第七章-地图分析与应用

第七章地图分析与应用第一节地图分析概述一、地图分析的概念及作用1.地图分析的概念地图分析是指通过分析解译地图模型，获取空间信息，采用科学方法探索、阐明地理环境中自然、人文要素的分布，数量、质量特征，相互联系及时空变化规律。用图者通过地图分析，不仅可以获得用地图语言塑造的客观世界，而且可以获得未被制图者认识，在地图模型中没有直接表示的隐含信息，即可超过制图者主观传输的信息。如通过等高线图形的分析解译，则可获得有关地势、坡度、坡向、切割密度、切割深度等一系列形态特征信息。如果将等高线图形与水系图、地质图、土壤植被图、气候图比较分析，还可解释不同地貌类型、不同形态特征的成因及其未来演变趋势。地图应用包括地图阅读、地图分析和地图解译三个部分。地图分析是地图阅读的深化和继续。地图阅读就是通过符号识别，获取地图各要素的定名、定性、等级、数量、位置等信息，通过人的思维活动形成对地理环境的初步认识。地图阅读是地图分析的基础，它只能获得地图中的直接信息，而地图中隐含的间接信息，必须通过地图分析解译来获取。如阅读人口密度图，只能获得某地、某个时期的人口密度，只有通过多幅地图的比较分析，才能认识人口密度与海陆位置、地形、交通、土地开发利用程度的相关性及相关程度的大小；通过数学模型分析，才能建立人口密度与相关因素间的最佳数学模型，并根据数学模型进行推断和预测。地图解译是指用图者在阅读分析地图的基础上，应用多学科知识，对所获取的地图信息作出理解、判断和科学推测，是地图分析的深化。二、地图分析的作用•（一）、研究各种要素或现象的分布特点和分布规律（二）、研究要种要素或现象之间的相互关系（三）、研究各种现象的动态变化四、进行预测预报第二节地形图分析与应用一、地貌识别1、六种基本形态的识别（1）山顶。是山的最高部分。山顶的等高线均是闭合形式。示坡线指向外侧。示坡线是垂直于等高线的短线，指示斜坡的方向。山顶按形状可分为尖山顶、圆山顶和平山顶。尖山顶等高线特点是顶部间距较密，环圈小，棱角明显的封闭曲线，从山顶向下，等高线逐渐由密变稀。圆山顶等高线特点是顶部间距较稀，圆滑的封闭曲线，环圈较大，由山顶向下等高线逐渐密集。平山顶如黄土塬、桌状山等特点是山顶平坦，山坡陡峭，等高线特点是，等高线环圈大，呈较宽的空白，顶部向下等高线骤然变密。（2）凹地。周围高中间低的无常年积水的低地。大而深的凹地叫盆地。凹地等高线也是一组闭合曲线，外圈等高线高于内圈等高线。在图上显示方法是示坡线绘在等高线的内侧。区别于山顶。（3）山脊。从山顶到山脚凸起的部分，等高线特点是一组由山顶向山脚凸出，两侧对称的曲线，山脊按形状可分为尖山脊、圆山脊和平山脊。尖山脊的等高线依山脊延伸的方向呈尖角状。圆山脊的等高线依山脊延伸的方向呈圆弧状。平山脊的等高线依山脊延伸的方向呈疏密悬殊的长方形状。表示山脊各等高线凸出部分顶点的连线，称为分水线。（4）山谷。指两山脊间的低凹部分。山谷等高线的特点与山脊正好相反，是一组向山顶突出且两侧对称的曲线。山谷按形状可分为尖形谷（V形）、圆形谷（U形）和槽形谷三种。V形谷等高线过谷底处呈V字形转折，谷坡上均匀密集。U形谷等高线特点是在谷底处呈U字形转折，在谷坡上比较密集，且由谷缘向谷底等高线逐渐变稀。槽形谷等高线特点是过谷底是在其两侧呈近于直角形，谷坡谷底转化明显。表示山谷各等高线凸出部分的顶点的连线叫集水线。（5）鞍部。相邻两个山顶间的低凹部位，形似马鞍，故叫鞍部。鞍部由两组对称的等高线组成。即表示山谷的等高线和表示山脊的等高线组成，其凸形的方向共同指向鞍部的中心。（6）山岭。是由许多山顶、山脊、鞍部连接而成。等高线特点是：一组大的闭合曲线内套有许多小的闭合曲线。将相邻山顶与鞍部相连而成的最高凸棱部分称为山脊线。2.四种斜面（斜坡）（1）等齐斜面坡度基本一致，侧面呈直线状，等高线特点是：间隔大致相等。（2）凸形斜面上缓下陡，图上等高线分布自高处向低处由稀变密。