩+符号注记,可以有助于内容系统的划分。符号图形设计讲究基本原则,并需要考虑条件因素。在计算机数字制图中,符号库是数字地图数据符号化的基础。
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●5.5色彩及色彩属性
本节主要介绍色彩及色彩属性。色彩是地图制图中最活跃的一种视觉变量。色彩包括色相、亮度、彩度三个量度。在地图制图中,色彩的运用具有重要的作用。
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●5.6色彩的感受及地图色彩选择
本节主要介绍色彩的感受及地图色彩选择。色彩的作用是提高了地图传递信息的容量,反映出地物的数量特征,增进了地图的美感,也能产生特殊效应。色彩根据地域和民族的差异,形成某些象征意义。色彩的合理配置,增强地图的传输效果。
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●5.7地图注记
本节主要介绍地图注记功能、类型及其设计运用。地图注记是地图上说明地理事物的名称、质量特征、数量特征的文字和数字等,以补充地图符号的不足。它与所说明的地图或地图符号为一体,是地图的基本内容之一。
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第六章地理信息的符号模型
本章主要各种点、线、面状地图符号表达地理事物的方法。地图符号作为地理信息图示表达的基本语言,有特定的规则。地图运用地图符号系列表达对客观世界,人类通过对地图符号的识别来认识世界。这些地图符号是制图者对地理事物时空特征、属性特征进行的多层次概括与抽象。地图符号模型分为点、线、面、体(3维)、动态五个基本类型,有利于理解地理事物的时空分布特征。
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●6.1点状符号表达
本节主要介绍地图点状符号表达。定位符号法不仅可以表达质量信息,也可以表达数据信息,点位符号表达数据信息时还可以采用组合符号的方法表示内部结构及其时空变化。
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●6.2地理信息的线状或带状特征表达
本节主要介绍地理信息的线状或带状特征表达。线状符号法不仅可以表达质量信息,也可以表达数据信息,线状符号表达数据信息时还可以表示内部结构及其时空变化。
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●6.3地理信息的面状特征定性信息的表达
本节主要介绍地理信息的面状特征定性信息的表达。面状地理特征定性信息的表达一般运用质底法和范围法。质底法表达空间上连续分布现象质量特征,具有排他性,是一种应用最为广泛的地图表示方法。范围法表达空间上离散分布现象质量特征,可能重叠或交叉分布,可分为精确和粗略两类。
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●6.4点状符号构成的面状特征定量信息的表达
本节主要介绍点状符号构成的面状特征定量信息的表达。其表示方法有点数法(点值法)、分区统计图表法、定位图表法三种形式。
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●6.5线状/面状符号构成的面状特征定量信息的表达
本节主要介绍线状/面状符号构成的面状特征定量信息的表达。其中,线状符号表示面状定量信息的分布的方法有多种,有等值线法或等密度线法、分层设色法、伪等值线法。面状符号构成的面状定量信息的表达方法有(分级)等值区域法/分级统计图法,或者网格法。
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●6.6面状地理信息的三维特征表达和动态表达
本节主要介绍面状地理信息的三维特征表达和动态表达。地理信息的三维特征用线状符号表示面状分布(等值区域图的符号化)。地形的表达除了等高线,还可以用写景法、晕渲法、分层设色法等。动态地图是引入时间相关变量,在传统地图视觉变量的基础上扩展出新的动态视觉变量,以形成对空间信息时空变化和过程的地图模拟。
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第七章普通地图
普通地图作为一种基础图件,在国民经济建设以及科学研究等方面具有重要作用,同时也是编制各种专题地图的地理基础。本章主要介绍普通地图的类型、地理要素组成及其表达的方法,地形图的投影分带和辅助要素,以及地形力的分幅方法及其编号。
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●7.1普通地图中自然地理要素的水系表示
本节主要介绍普通地图的类型及其地理要素中自然地理要素的水系表示。普通地图的内容,包括数学要素、地理要素和辅助要素。其中地理要素中的自然地理要素中水系具有很多类型,都有其特定的地图表达符号。
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●7.2普通地图中自然地理要素的地貌、土壤和植被表示
本节主要介绍普通地图中自然地理要素的地貌、土壤和植被表示方法。在地图的地理要素中,地貌、土壤和植被是常见的地物类型。其中,地貌的表达除了写景外,还可以是等高线法,还有注记法。土壤和植被都有其特定符号表示方法。
