地图定义

地图是对一个地方特定特征的图形表示，通常绘制在平面上。地图提供清晰、易读的世界信息。它们通过显示地球上国家的尺寸和形状、特征的位置以及区域之间的距离来提供世界信息。

地图可以显示事物在地球上的分布，包括人口区域。在一个城市社区中，它们可以精确定位街道和房屋的准确位置。

制图师是绘制地图的人，他们出于多种目的绘制地图。旅行者使用公路地图规划他们的行程。气象学家是天气专家，他们制作天气预报。

显示土地特征和区域当前用途的地图有助于城市规划师确定医院和公园的建设地点。

地图元素

1. 比例尺

每张地图都以一定的比例尺显示世界。地图的比例尺描述了地图上表示的距离与地球上的实际距离。可以使用比例分数、文字比例尺或图形比例尺来描绘这种关系。

最常见的图形比例尺类似于尺子。它只由一条以英里、公里或任何其他距离测量单位划分的水平线组成。它也被称为杆状比例尺。

文字比例尺是一个短语，将地球上的地理距离与地理距离联系起来。例如，文字比例尺会说“一英寸代表八英里”或“一厘米代表一公里”。

比例分数没有特定的单位。分数或比率表示该值，例如 1/1,000,000 或 1:1,000,000。它表示地球上每个特定测量单位对应地图上的一百万个单位。换句话说，地图上 1 厘米相当于地球上 1,000,000 厘米，即 10 公里。在地图上，一英寸相当于地球上的一百万英寸，或大约 16 英里。

所覆盖区域的范围会影响地图的比例尺。

例如，一张社区街道地图以非常详细的方式显示一个区域，并以相对较大的项目为特色。

因为地图的组成部分通常很小，所以覆盖更广阔区域的地图，例如世界或一个大陆，被称为小比例尺地图。

如今，地图通常是计算机化的。观看者可以通过放大和缩小来更改许多计算机化地图的比例尺。一个人可以先查看一张只显示主要街道的整个城市的地图，然后再放大以查看社区中的每条街道。

2. 符号

制图师使用符号来表示地理特征。例如，黑点代表城市，带圆圈的星星代表首都，其他线条代表边界、道路、高速公路和河流。颜色的象征性使用很常见。森林通常显示为绿色，沙漠为棕色，水为蓝色。地图通常包含一个图例或密钥，描述地图上的符号并提供比例尺信息。

有些地图显示地势或海拔变化。等高线，通常称为地形线，是描绘地势的常用方法。这些是连接相同海拔位置的路径。在一个足够大的区域，地图上的等高线最终会形成圆形。

一系列相互环绕的等高线圆圈表示海拔变化。当海拔升高时，这些等高线圆圈表示一座山。当海拔下降时，等高线圆圈显示地面上的洼地，例如盆地。

3. 网格

许多地图上都有几条相交的线条形成正方形或长方形，从而形成网格图案。网格使在地图上定位地点变得更容易。在小比例尺地图上，经纬线被广泛用作网格。

纬度线平行于赤道，这条虚构的线环绕地球中心，东西向横穿世界。经度线南北向从一极到另一极。纬度和经度线都有数字。纬度和经度线的交点或坐标决定了某个地点的位置。

包含更多信息的地图通常包含带有数字和字母的网格。地图顶部形成的网格框可能标有 A、B、C 等名称，而左侧的框可能标有 1、2 等名称。公园的位置可以在地图索引中显示为 B4。用户可以通过查看第 4 行和 B 列相交的框来找到公园。

地图投影

投影将地球的球形表面数据传输到一张平坦的纸张上。地球仪是地球的球形表示，它精确地显示了大陆的形状和位置。

然而，如果将地球仪一分为二，然后将每一半摊平为一张地图，结果将是褶皱和破损的。陆块的大小、形状和相对位置都会发生变化。

投影是制图师面临的一个重大问题。每张地图都有一些失真。地图区域的范围会影响其失真程度。当投影到平面上时，这些属性中只有一部分（而不是全部）可以精确表示。

在地球上，大小、形状、距离或比例尺等特性可以精确测量。例如，一张地图只能跟踪两件事中的一件：陆块的准确比例或极小地方的正确形状。

制图师必须根据地图的预期用途选择最关键的精确性组成部分。应该使用哪种投影取决于此。例如，等角地图在显示微小区域的真实几何形状时会扭曲大小。

等面积地图在扭曲形状和方向的同时反映所有区域的正确相对大小。平面投影、圆锥投影和圆柱投影是三种基本类型。每种都有其在不同情况下的用途。

平面投影将地球表面传输到平面或其他平面上。想象一下将一块硬纸板放在地球仪上，绘制接触点，然后将地图的其余部分围绕该点投影到硬纸板上。当平面“接触”地球仪中心时，平面投影最精确。描绘其中一个极点的地图经常使用它们。