（3）凹形斜面上陡下缓，图上等高线间距高处小低处大，等高线高处密低处稀。（4）坡状斜面坡面起伏，陡坡与缓坡交替出现，等高线分布特点是疏密相间。3.变形地（不能用等高线表示的特殊地貌）（1）冲沟（２）陡崖（３）梯田（4）陡石山（5）崩崖（6）滑坡二、地形图的室内应用地形图在地学中应用十分广泛，不仅在野外应用，如野外定向，确定站立点，路线选择等，在室内应用很大。一、求图上任意一点坐标（一）求图上一点的平面直角坐标点位平面直角坐标量算是借助于地形图上的方里网和方里网上的数字注记进行的。（二）求图上一点的地理坐标如图1，如何确定A点的直角坐标？图1直角坐标量算首先确定A点所在方格，读出该方格西南角点的坐标值；然后过A点分别作平行于纵方里线和横方里线的垂线，分别与方格两边交于B、C，用两脚规量取AB和AC的长度，放置于地图直线比例尺上读距，或用图上距离乘地图比例尺分母计算，得该点与方格西南角点的坐标增量。kmYkmX249278500上例中Δx为0.690km，Δy为0.270km，最后利用下式可求得A点坐标：图中X为2785.690km，Y为249.270km。可知A点位于赤道以北2785.690km，在第18个投影带，距X轴249.270km，在中央经线以西250.730km。反之，已知地面点的直角坐标，同样可以在图上确定该点的位置。AA在地图上，可利用图内经纬网（或其折点）来量算某点的地理坐标。如图9—2所示，求台北市在1：100万地形图上的地理位置，可先找出该地所在经纬网格西南角地理坐标，再用两脚规量取台北市圈形符号中心至下方纬线的垂直距离，保持此张度移两脚规到西（或东）图廓（或邻近经线的纬度分划）上去比量，即得则以同样方法，从南（或北）图廓（或邻近纬线）上量出台北的则025012130'0230'02250000'3100'3112100二、求图上任意一点的高程如果所求的高程点正好位于某条等高线上，则这条等高线的高程就是这个点的高程。位于某等高线上时:HA＝69m70676869•A•Bnm位于两条等高线中间时:精度要求达到0.01h时，采用内插法:)(·－等高距hhmnmBHHmB精度要求达到0.1h时，采用目估法:三、地形起伏的判定（一）根据示坡线判定（二）根据高程注记判定（三）根据河流判定河流与地势有很密切的关系，根据河流的分布和流向，可判断地势的起伏。（1）总体看河流上游地势比下游高。水往低处流。河流流向的判断：①上游河窄下游河宽②根据图上标出的箭头判断③支流多于锐角汇入主流，锐角所指方向为水流方向。④根据高程判断。（2）河谷地势低于两侧地势，河的发源地为山谷。四、圈定汇水界线当修建水库或研究水文状况时，要知道有多大范围的降水向谷底汇集，这可以用等高线地形图确定。为了确定汇水区，就要划出谷底周围的分水线，这条线往往是谷地周围相邻山顶鞍部山脊等的连线，而又必定是闭合的线，它和等高线直交，常与山脊线一致，只有到了山顶才会突然改变方向。勾绘时，要注意他的这些特性。从河口或河道指定的断面开始，将相邻的山脊线和作为分水线的鞍部的界线，汇水界线包围的范围叫汇水区。五、测定地面坡度利用坡度尺测定坡度。（一）坡度尺的制作原理和方法坡度是由两点间高差和水平距离之比决定的。如图ａ，ｂ两点高差为１０米，ａ，ｂ两点间水平距离为设为１０ｍｍ地图比例尺为１：５万，其实地距离为５００ｍ，两点间的坡度角为αｔｇα＝ｈ／Ｄ或ｃｔｇα＝Ｄ／ｈ若坡度为百分比表示ｉ＝ｈ／Ｄ＊１００％在实际工作中，通常是根据坡度尺来量算，制作原理是根据上式Ｄ＝ｈ．ｃｔｇαx１０００／Ｍ来求Ｄ．坡度尺的制作方法：１、将上式改写为Ｄ＝（１０００／Ｍ）xｈxｃｔｇα（Ｍ为比例尺分母，Ｄ以毫米计，ｈ为等高距）２、查得α＝1°、2°．．．．．．３０°的余切函数值，计算出相应的Ｄ１、Ｄ２．．．．．．Ｄ３０值。３、绘一条水平直线作为基线，按一定间隔等分，自左至右在各分点依次注出1°、2°．．．．．．