(一)地图概述
1.地图的定义
地图是地球表面自然和社会现象的缩写图。它是按照一定的数学法则,用特定的图示符号、颜色和文字注记,将地球表面的自然和社会现象,经过一定的制图,综合测绘于平面上的图。
2.地图的分类
按表示内容的不同,可分为普通地图和专题地图;按比例尺的不同,可分为大、中、小比例尺地图;按用途的不同,可分为政区图、军用图、航海图、交通图等。
普通地图又分为地形图和地理图,大于或等于1∶100万比例尺的普通地图叫地形图,是国家经济建设、国防建设和军队作战训练不可缺少的主要地形资料。专题地图又称作专门地图或主题地图。它是以普通地图为底图,着重表示某一专题内容的地图,如地貌图、交通图、气象图等。
(二)地图比例尺
地图比例尺是指地图上某两点间直线长度与相应实地水平距离之比。为便于了解地图缩小的倍数,分子通常化为1,即
地图比例尺=图上直线长度/相应实地水平距离=1/M
M称为比例尺分母,其值越大,比例尺越小;其值越小,比例尺越大。一幅地图,当幅面大小一定时,比例尺越大,它所包括的实地范围越小,图上显示内容越详细;比例尺越小,包括的实地范围越大,图上显示的内容越简略。
量读距离的方法,通常用直尺量算,在直线比例尺上比量,用里程表量读。这里只介绍用直尺量算的情况。用直尺量算距离时,先用直尺在图上量取所求两点间的长度(厘米),然后乘以该图比例尺分母,即得实地水平距离。其公式为
实地水平距离=图上长×比例尺分母
如在1∶50000地形图上量得某两点间长为3.2厘米,则实地水平距离为
3.2厘米×50 000=160 000厘米=1 600米
这种方法量得的距离为水平距离,当路线起伏较大时,应按其平均坡度另加坡度及弯曲改取正数。
坡度及弯曲改正数表
(三)地物符号
地物在地图上是按照《地形图图式》规定的符号和注记表示的,这些符号称为地物符号。根据地物符号和注记,可以识别现地地物的种类、性质和分布情况,分析它们在军事上的价值。
1.地物符号的图形
地物符号的图形,多数是参照地物的平面形状设计的,如居民地、河流等;有些是参照地物的侧面形状设计的,如烟囱、水塔等;有些是按有关意义设计的,如变电所、气象站等。了解地物符号设计的一般规律,再与现地地物的形状进行联想,就易于识别和记忆。
2.地物符号的分类
(1)点状符号
点状符号是指地物在自身结构和形体上自成一体且相对独立、不能依比例尺表示的地物符号,如水塔、烟囱、纪念碑等。
(2)线状符号
线状地物符号是指地物以线性结构为特征,其宽度不能依比例尺表示的符号,如铁路、公路、土堤等。
(3)面状符号
面状符号是指实际地物占地面积能依比例尺显示于地形图上的符号,如密集的居民地、江河湖泊、水库池塘、森林植被等。
3.符号的有关规定
(1)符号的注记
注记是用文字和数字来说明符号不能表示的质量、数量和名称,如居民地、江河、山和山脉的名称注记,公路路面质量等的说明注记,以及说明物体数量特征的数字注记。
(2)符号的颜色
为使地图内容层次分明,清晰易读,有较强的表现力,地形符号采用不同的颜色。
黑色——表示人工地物和部分自然地物,如居民地、道路、独立石、溶洞。
蓝色——表示与水、冰雪有关的物体,如湖泊、水渠、冰川、雪山。
绿色——表示与植被有关的物体。
棕色——表示地貌与土质。
(四)地貌判读
地图上表示地貌的方法很多,主要有等高线法、晕渲法、分层设色法、写景法等。这里主要介绍等高线法。
1.等高线显示地貌(见图9-1)
图9-1 等高线显示地貌的原理
(1)等高线显示地貌的原理
设想用一组高差间隔相等的水平面去截割地貌,则其截口必为大小不同的闭合曲线,并随山背、山谷的形态不同而呈现不同的弯曲形状。将这些曲线垂直投影到平面上,便形成了一圈套一圈的等高线图形。这些曲线的多少、形态与实地地貌的高程和起伏情况相一致。