想象一下用一个圆锥体包裹地球，将其尖端置于其中一个极点上方。以圆锥形进行投影。圆锥体沿一条或两条纬线刺穿地球仪。当圆锥体展开并将纬线转换为平面地图时，它们似乎呈圆形或半圆形扭曲。

在单个极点相交的直线称为经线。圆锥投影对既不靠近赤道也不靠近两极的中纬度区域提供了相当逼真的表示。圆锥投影广泛用于美国地图，其中大部分位于中纬度地区。

想象一下地球表面投影到包裹地球仪的管子上进行圆柱投影。一条线，通常是赤道，与地球表面相遇。当圆柱体被切开并摊平为地图时，赤道附近的区域显示得最精确。最扭曲的区域是离两极最近的区域。

遥感与测量

测量数据为制图师提供了关于世界的精确信息。测量是确定一块土地的精确尺寸、轮廓和位置的艺术和科学。测量员在水上和水下区域收集信息。

可以步行进行测量。测量员使用各种工具来测量地形或土地特征。测量员在野外作业时经常使用经纬仪、测量仪器和指南针。经纬仪是一种用于测量角度的设备。测量员可以使用经纬仪（通常安装在三脚架或三足平台上）来计算山丘、山谷和其他特征的角度。

如今，许多测量员使用遥感技术获取位置信息，而无需接触该位置。为了从上方收集地球上位置的数据，飞机或太空卫星配备了传感器，用于检测物体产生的光或辐射。航空摄影是一种遥感技术，涉及从空中拍摄地球照片。

得益于航空摄影，测量员不再需要进行大量的体力劳动，现在可以精确测量一些难以步行进入的区域。用于遥感的卫星和其他绕地球运行的航天器。例如，每天绕地球轨道运行 14 次的陆地卫星向地球上的计算机发送大量数据。这些信息可以用于快速创建或更新地图。

如何创建地图

• 在创建地图之前，制图师选择要显示的区域和要包含的信息类型。
• 他们会考虑受众的需求以及地图的目的。
• 这些选择会影响所需的投影和比例尺以及应提供的信息类型。
• 制图师需要考虑地图的语言。
• 例如，对于盲人读者来说，需要一张带有盲文信息的地图。
• 地图的使用程度取决于其目标受众。
• 红色和绿色图标可用于指示地图上枫树和松树的位置。
• 一个简单的图例可以使这些信息的呈现更容易。
• 然而，色盲者将无法使用这样的地图。
• 在平面上，经纬线以几何方式绘制。每个特征都表示在其正确的位置。
• 在先进的计算机和打印技术出现之前，地图传统上是手工制作的。
• 制图师会使用特殊的刻蚀工具和一块涂层塑料片，刻画或草绘地图，去除彩色覆盖层以显示清晰、精确的线条。
• 几张塑料片叠放在一起，以添加阴影和地名。
• 为了地图的出版，塑料片用于制作金属印刷版或校样。
• 如今，计算机用于进行大部分制图工作。每个点的坐标都输入到计算机中。
• 通过在计算机中输入新数据或删除旧数据，可以快速轻松地对地图进行更改。
• 可以编辑河流流量等地形元素，修建新道路，并更改颜色。然后可以快速打印更新后的地图。

各种地图

制图师制作多种类型的地图，但它们大致可分为两类：专题地图和通用参考地图。

通用参考地图显示一个地区的主要自然特征，例如城市、边界、高速公路、山脉、河流和海岸线。包括美国地质调查局（USGS）在内的各种政府组织提供各种通用参考地图。其中许多是地形图，显示海拔变化。

它们显示了特定区域的每个山谷和山丘。从寻找路径的徒步旅行者到寻找高速公路和水坝合适位置的工程师，每个人都可以从中受益。

专题地图显示地球表面的分布或模式。它们强调一个概念或主题。这些主题可能涵盖有关人类、其他生物或环境的知识。作物产量、平均家庭收入、所讲语言和年平均降雨量是一些例子。

地理信息系统（GIS）技术使得创建多个专题地图成为可能。地理信息系统（GIS）是记录、存档和显示地球表面位置信息的计算机程序。

这项技术将地图数据与有关人类、土地、气候、农场、家庭、企业等其他数据结合起来，从而可以在一张地图上显示各种数据集。

组织和公司广泛使用 GIS 技术进行分析和决策。例如，地理信息系统（GIS）数据使官员能够识别哪些河流最容易受到污染。企业也可以使用它来选择新店的位置。