军事地形学(教材)(3)

2018-12-04 16:49

由于地球表面的自然和社会现象是无穷的,测绘时,不可能也没有必要全部地表示在地图上。因此,制图时就必须按照制图《规范》,对那些数量较多的物体,按其重要程度进行取舍;对那些形态比较复杂的物体,按其质量状况进行简化,以保证地图更加清晰易读。这种方法,称为地图综合。

二、地图的分类和用途

地图分类,就是根据地图的某些特征,把它们分别归纳成一定的种类。地图按其内容可分为普通地图和专门地图两大类。

(一)普通地图

普通地图,就是人们常见的一种通用的地图。它综合地反映地球表面地理景观的外貌,比较全面地表示自然条件,社会经济要素,以及人类改造自然的成果。它所表示的内容有:水系、居民地、道路、地貌、土壤植被、境界以及经济现象、文化标志等。其具体内容的详简程度,则有地图比例尺的不同而定。

地形图是按一定的比例尺表示地物、地貌平面位臵、形状和高程的正射投影图。地形图是普通地图的一种,它是国家经济建设、国防建设和军队作战、训练不可缺少的重要地形资料。根据需要和用途,每个国家都有自己的比例尺系列,并且具有很强的连续性。我国地形图比例尺系列为:1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:20万、1:50万和1:100万七种。

1:1万、1:2.5万比例尺地形图为实测图,显示内容详细、准确。对重要城市和要塞、基地、重点设防地区和可能的预设战场测制。主要供团以下分队研究地形和组织战斗时使用,另外,还用于国防工程设计和国家经济建设堪察、设计。

1:5万比例尺地形图也是实测图,是师、团两级组织训练和指挥作战

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的基本用图。在图上可以进行量测和计算,确定炮兵射击诸元等。

1:10万比例尺地形图多数为编绘图,少数地区,如草原、戈壁地区是经实地调查测绘的。主要供装甲、机械化部队和师、集团军指挥机关组织战斗时使用,还可供炮兵射击、空降兵选定着陆场使用。它也是合成军队的基本用图。

1:20万、1:50万比例尺地形图主要供集团军以上的指挥机关拟定战役计划、研究兵力部署、指挥陆空大兵团协同作战时使用。

1:100万比例尺地图主要供陆海空军及战略导弹部队研究战役方向、进行战略、战役规划和部署、解决战略、战役方面的作战任务时使用。

(二)专题地图

专题地图又称“专门地图”或“主题地图”。它是以普通地图为底图,着重表示某一个专题内容的地图,如地质图、地貌图、水文图、人口图、交通图、历史图等等。随着国民经济建设、国防建设和科学文化日益增长的需要,专题地图的内容愈来愈广泛,品种会愈来愈多。

三、地形图的测制过程

国家基本比例尺地形图的测制,是个很复杂的工作过程,主要有大地测量、航空摄影测量、制图和印刷等三个大的作业阶段。

第二节 地图投影 一、地球形状概述

为了识别地图,必须先了解地球的有关知识。 (一)地球形状和大小

地球形状大体上是一个椭球体,其自然表面分布着高山、丘陵、平原、江河和湖海,高低起伏变化很大。可以说地球表面是一个极其复杂而又不规则的自然曲面。为解决测量计算的有关问题,假想用一个与平均海水面重合,并引伸到大陆的水准面,来代替地球的自然表面,这个表面叫大地

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水准面。大地水准面所包围的球体,叫大地球体。在测量计算中,就用一个长、短半径与地球的形状、大小极为接近的椭圆,即以椭圆的的短轴(地轴)为旋转轴的“旋转椭球”来代替它。

地球椭球的形状和大小,是用它的长半径(a)、短半径(b)、和扁率(α)等基本元素表示的。

扁率:指椭球体的扁平程度,即长半径(a)和短半径(b)之差与长半径(a)之比值:α=(a-b)/a。

目前我国采用的椭球体为: 长半径(a)=6378245(米) 短半径(b)=6356863(米) 扁率(α)=1:298.3

确定地球形状和大小,无论在理论上,还是实用上都有着重要的意义,特别是对测制精度较高的大比例尺地形图,尤为重要,因为地形图上所表示的内容,都是先将地球自然表面的物体垂直投影到大地水准面上,再转化到地球椭球面上,然后经过地图投影的方法才描绘到平面图纸上的。如果地球形状和大小,确定得不正确,那么,对于地形图的精度,对于我们识图用图,在图上量测距离、面积和各种数据等就会受到影响。

