地形图及其应用-1

地形图T opographic maps•地形图：是以相对均衡的详细程度，按统一规范表示地面基本地理状况的地图。是普通地图中一个重要的地图种类。

•地形图基本内容要素：地形地貌、水系、土质植被、居民地、交通线、境界线、管线垣栅、坐标网、控制点及独立地物。

•地形图是一个国家或地区表达、获取其基本地理空间信息的最重要的形式。具有法律效应。

第一节国家基本比例尺地形图the national primary scale topographic maps

一、地形图的特点

1. 统一的数学基础：参考椭球体，大地坐标系统，投影，

比例尺系列，分幅编号体系。

2. 统一的规范与符号体系：详细规定地形图编测的各项

要求及标准。

3. 内容详细，几何精度高：在图面能负载的前提下，尽量

详细、精确地表示各地面要素。

比例不同，内容、精度有区别。

二、国家基本比例尺地形图

每个国家或地区都会根据各自区域的状况，确定其编制基本地形图的各项指标或规则，主要包括：数学基础，比例尺系列，分幅编号，编制方法等。

国家基本比例尺地图系列的国际标准化：

1:5千、1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万（大比例尺：5种）1:25万（20万）、1:50万（中比例尺：2种）1:100万（小比例尺：1种）

中国国家基本比例尺地图系列包括：

1:500、1∶1000、1∶2000、1:5000 （特大比例尺：4种）1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万（大比例尺：4种）1:25万（20万）、1:50万（中比例尺：2种）1:100万（小比例尺：1种）统称为国家基本比例尺地形图

。

中国国家基本比例尺地形图测制状况

全部图幅数已测制图幅数

1:1万已绘制14.6 万幅（318000; 146437－46％，航测）；1:5万已绘制1.9 万幅（24170; 19333－80％，航测）；1:10万已绘制7176 幅（100％，编绘＋航测）；1:25万已绘制819 幅（100％，编绘）;

1:50万已绘制252 幅（100％，编绘）；

1:100万已绘制77 幅（100％，编绘）已覆盖中国全境。

中国国家基本比例尺地形图覆盖及构成

：

中国国家基础地理信息数据库

国家基础地理信息系统是通过以对基础地理信息进行采集、编辑处理和存储，建立空间性的国家基础地理信息数据库，开发相关的分析模型，拓展应用领域，建立网络体系，为国家经济和社会发展提供地理信息服务。

国家基础地理信息数据库具有多尺度性：

1:400万、1:100万、1:25万的宏观尺度，适用于国家和省级的信息应用。1:1万和1:5万的微观尺度，适用于小区域的综合或专题信息服务。国家基础地理信息数据库具有数据多样性：

地形数据库、地名数据库、高程模型数据库、正射影像数据库、栅格地图数据库、大地数据库等。

中国国家基础地理信息数据库

数字高程模型Digital Elevation Model-DEM

数字正射影像图Digital OrthophotoMap-DOM

数字线划地图Digital Line Graphic-DLG

数字栅格地图Digital Raster Graphic-DRG

三、国家基本比例尺地形图的用途

（1）国家疆域、行政边界、国土状况的基本依据

（2）用于研究区域概况。

（3）提供各种资料和数据。

（4）作为填绘地理考察内容的工作底图。

（5）野外工作的工具。

（6）编制专题地图的底图。

随着比例尺的不同，其内容与精度有差别，具体用途也有所不同。

1. 大比例尺地形图

1:5000 ——1:10万（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，也是炮兵确定射击点的主要工具。

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. 小比例尺地形图≤1:100万，精度稍低，综合程度大。

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。

第二节地形图的数学基础

地形图内容详尽，精度高，应用广泛，要求有严格完备的数学基础。

•地图投影

•坐标系

•分幅编号

•比例尺与精度

一、地形图的投影

在地图投影上要求：方向正确，没有角度变形，以保证图上地 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。

• 小比例尺地形图（1:100万）采用等角圆锥投影。 • 大、中比例尺地形图采用：高斯—克吕格投影。 （等角横切椭圆柱投影）

双标准纬线等角割圆锥投影 ——1:100万地图投影

中国《1:100万地形图 编绘规范》规定采用边 纬线与中纬线长度变形 绝对值相等的等角割圆 锥投影(国际百万分之一 地形图)，按纬差4°， 经差6°分带。

长度变形最大值: ±0.03％ 面积变形最大值: ±0.06％

长度 +0.03% 面积 +0.06% 经差6° 长度 +0.03% 面积 +0.06%

– 30’ 北边纬 – 35’ – 40’

标准纬线：变形为 0

纬差4 °

长度 - 0.03%

面积 - 0.06%

+ 30’ 标准纬线：变形为 0 南边纬 + 35’ + 40’

