《地图学基础》PPT课件

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1、地理信息系统GeographicInformationSystem第2章地图学基础第2章地图学基础§1地球体§2地球坐标系与大地定位§3地图投影的基本知识§4地图投影的分类§5方位投影§6圆柱投影§7圆锥投影§8其它投影§9地图投影的辨认和选择§1地球体1.1地球的自然表面浩瀚宇宙之中:地球是一个表面光滑、蓝色美丽的正球体。机舱窗口俯视大地:地表是一个有些微起伏、极其复杂的表面。——珠穆朗玛峰与太平洋的马里亚纳海沟之间高差近20km。事实是：地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南

2、极略扁平，近于梨形的椭球体。1.2地球的物理表面当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面。大地水准面:假定海水静止不动,将海水面无限延伸,穿出大陆包围地球的球体。它实际是一个起伏不平的重力等位面——地球物理表面。大地体:大地水准面包围的形体。大地水准面的意义1.地球形体的一级逼近__大地体：对地球形状的很好近似，其面上高出与面下缺少的相当。2.起伏波动在制图学中可忽略：对大地测量和地球物理学有研究价值，但在制图业务中，均把地球当作正球体。3.实质是重力等位面：可使用仪器测得

3、海拔高程（某点到大地水准面的高度）。1.3地球的数学表面在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体，这个旋转椭球体通常称为地球椭球体，简称椭球体。它是一个规则的数学表面，所以人们视其为地球体的数学表面，也是对地球形体的二级逼近，用于测量计算的基准面。椭球体三要素:长轴a（赤道半径）、短轴b（极半径）和椭球的扁率fEquatorialAxisPolarAxisNorthPoleSouthPoleEquatorabWGS[worldgeodeticsystem]84ellipsoid:a=6378137mb=63

4、56752.3mequatorialdiameter=12756.3kmpolardiameter=12713.5kmequatorialcircumference=40075.1kmsurfacearea=510064500km2a-b6378137-6356752.3f=——=————————a63781371—=298.257f对a，b，f的具体测定就是近代大地测量的一项重要工作。对地球形状a，b，f测定后，还必须确定大地水准面与椭球体面的相对关系。即确定与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭

5、球体——参考椭球体，这项工作就是参考椭球体定位。通过数学方法将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上，并求出两者各点间的偏差，从数学上给出对地球形状的三级逼近——参考椭球体。由于国际上在推求年代、方法及测定的地区不同，故地球椭球体的元素值有很多种。地球表面上的定位问题，是与人类的生产活动、科学研究及军事国防等密切相关的重大问题。具体而言，就是球面坐标系统的建立。§2地球坐标系与大地定位2.1地理坐标——用经纬度表示地面点位的球面坐标。天文经纬度大地经纬度地心经纬度①天文经纬度：表示地面点在大地水准面上的位置

6、，用天文经度和天文纬度表示。天文经度：观测点天顶子午面与格林尼治天顶子午面间的两面角。在地球上定义为本初子午面与观测点之间的两面角。天文纬度：在地球上定义为铅垂线与赤道平面间的夹角。②大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置，用大地经度l、大地纬度和大地高h表示。大地经度l：指参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。东经为正，西经为负。大地纬度：指参考椭球面上某点的垂直线（法线）与赤道平面的夹角。北纬为正，南纬为负。③地心经纬度：即以地球椭球体质量中心为基点，地心经度同大地经度l，地心纬度是

7、指参考椭球面上某点和椭球中心连线与赤道面之间的夹角y。在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标。在地图学中，以大地经纬度定义地理坐标。在地理学研究及地图学的小比例尺制图中，通常将椭球体当成正球体看，采用地心经纬度。2.2中国的大地坐标系统1.中国的大地坐标系ICA-75椭球参数a=6378140mb=6356755mf=1/298.257中国1952年前采用海福特（Hayford）椭球体；1953—1980年采用克拉索夫斯基椭球体（坐标原点是前苏联玻尔可夫天文台）；自1980年开始采用GRS1975（国际大

8、地测量与地球物理学联合会IUGG1975推荐）新参考椭球体系，并确定陕西泾阳县永乐镇北洪流村为“1980西安坐标系”大地坐标的起算点。陕西省泾阳县永乐镇北洪流村为“1980西安坐标系”大地坐标的起算点——大地原点。2.中国的大地控制网平面控制网:按统一规范，由精确测定地理坐标的地面点组成，由三角测量或导线测量完成，依精度不同，分为一等三角锁、二等三角网、三等三角网、四等三角网四等。三角测量：在全国范