(2)等高线显示地貌的特点
同一条等高线上各点的高程相等;相邻等高线的间隔与地面坡度成反比;等高线弯曲形状与实地地貌保持相似关系;等高线是闭合曲线,一般情况下互不相交。
(3)高程起算与注记
我国过去以1956年黄海平均海水面为全国高程起算的基准面。20世纪80年代,通过复查和计算,对原起算基准做了准确修正,定为“1985国家高程基准”。从平均海水面起算的高度叫高程,也叫真高,或称海拔。两点间高程之差叫高差。
地形图的高程注记有两种:一种是点的高程注记,用黑色,字头朝向北图廓;另一种是等高线的高程注记,用棕色,字头朝向上坡方向。
比高(由地物所在地面起算的高度)注记,与其所属要素的颜色一致。
2.地貌的识别
地貌形态虽有多样,但它们都是由山顶、凹地、山背、山谷、鞍部、山脊等地貌元素组成的。掌握了识别这些地貌元素的要领,即能识别各种地貌形态。(www.xing528.com)
山顶,山的最高部位叫山顶。以等高线中最小环圈表示,有的环圈外绘有示坡线,表示斜坡方向。
凹地,四周高、中间低,无积水的地域叫凹地;大范围的则称盆地。凹地在地形图上也是用闭合的等高线表示的,但内圈高程低于外图高程。
山背,从山顶到山脚向外突出的部分叫山背。图上表示山背的等高线从山顶起逐渐向外凸出,凸起部分顶点的连线叫分水线。
山谷,相邻两山背或山脊之间的低凹部分叫山谷。图上表示山谷的等高线,逐渐向山顶或鞍部方向凹入,最凹部分的连线叫合水线。
鞍部,相邻两山顶间形如马鞍状的部分。图上用一对表示山背和一对表示山谷的等高线显示。
山脊,由数个相邻山顶、山背、鞍部所连接的凸棱部分。山脊的最高棱线叫山脊线。
3.高程、起伏和坡度的判定
(1)高程和高差的判定
首先了解本图等高距,在判定(目标)点附近找一等高线或点的高程注记;然后根据判定点与高程注记的关系位置,向上或向下数等高线,相应加减等高距,即可判定目标点的高程。两点的高程相减,即为两点的高差。
(2)地面起伏的判定
判明行动地区和行进方向的起伏,可依等高线的疏密情况、高程注记,河流位置和流向,判定山脊、山背、山谷的分布和地形总的起伏状况。
判明行进路线的起伏,先应判定等高线的起伏方向,再按行进路线穿越等高线的多少、疏密和方向等进行判定。也可在判定山背、山谷及河流位置后,依行进路线的方向来判明路线的上下坡情况。
(3)坡度的判定
判定地图上某段坡度时,用两脚规量取该段相邻两条或间隔相等的相邻2~6条等高线之间隔,然后保持张度不变,到坡度尺上相同的间隔上比量,读出下方相应的坡度。
(五)坐标
确定平面上或空间中某点位置的一组数,如长度值或角度值,叫该点的坐标。坐标又可分为地理坐标、平面直角坐标、概略坐标和精确坐标等。
1.地理坐标
用纬度和经度表示地面点位置的球面坐标,叫地理坐标,通常用度、分、秒表示,一般用来指示飞机、舰船位置等。
(1)地理坐标网在地形图上的表示
地理坐标网由一组纬线和一组经线构成。地形图是按纬度和经度分幅的,南、北内图廓线是纬线;东、西内图廓线是经线。地图比例尺不同,表示地理坐标网的形式也有区别。
1∶25000、1∶50000、1∶100000的地形图,只绘平面直角坐标网,其四边图廓间绘有经、纬度分度带,分度带的每个分划表示1分,将它们对应的度、分连接起来,即构成地理坐标网。
1∶250000、1∶500000、1∶1000000的地形图,只绘地理坐标网。横线是纬线,纵线是经线,经、纬度数值注记在内外图廓间,在四边内图廓线上还绘有表示分、秒的短线。
(2)地理坐标的量读
在大比例尺地形图上量读某点的地理坐标时,可通过该点分别向经、纬分度带作垂线,直接在分度带上读取坐标,也可连接对应的分度带,即可绘成地理坐标网。量读地理坐标时,一般按先纬度后经度的顺序进行。