1:100万地形图(等角圆锥投影)的分幅编号

88°

如：北京所在图幅编号为 J50（J-50）

等角横切椭圆柱投影——高斯-克吕格投影

此投影无角度变形，中央经线无长度变形。 为保证精度，采用分带投影： 1:1 万 采 用 经 差 3°分带。 1:2.5万－1:50万采用经差 6°分带。 最大长度变形

最大变形点

vμ = μ-1

中国国家基本比例尺地形图分带投影（大、中比例尺）：

1∶1万（3°分带）从东经1°30´算起，自西向东全球共分为120个带，我 国位于24 — 45带。 1∶2.5万、1∶5万、1∶10万、1∶25万、1∶50万（6°分带） 从格林威治0°经线（本初子午线），自西向东全球共分60个投影带.我国 位于东经72°— 136°之间，共包括11个投影带，即13——23带。

二、地形图的坐标系和方里网（大比例尺图）

高斯-克吕格直角坐标

yA = 245 863.7 m yB = － 168 474.8 m

yA通 = 20 745 863.7 m yB通 = 20 331 525.2 m

为便于指示 目标、量测距离 及计算面积，大 比例尺图上绘有 方里网及重叠方 里网

为便于邻带图幅间跨带量测，引入邻带方里网——重叠方里网 规定：每带东边缘经差15'（7.5'），西边缘经差30'处加绘邻 带方里网。

加绘邻带方里网——重叠方里网

A

B

三、三北方向图

地形图上有三种起始方向：真北 方向、磁北方向和坐标北方向。

真北方向:

真子午线方向 － 图上一点垂直指向北图廓的子午 线方向。 地图上东西内图廓就是 真子午线。

磁北方向:

磁子午线方向；通 过地面上一点的磁子午线与通过 该点的真子午线有一夹角δ，称 为磁偏角，东偏为正（+），西偏 为负（-）。

坐标北方向:

北方向。

坐标纵线所指的

图上直线定向：可用

方位角或象限角

方位角：从起始方向北端算起，顺时针至某方向线间的水平角，角值变 化范围0°— 360°。依起始方向的不同，可有：真方位角、磁方位角 和坐标方位角。 象限角：从起始方向线北端或南端算起，顺时针或逆时针至某方向线间 的水平角，角值变化范围0°—90°。

三种偏角： 由于真北、磁北、坐标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 午线之间的夹角。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。

利用罗盘定向

N

S

按真子午线定向

磁针北端指向相应 的磁偏角。

按磁子午线定向

按坐标纵线定向

磁针北端指向相应的 磁坐偏角。

地形图分幅编号

中国基本地形图是按行列编号法，以1∶100万地图的全球统一编号为基 础进行系统编号。

传统编号法：

在1:100万地形图 的分幅编号基础 上，依据图幅之间 的包含关系编号。

现代编号法：

在1:100万地形图 的分幅编号基础 上，依据图幅的行 列坐标关系编号。

求1:100万 图幅编号:

北京为 J-50

1:100万地形图的分幅编号： 北京所在图幅编号为

J50（J-50） J-50-B J-50-B-b J-50-12 J-50-12-C J-50-12-C-2 J-50-12-(3)

传 统 编 号 法

1:50万编号: [1:100万编号] - A, B, C, D 1:25万编号: [1:50万编号] - a, b, c, d 1:10万编号: [1:100万编号] - 1,2,3 ..., 144 1: 5万编号: [1:10万编号] - A,B,C,D

1:2.5万编号: [1:5万编号] - 1, 2, 3, 4 1:1万编号: [1:10万编号] - (1),(2),(3) ...

现代编号法：

在1:100万地形图 的分幅编号基础 上，依据图幅的包 含关系建立行列坐 标编号。 如：北京所在的一幅 1:5万图的编号为

J 50 E 001 024 行 列 比 例 尺

如：北京所在的 一幅1:5万图的 编号为 J 50 E 001 024

计算后两位图幅行号（H）、列号数字码（L）：

H = Δφ /Δφi - INT［ Mod（φ/Δφ） ÷ Δφi ］ L = INT［ Mod（λ/Δλ） ÷ Δλi ］ ＋ 1

Δφ, Δλ : 所在1:100万图的分幅经纬差，通常为Δφ＝4；Δλ＝6 Δφi, Δλi : 所求某比例尺图幅的分幅经纬差 INT［］: 取整函数 Mod（）: 求余函数

比例尺与地图精度

对地图精度的影响： 与内容详细程度及精度有关 考虑人眼分辨能力及印刷能力，把图上0.1mm代表的地 面实际距离称为地形图的最大精度。

比例尺 1:5千 1:1万 1:2.5万 1:5万 1:10万 1:25万 1:50万 1:100万 精度 0.5米 1米 2.5 米 5米 10 米 25 米 50 米 100 米

“地形图” 第一次课结束