主题：地图知识

长度单位“米制”是如何建立的

在现代社会生活中，几乎很少有人不知道长度单位“米”。但“米制”单位源于何处，它与测绘有何关系？却鲜为人知。

原来早在1792年，法国国民议会决定建立新的长度单位要与地球椭球子午线弧长发生联系。为此，从1792～1797年进行了弧度测量，计算了1800年德兰勃尔椭球，取其子午圈长度的四千分之一作为长度单位，称为1米。1872年在巴黎召开的世界长度会议上决定，制造31支“米原型尺”，每支尺都编了号。除了N0.6号为国际原尺外,其它的都以国际原型尺为标准,精密检定,求出长度,分发各国保存,作为长度单位的标准。我国因未加入国际度量衡协会，没有获得米原型尺。这种实物“米”定义为“1米是N0.6‘米原型尺’在冰溶点温度时两刻划线间的距离。”其缺点是：难以复现，容易损坏；随时间有缓慢变化；精度不够高，仅1～2×10^-6；少数国家有，满足不了大多数国家长度传递的要求。因此，实物米需用自然米来代替。 1960年第11届国际计量大会通过了光波米的定义，第二次“米”定义为“氪-86原子的2P₁₀ 和5d₅ 能级之间跃迁辐射在真空中波长的 1650 763．73倍为 1米。” 氪-86谱线轮廓稍微有些不对称，光波米在实验室复现精度为 4 × 10^-9　。 1983年第17届国际计量会议上通过了第三次光速米的定义，“1米是光在真空中 299 792 458分之一秒时间内所传播的距离。” 用子午圈弧长来制定长度单位，在中国早已采用。清康熙四十三年（1702年），规定子午圈 l°弧长为200里，l里分1800尺，即1尺等于0.O1″子午圈弧长。 1984年我国国务院颁布的《中华人民共和国法定计量单位》规定，从1990年以后，长度单位一律采用国际单位制的单位名称米，取消日常生活中长期沿用的市制计量单位市尺。

什么是“海拔”,它是如何确定的

顾名思义，所谓海拔就是超出海水面的高度。但海面潮起潮落，大浪小浪不停，可以说没有一刻风平浪静的时候，而且每月每日涨潮与落潮的海面高度也是有明显差别的。因此，人们就想到只能用一个确定的平均海水面来作为海拔的起算面。海拔也就定义为高出平均海水面的高度。这就是通常人们所说的高程或绝对高程。 如何得出一个确定的平均海水面呢？对此，测绘专家们很早就想到通过在沿海设置验潮站的办法。选择对一个国家或地区来说具有位置适中、外海海面开阔、海底平坦、地质结构稳定、有代表性和规律性的半日潮等特点的港区建立一个长期使用的验潮站，根据长期验潮资料来确定一个平均海水面，把它作为零高程面。然后用精密水准测量联测到陆地上预先设置好的水准原点，测定出这个点的海拔高度作为一个国家或整个地区的起算高程。新中国成立前，我国各部门各自为政，确立海拔高度的验潮站很多，高程系统比较混乱。这曾给我国经济建设和国防建设带来许多问题和麻烦。新中国成立后即着手建立我国统一的高程系统，于1957年确立了青岛验潮站为中国基本验潮站，并以该站1950～1956年的潮汐资料推求的平均海面作为中国高程系统的起算基准面。其它验潮站的验潮结果只能作为参考比较及研究海面地形之用。根据经济和科学技术发展的需要，80年代末，通过复查，并参照更长时间验潮资料，又对原高程系统的起算高程进行了新的确认，新老高程基准相差仅29毫米。

用什么方法测定地面点的高程

按所使用的仪器和施测方法不同，测定地面点高程的方法可分为水淮测量、三角高程测量和其它物理高程测量（如流体静力水准测量、气压高程测量）。现在用全球卫星定位系统·GPS也能直接测定地面点的大地高，并可化算为地面点高程。但最通常使用的方法为水准测量，也称几何水准测量。 水准测量法是利用水准仪提供的水平视线，观测竖立在地面两点上的水准标尺，分别读取尺上的读数以推算两点间的高差。这样，由一个已知高程的地面点出发就可以推测地面上任何一点的高程。

