电子地图、Mapinfo软件使用简介(V1.0)

是美国陆地卫星Landsat-4、Landsat-5上携带的传感器提供的遥感影象。共有7个波段，分别是：TM1—蓝光波段、TM2—绿光波段、TM3—红光波段、TM4--近红处波段、TM5—中红外波段、TM6—热红外波段、TM7—中红外波段。TM图象的地面分辨率为30m，其亮度数字化级数为256。一景TM图像对应的地面面积是185km×185km，每一波段大约有5965条扫描行，第一扫描行有6967个像元点。

遥感图象的优点：数据更新快、分辨率高、接收方便、覆盖范围大、覆盖周期短。

遥感图象和航摄像片是生成数字地图的重要来源，我们可以通过把这些资料进行计算机处理得到不同精度和用途的数字地图。

2.1.3 地图扫描

电子地图数据可通过扫描获得。利用彩色扫描仪对彩色纸质地图进行扫描，可获得彩色电子地图；利用黑白自动扫描进行扫描，可获得黑白电子地图；扫描分辨率和灰度等级与所获得的图像质量在密切关系。

扫描分辨率愈高、灰度级数目愈多，则图像的质量愈好，但过高会影响扫描速度和占用太多的存贮空间。

2.1.4 栅格图象矢量化

数字地图可以有栅格和矢量两种形式。两种格式是可以相互转换的。栅格图象矢量化是指利用一定的算法，将栅格图象中包含的信息提取出来，以矢量的方式来描述空间地理的特性。常采用的转换流程是二值化、细化、跟踪。

2.2 地球学概念

几个地图学相关的概念：

地球体表面；大地水准面；地球物理表面；地球椭球体；椭球体定位；参考椭球体。

2.2.1 地球体表面

地球并不是一个正球体，而是一个极半径略短，赤道半径略长，北极略突出，南极略扁平，近于梨形的椭球体。

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2.2.2 大地水准面

由于地球表面凹凸不平，形态复杂，不能作为测量和制图的基准面。因此要寻找一种与地球表面非常接近的规则曲面来代替这种不规则的曲面。该规则的曲面应该是一个与静止海平面相重合的水准面，这个海平面上应该是无波浪、无潮汐、无水流、无大气压变化，处于流体平衡状态的平面。假设以这个水准面作为基准面向大陆延伸，并穿过陆地、岛屿、最终形成的一个封闭曲面。

2.2.3 地球物理表面

大地水准面仍不是一个规则的曲面。因为，当海平面静止时，自由水面必须与该面上各点的重力线方向相正交，由于地球内部质量的不均一，造成重力场的不规则分布，因而重力线方向并非恒指向地心，导致处处与重力线方向相正交的大地水准面也不是一个规则的曲面。因此大地水准面实际上是一个起伏不平的重力等位面，即地球物理表面。

2.2.4 地球椭球体

所谓参考椭球体，简单的讲就是指与大地水准面符合得最好的旋转椭球体，而大地水准面是一个与实际地球表面非常接近的假想曲面，由于它的不规则性，难以运用数学表达式描述，因而将其按照某种方法旋转，得到了参考椭球体。假设将大地体绕短轴（地轴）飞速旋转，就能形成一个表面光滑的球体，即旋转椭球体，或地球椭球体。地球椭球体是一个可以用数学模型定义和表达的光滑曲面。这也就是我们称的地球数学表面。它是对地球形体的二级近似。地球椭球体有长半径轴和短半径之分，长半径（a）又称长轴，即赤道半径，短半径（b）又称短轴即极半径，还定义f = (a - b)/a称为地球的扁率。这些参数又称为地球椭球体的三要素。