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●7.3普通地图中人文地理要素的表示
本节主要介绍普通地图中人文地理要素的表示。人文地理要素是普通地图表达中地理要素的重要组成部分,包括居民点、交通线路、境界线等,类型多样,级别较多。
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●7.4地形图的分带和辅助要素
本节主要介绍普通地图中的地形图的投影分带和辅助要素。地形图是一种基础性地图。地图投影是地图的数学基础,投影分带对于中大比例尺地图表达的具有重要意义。制图者和用图人都需要了解地形图的投影分带、地形图辅助要素。
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●7.5地形图的分幅(1)
本节主要介绍普通地图中的地形图的分幅方法和编号。地形图分幅和编号的目的是便于管理和使用。
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●7.6地形图的分幅(2)
本节主要介绍分幅方法有梯形分幅和矩形分幅两种。地图编号有自然序数编号和行列式编号两种。
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第八章专题地图制图
专题地图是在地理底图上,突出地表示一种或几种自然或社会经济要素而使地图内容专题化的地图,可以满足各种专门用途的要求。本章主要介绍专题地图的基本特征、分类、数据来源、地理地理底图编辑、专题地图设计、遥感数据制图以及地图集编辑。
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●8.1专题地图的基本特征和分类
本节主要介绍专题地图的基本特征和分类。任何专题地图包括地理底图、专题内容两大部分。专题地图具有内容题材的广泛性、表现主题专一、构成要素的双重性、表示方法的多样性以及图面配置灵活性的基本特征。专题地图的种类繁多,可以按照不同的分类标志区分。
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●8.2专题地图的数据来源与地理底图编辑
本节主要介绍专题地图的数据来源与地理底图编辑。专题地图编图资料比普通地图更丰富。由普通地图产生的地理底图是专题地图的地理基础,和控制骨架,用于专题内容定位、显示专题内容与地理环境的关系。
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●8.3专题表示方法选择与图面配置
本节主要介绍专题地图设计编辑。专题地图设计就是将专题信息以图形形式进表达与传输的过程,包括:表示方法的选择、图例设计、图面配置的总体效果和安排以及色彩设计四方面。
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●8.4遥感数据制图
本节主要介绍遥感数据制图的方法。遥感数据是当前地图制图数据主要来源之一。遥感数据制图可以分为遥感影像地图和遥感数据专题制图。系列制图是统筹兼顾多方面的需要,按统一的规范和作业顺序,联合编印一系列的专题地图。
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●8.5地图集编辑
本节主要介绍地图集的概念、特征、分类和编辑方法。地图集是围绕特定的主题与用途,遵循总体设计原则,形成具有一定数据地图的集合体。地图集有其的特点和要求。地图集按常用的几项指标划分,可以分为不同类型。地图集的编制是一项复杂的系统工程。
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第九章地图分析
本章主要介绍地图分析评价的标准、地图分析的作用和基本方法。地图分析是地图应用的中心环节。通过地图分析可以研究各种要素和现象的分布特点和分布规律、相互联系和相互制约关系以及动态变化等。
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●9.1地图评价的标准
本节主要介绍地图评价的标准。地图分析是地图应用的前提。为了正确有效地使用地图,必须在使用前对地图进行评价。地图评价的标准有科学性、政治思想性、艺术性。
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●9.2地图分析的作用
本节主要介绍地图分析的作用。通过地图分析可以研究各种要素和现象的分布特点和分布规律;研究各种要素和现象的相互联系和相互制约关系;研究各种要素和现象的动态变化并进行预测预报;进行区域的综合评价和区划规划等作用。
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●9.3地图分析的基本方法
本节主要介绍地图分析的基本方法,包括阅读分析、图解分析和复合分析。地图分析的方法由定性描述发展到定量的图解分析、解析分析到复合分析。
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●9.4地学图谱分析
本节主要介绍地图分析方法中的地学图谱分析。地学图谱不仅具有地图及地图复合的全部功能,而且又发展了多维的全数字化定量分析和模拟分析手段。地图分析是地学信息图谱研究重要的方法论和基础性工作。