传统概念上的地图是按照一定数学法则，用规定的图式符号和颜色，把地球表面的自然和社会现象，有选择地缩绘在平面图纸上的图。如普通地图、专题地图、各种比例尺地形图、影像地图、立体地图等。现代地图已出现有缩微地图、数字地图、电子地图、全息像片等新品种。 国家基本地形图即国家基本比例尺地形图，简称国家基本图。它是根据国家颁布的统一测量规范、图式和比例尺系列测绘或编绘而成的地形图，是国家经济建设、国防建设和军队作战的基本用图，也是编制其它地图的基础。各国的地形图比例尺系列不尽一致，我国规定1:1万、1：2.5万、1:5万、1:10万、1:20万(现已为1:25万) 、1:50万、1:100万七种比例尺地形图为国家基本比例尺地形图。其测制精度和成图数量质量是衡量一个国家测绘科学技术发展水平的重要标志之一。

地形图及其基本特征

地形图，是普通地图的一种，是按一定比例尺表示地貌、地物平面位置和高程的一种正射投影图。其基本特征是： （1）以大地测量成果作为平面和高程的控制基础，并印有经纬网和直角坐标网，能准确表示地形要素的地理位置，便于目标定位和图上量算；（2）以航空摄影测量为主要手段进行实地测绘或根据实测地图编绘而成，内容详细准确；（3）地貌一般用等高线表示，能反映地面的实际高度、起伏状态，具有一定的立体感，能满足图上分析研究地形的需要；（4）有规定的比例尺系列，如我国规定国家基本比例尺地形图系列为：1:1万、1：2.5万、1:5万、1:10万、1:20万(现已为1:25万) 、1:50万、1:100万，可以基本满足国家经济建设和军队作战指挥的不同需要；（5）有统一的图式符号，便于识别使用。 此外，为保持地形图的现势性，还规定了定期更新。

地图要素

构成地图的基本内容，叫做地图要素。它包括数学要素、地理要素和整饰要素（亦称辅助要素），所以又通称地图“三要素”。 （l）数学要素，指构成地图的数学基础。例如地图投影、比例尺、控制点、坐标网、高程系、地图分幅等。这些内容是决定地图图幅范围、位置，以及控制其它内容的基础。它保证地图的精确性，作为在图上量取点位、高程、长度、面积的可靠依据，在大范围内保证多幅图的拼接使用。数学要素，对军事和经济建设都是不可缺少的内容。 （2）地理要素，是指地图上表示的具有地理位置、分布特点的自然现象和社会现象。因此，又可分为自然要素（如水文、地貌、土质、植被）和社会经济要素（如居民地、交通线、行政境界等）。 （3）整饰要素，主要指便于读图和用图的某些内容。例如：图名、图号、图例和地图资料说明，以及图内各种文字、数字注记等。

地图比例尺

地球表面的面积很大，要把它绘在平面图纸上，就必须予以缩小。缩小时，又必须使地图上的长度与相应实地的距离保持一定的比例关系，并以这种比例关系作为两者之间的量算尺度，这个尺度就叫地图比例尺。按照这一道理，就可以给地图比例尺下个定义：图上某线段的长度与相应实地水平距离之比，即地图比例尺。若列成公式表示，则为：地图比例尺=图上长度/相应实地水平距离。