2.2.5 椭球体定位

在知道地球椭球体三要素值之后，必须进一步通过数学方法实现对地球形体的三级近似。即将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上。因为地球椭球体在有些地方和地形比较吻合，但是在有些地方不太吻合，在区域制图时候，要将地球椭球体在该区域上进行配准。并求出满足地球椭球体各点至大地水准面的投影距离N及垂线偏差最小的椭球体位置，进一步从数学上给出对地球形状三级近似的大地水准面。在进行地球椭球体定位时，首先选取一个对一个国家比较适中的大地测量原点，从此点出发，通过事先布设的三角网点进行几何测量和天文经纬度测量，逐一求出各网点的N及 ，再以上

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述的测量结果将事先设置的地球椭球面位置调整到最理想的位置上。这种定位，相对于全球而言，只能是局部定位。局部定位的地球椭球体成为参考椭球体。

2.2.6 参考椭球体

凡与局部地区（一个或几个国家）的大地水准面符合得最好的旋转椭球，称之为“参考椭球”。如GRS 80、Krassovsky、WGS84等。国际上有多种参考椭球体（详见表1）。

表 2-1 国际主要的椭球体参数

椭球体名称

德兰勃 埃弗瑞斯 贝赛尔 克拉克 克拉克 海福特 克拉索夫斯基 1967年大地坐标系 1975年大地坐标系 1980年大地坐标系

年代 1800 1830 1841 1866 1880 1910 1940 1967 1975 1979

长半径/m 6375633 6377276 6377397 6378206 6378249 6378388 6378245 6378160 6378140 6378137

扁率 1：334.0 1：300.801 1：299.152 1：294.978 1：293.459 1：297.0 1：298.3 1：298.247 1：298.257 1：298.257

附注 法国 英国 德国 英国 英国

1942年国际第一个推荐值

苏联

1971年国际第二个推荐值 1975年国际第三个推荐值 1979年国际第四个推荐值

2.3 地理坐标

地理坐标是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系统。在大地测量学中，对于地坐标系统中的经纬度有三种提法：天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。

2.3.1 天文经纬度

地球除了绕太阳公转外，还绕着自己的轴线旋转，地球自转轴线与地球椭球体的短轴相重合，并与地面相交于两点，这两点就是地球的两极，北极和南极。垂直于地轴，并通过地心的平面叫赤道平面，赤道平面与地球表面相交的大圆圈（交线）叫赤道。平行于赤道的各个圆圈叫纬圈（纬线）（Parallel），显然赤道是最大的一个纬圈。

通过地轴垂直于赤道面的平面叫做经面或子午圈（Meridian），所有的子午圈长度彼此相等。

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天文经纬度，即为观测点天顶子午面与格林尼治天顶子午面间的两面角，或视为一个天体在上述两地的时角差。在天文学和大地测量学中，常用时间单位表示。天文经度在地球上定义，即本初子午面与观测点之间的两面角。天文纬度即赤纬，在地球上定义，即为铅垂线与赤道平面间的夹角。

图 2-1

经纬度示意图

2.3.2 大地经纬度

通常在大地测量时，所有的观测值均应尽量改化到参考椭球面上。地面上任意点的位置，都可以用大地经度?、大地纬度?和大地高度?表示。大地经度?，即指参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面间的两面角。通常由本初子午面向东西量度，向东0o～180o为东经，向西0o～180o为西经，并规定，东经为正，西经为负。大地纬度?，即指参考椭球面上某一点的垂直线（也称法线）与赤道面的夹角。由赤道向南北两极度量，向北0o～90o为北纬，向南0o～90o为南纬。并规定北纬为正，南纬为负。大地经纬度构成了大地坐标系。

1954坐标系：又称1954北京坐标系。是从苏联1942坐标系联测并经平差引伸到我国，原点在苏联西部的普尔科夫，采用Krassovsky椭球参数。 1980坐标系：用于取代1954北京坐标系。采用1975年IUGG/IAG第16届大会推荐的地球椭球参数。国家原点设在陕西省泾阳县。其较好地与我国大地水准面符合较好。

2.3.3 地心经纬度

此处的地心是指地球椭球体的质量中心。地心经度等同于大地经度。地心纬度是指参考椭球面上任一点和椭球中心连线与赤道面之间的夹角。

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