(二)地面点位的确定

确定地面点位的空间位臵的工作,称地面点位的确定。在测量上采用地理坐标来确定地面点在参考椭球面上位臵,而用地面点至高程基准面的垂直距离来确定其高程。

1、用地理坐标来确定点的球面位臵

以经纬度(L、B)来表示地面点在参考椭球面上位臵的坐标称地理坐标。当基准面(即参考椭球面)选定后即可在该面上选一球面坐标系。

以通过南北极地轴为参考椭球体的旋转轴,过球心并与旋转轴垂直的

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平面称为赤道面,它与椭球面的交线称为赤道;过任一点且垂直于旋转轴的平面与椭球面的交线称为纬圈,即纬线。过地面任意一点与旋转轴构成的平面称为过该点的子午面,它与椭球面的交线即子午线,即经线;而过英国伦敦格林威治天文台子午仪中心的那个子午面称首子午面。首子午面与椭球面上的交线称首子午线或起始子午线。首子午线与赤道构成了椭球面上的坐标轴线,地面任意点“甲”的地理坐标是以角度值表示的该点至坐标轴角距,即“甲”点的大地经纬度(L、B)。

大地经度L是过“甲”点的子午面与首子午面之间二面角的平面角;大地纬度B是过“甲”点的法线与赤道面所形成的夹角。纬度从赤道面起表示向南、北至极点各为90度并分别称为南纬和北纬;经度从首子午面起算,分别向东、西各为180度,并分别称东经和西经。经度值相同的点必然在同一条子午线上,纬度值相同的点必然在同一个纬圈上。

2、点的高程的确定

地面点至高程基准面的垂直距离,叫该地面点的高程。高程基准面是大地水准面,它是设想静止的,即不考虑潮汐和风浪影响的平均海水面,并沿椭球面延伸穿过陆地海洋而形成的闭和曲面。该曲面所包围的形体叫大地体。地面点的高程通常用H来表示。高程也叫海拔或绝对高程。

二、地图的投影概念和投影变形

地球表面是一个不可展开的曲面,而地图是个平面,为解决地球曲面与地球平面之间的矛盾,运用数学原理,按一定的要求,将地球椭球面的点和线相应转绘到平面上的理论和方法,叫地图投影。

地图投影的方法很多,但无论采用何种方法,由于球面的不可展性,投影到平面上的图形必然与球面上的图形存在有一定的差异,这种差异叫投影变形。依其性质,可分为角度变形、长度变形和面积变形三种。

对军用地形图而言,由于现地用图的需要以及在图上量测方位、角度

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和距离的要求,所采用的投影应满足角度无变形的条件,以便于角度测量和在小范围内使图上与实地相应图形相似,同时对长度变形加以限制,而确保地形图的使用性。我国军用地形图采用的是能满足上述要求的高斯—克吕格投影,简称高斯投影。

三、高斯—克吕格投影

高斯—克吕格投影,是一种等角横切圆柱投影,它是十九世纪德国数学家高斯创立,后经克吕格研究改进,把它应用到椭球面上,故称高斯—克吕格投影。

高斯投影的基本概念,可以这样理解:假想用一个椭圆柱面横套在地球椭球的外面与某一经线(即中央经线)相切,并使圆柱轴通过地心,然后根据等角不变的条件,用数字的方法将地球的经纬线投影到椭圆柱面上。为了控制变形,先按一定的经差将地球表面划分为若干带,再使椭圆柱面依次和每一带的中央经线相切,并把各带中央经线东西两侧一定经差范围内的经纬线网投影到椭圆柱面上,然后从两极将该椭圆柱面切开展平,即是地球各带经纬网在平面上的图形。

我国1:2.5万、1:5万、1:10万、1:20万、1:50万比例尺地形图,采用的是经差6°分带法,即以起始经线为零,由西向东每隔经差6°为一带,将全球分为60个带,各带的带号依次用1、2、3……60表示。每带的中央经线,依次为3°、9°、15°……357°。我国位于东经72°至138°之间,共占11个投影带,即13至23带,各带的中央经线依次为75°、81°、87°…135°。

第三节 地形图比例尺 一、比例尺的概念

地球表面面积很大,要把它展绘在平面图纸上,就必须予以缩小。缩小时,地图上的长度与相应实地长度必须保持一定的比例关系,以这种比

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