地形图是怎样测绘出来的

人们看到一张张反映地球表面形态和面貌的地形图是相当复杂的。不论是地形起伏变化的山区，还是河流湖塘水网密集的水乡平原，图上各种各样的地貌和地物符号都准确地反映了地面的实际情况。它们是怎样测绘出来的呢？ 这首先要明确确定地形图上的每个点位需要的三个基本要素：方位、距离和高程。同时这三个基本要素还必须有起始方向、坐标原点和高程零点作依据。 用一张固定在图板上的白纸测绘地形图时，一开始先要对图板定向，这可根据事先测量的大地控制点作为起始方向来定向；在简易测图中，也可用指北针来定向。图板定向后，就要确定测图点在图纸上的位置，对于纳入国家统一的基本地形图的测绘，是有统一规范的坐标展点要求的；但对于小面积局部地区测绘，可假设独立的平面直角坐标系原点，即可着手按测方位和距离两要素的方式，测定地面上其它任何点的平面坐标位置。至于点的高程，由于国家高程系统已在全国各地布设了很多统一高程基准的水准点可供利用，一般均可用水准测量方法连测到测图区，因此在测图时采用视距三角高程测量的方法就可同时测定出任何一点的点位和高程。 我们知道，地面上任何地貌和地物的描绘都可用其变换点所组成的线条反映出来。地貌可用等高线反映出其高低和形态变化；地物如房屋、道路、河流等均可用其变换特征点所构成的线条表示出来；有不少特殊的地貌和地物还有专门的图例符号来表示。因此，测绘地形图的工作实际上就是测定并表示地面上所有地貌和地物的特征点。当然，不同比例尺的地形图，也还有个对特征点的取舍和繁简综合问题。 随着测绘科学技术的发展和进步，现代地形图的大量艰巨的测绘工作也已由传统的野外白纸测图转向室内的航空摄影测绘和航天遥感测绘，并已逐渐迈向全数字化、自动化测图。

方位角

从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角，叫方位角。 由于每点都有真北、磁北和坐标纵线北三种不同的指北方向线，因此，从某点到某一目标，就有三种不同方位角。 （1）真方位角。某点指向北极的方向线叫真北方向线，而经线，也叫真子午线。从某点的真北方向钱起，依顺时针方向到目标方向钱间的水手夹角，叫该点的真方位角。通常在精密测量中使用。 （2）地球是一个大磁体，地球的磁极位置是不断变化的，某点指向磁北极的方向线叫磁北方向线，也叫磁子午线。在地形图南、北图廓上的磁南、磁北两点间的直线，为该图的磁子午线。从某点的磁北方向线起，依顺时针方向到目标方向线间的水平夹角，叫该点的磁方位角。 （3）坐标方位角。从某点的坐标纵线北起，依顺时针方向到目标方向钱间的水平夹角，叫该点的坐标方位角。 方位角在测绘、地质与地球物理勘探、航空、航海、炮兵射击及部队行进时等，都广泛使用。不同的方位角可以相互换算。

在地图上认识国界

国家的边界，也叫国界。是一国领土与邻国的地理分界线。边界线以内就是一个国家神圣不可侵犯的领土。在地图上，边界线确实是一条弯弯曲曲的线条，但是在实地并不是这样。一个国家的领土是主权国管辖的全部疆域，包括陆地、水域及其底土和上空。所以说，国家的边界其实是由地表边界线为基准向上向下作垂直面而构成的，好比一座看不见的高墙。因此，边界是一个垂直干地表的封闭面，而不是一条线，这个面向上到很高很高的天空，向下到很深很深的地壳。 边界的形成也是一个漫长的历史过程。古代社会，由于科学技术水平的限制，国家间在领土的争夺上主要是地表，而对于空中和底土尚未认识，当时的边界也就只是一条线。随着航空工业的发展，领空主权问题随之而来。随着工业的快速发展、工业生产所需资源日益为各国所重视，而工业所需资源大部分蕴藏于底土，有的还在海底，在开发底土的过程中，就又出现了底土主权的问题。因此，在领空和底土问题出现后，国际上也相应提出了一些保护措施，并以国际法的形式确定下来。比如飞机和轮船，特别是军用飞机和军舰不能随便进入别国领空和领海，潜艇在水下也不能进入别国领海，当然也不能在别国领海内的海底开发石油和开采矿藏等。这样，边界自然就成为一个向上向下延伸的垂直面了。