３０°４、过各分点作垂线，依次截取Ｄ１、Ｄ２．．．．．．Ｄ３０，５、将各截取的端点连成平滑曲线，即为量测相邻两条等高线时使用的坡度尺，自５°起采用相邻六条等高线间的高差（５倍等高距），在相应的垂线上依次截取Ｄ值，共５等分，将相应的点连成平滑的曲线，即得量取相邻六条等高线时使用的坡度尺。（二）坡度尺的使用方法先用两脚规在图上量出两条或六条等高线间的宽度，然后把两脚规移到地形图南图廓下方绘有坡度尺的第一条曲线与基线间的纵方向去比量，吻合后，在等高线宽度与坡度尺上间隔相对应的位置下面，读取相应的坡度，如果所量坡度不是整度数时，分数可以估读出来，当几条等高线间隔大致相等时可一次量取1——5间隔，在将量得的宽度拿到坡度尺上相应的间隔比量，若等高线间隔宽窄不已，说明坡度陡缓不一，则应分别量取。六、绘制剖面图为了直观地了解和判断某一区间的地势起伏状况，以及地面点的通观情况，往往需要依据等高线绘制剖面图。绘制剖面图的方法是：１、标定剖面线２、确定水平比例尺和垂直比例尺，水平比例尺一般与地形图一致，为突出地势陡缓情况，垂直比例尺大5——20倍。３、在米格纸上首先确定一横向直线MN，然后把地形图上剖面线和等高线相交的各点，按水平比例尺转绘到MN上，再从MN上过这些点作垂线，按规定的垂直比例尺和各点的高程确定出各垂线的相应高度，最后用圆滑曲线连这些点，就得到了剖面线图。４、沿MN注明剖面线AB各段方向，如NW、SE等，并在剖面线下边注上水平和垂直比例尺。七、量取曲线的长度（一）两脚规法先用两脚规截取图上两点间线长，然后把两脚规移到本地形图的直线比例尺上去比量，便可直接读出它的水平长度。或根据脚规长宽mm，按比例尺换算成实际长度即可，本方法不仅简便，而且可以避免图纸变形的影响。两脚规量测曲线的精度，受脚距大小的影响，因此，当曲线弯曲程度大时，应用较小的脚距量测（1——2），曲线弯曲程度小时才能用较大（３——４ｍｍ）的脚距量测。（量前检查）（二）曲线计法曲线计是量测曲线的专门仪器，它由测轮、字盘、指针和把柄四个部分组成。当测轮沿着曲线转动时，指针靠齿轮的机械传动而沿着字盘转动，指针在字盘上所指示的分划数，即表示测轮沿被量取曲线所转动的距离，为了方便，字盘上通常注有几种比例尺的距离划分，以适应被量图幅比例尺的需要。曲线计在使用前，首先进行检查，方法是利用所量图上的方里网或直线比例尺，然后用曲线计沿基线反复测若干次，最后用此两侧的平均值看是否准确。使用时，可先转动测轮使指针归零，即对准零分划线，或现在相应比例尺的分划图上读出指针的起始读数N1，然后将曲线计的测轮对准曲线的起点，是曲线计保持与图面垂直，再沿曲线滚动，直到曲线终点为止。读出终了读数N2，将终了读数减去读数，所得值差即为曲线长度，为提高精度，可反复测量几次，取平均值，作为该曲线的长度。若测量图的比例尺与曲线计比例尺不一致，怎么办？可换算：L=L计*M/M计八、量面积（一）方格法用以毫米为单位的透明方格纸或透明方格纸膜片盖在欲测量的图形上，先读出图形内完整的方格数，然后用目估，将不完整的方格凑成完整的方格数，与整方格数相加，再乘以每个方格所代表的面积数，即得所求的面积。这种方法简便，若凑整太多目估精度不高，量测一次后可调转位置方向，再量一次，求平均值。例如在1：2.5万比例尺地形图上，图形方格数为40，不完整方格凑整总和为14.3，则方格数为40+14.3=54.3由于方格边长2mm，相当于地面50米，因此实地面积：S=54.3x50x50=135750(平方米)=0.136平方千米（二）梯形法dls·2111dlls)?(21212dllsnn)?(21n11dlsn·21nl3l1l2l4s1s2dsn-1snniidls1·图2Mss图实（三）求积仪法:电子求积仪，机械求积仪.九、量体积在应用地形图过程中，还会遇到需要了解湖泊，水库的水体体积或山丘体积等问题，可以根据等高线求算体积。如欲求一山丘的体积，可以把表示山丘的每一条等高线看作分