2.平面直角坐标
用平面上的长度值,表示地面点位置的直角坐标,叫该点的平面直角坐标。由于经纬线在图上多是弧线,不便于图上作业,更不便于距离和角度的换算,因此在大比例尺图上都绘有平面直角坐标网。
平面直角坐标是由两条垂直相交的直线建立起来的坐标系统。纵线为纵轴,以X表示;横线为横轴,以Y表示;两直线的交点为坐标原点,以O表示。确定某点的位置时,以该点到横轴的垂直距离为纵坐标(X),到纵轴的垂直距离为横坐标(Y)。并规定,X值在横轴以上的为正,以下的为负;Y值在纵轴以右的为正,以左的为负。如甲点的坐标:X=250,Y=300。用这种方法确定点位的,就叫平面直角坐标法。我国地形图上的平面直角坐标,就是以中央经线为纵轴(X),以赤道为横轴(Y),其交点为坐标原点(O),这样,每个投影带便构成一个独立的坐标系。同时,再分别以坐标系的纵轴(各投影带的中央经线)和横轴(赤道)为基准,按每隔1公里作平行线,形成平面直角坐标网。在比例尺大于1∶100000的地形图上,以绘制平面直角坐标网为主。我国领土位于赤道以北,所以纵坐标(X)值均为正值;横坐标(Y)值,位于中央经线以东的为正,位于中央经线以西的为负。为了计算方便,消除负数,又将横坐标(Y)值均加上500公里常数(即等于将纵轴西移500公里),横坐标以此纵轴起算,Y值也就全是正数了。
(六)方位角与偏角
1.方位角
从某点的指北方向线起,按顺时针方向量至目标点方向的水平角,叫做某点至目标点的方位角。通常用密位或360°角制量度。军事上标定地图方位、指示目标、确定射向保持行进方向等,都用到方位角。由于有三种指北方向线,故有三种方位角。
(1)真方位角
地面上某点指向北极的方向叫真北,其方向线叫真北方向线(或真子午线)。以真子午线北方向为基准方向的方位角,叫真方位角。真方位角主要用于精密测量。
(2)磁方位角
地面上某点磁针所指的北方叫磁北,其方向线叫磁北方向线(或磁子午线);以磁子午线北方向为基准方向的方位角,叫磁方位角。地形图南、北图廓上的磁南、磁北两点的连线,为该图磁子午线。磁方位角,是在军队行进、炮兵射击及航空、航海时广泛应用的。
(3)坐标方位角
地形图上平面直角坐标纵线所指的北方叫坐标纵线北。以坐标纵线北方向为基准方向的方位角,叫坐标方位角,主要用于炮兵射击指挥。
2.偏角
地面点的真北、磁北和坐标北方向线,叫三北方向线。它们之间的夹角,叫偏角,也叫三北方向角,偏角共有三种。
(1)磁偏角
任意点的磁北方向对于真北方向的夹角,叫作该点的磁偏角。磁子午线在真子午线以东的为东偏,在真子午线以西的为西偏。
(2)磁坐偏角
任意点的磁北方向对于坐标北方向的夹角,叫作该点的磁坐偏角。磁子午线在坐标纵线以东的为东偏,在坐标纵线以西的为西偏。
(3)坐标纵线偏角
任意点的坐标北方向对于真北方向的夹角,叫作该点的坐标纵线偏角。坐标纵线在真子午线以东的为东偏,在真子午线以西的为西偏。在比例尺大于和等于1∶100000地形图上,以图幅中心点的偏角为准,在南图廓下方绘有偏角图,用它可进行不同方位角的换算。三种偏角,东偏为正,西偏为负。
3.方位角量测与换算
(1)用量角器量读坐标方位角
量读某点至目标点的坐标方位角时,先将两点连成直线,使其与坐标纵线相交;然后用量角器按方位角的定义量读。
(2)磁方位角与坐标方位角的换算
求磁方位角。当坐标方位角已知时,计算公式为
磁方位角=坐标方位角-磁坐偏角
求坐标方位角。当磁方位角已知时,计算公式为
坐标方位角=磁方位角+磁坐偏角
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