本發(fā)明涉及地理坐標網(wǎng)在大比例尺地圖中應用、讀取大比例尺地圖地理坐標方法及實現(xiàn)該方法的地圖。

背景技術：

常見地圖，地理坐標網(wǎng)采用高斯投影的方法，由轉繪到平面上的經(jīng)緯線網(wǎng)構成。2015年1月武漢大學出版社出版的胡允達主編《軍事地形學與定向越野》第二版上介紹比例尺大于1：25萬的地圖上，圖廓間只繪有分度帶的分劃，每一分劃相應經(jīng)緯度1′，圖的四角注有相應的經(jīng)緯度數(shù)值。當用戶需要時，將兩兩相對的經(jīng)緯度分劃短線臨時連接起來，就是緯線和經(jīng)線。用戶需要用地理坐標指示目標點在圖上的位置時可分兩種情況：一是圖上量取點的地理坐標；二是按地理坐標確定點在圖上的位置?，F(xiàn)以第一種情況，圖上量取點的地理坐標為例說明使用過程：第一步，先在南北圖廓和東西圖廓間的分度帶上，找出最接近但又小于該點的經(jīng)度分劃和緯度分劃；第二步，在分劃間連以經(jīng)、緯線；第三步，量取目標點至所連經(jīng)、緯線的垂距；第四步，量取經(jīng)、緯線分度帶的分劃長；第五步，按下式分別計算不足一分的秒值：秒值=60秒×點至經(jīng)（緯）線的垂距÷經(jīng)（緯）線分度帶的分劃長。第六步，分別計算出秒值。第七步，將所得秒值分別加在所連經(jīng)度或緯線的度、分值上，即得目標點地理坐標。如果已知某點的地理坐標，當需確定它在圖上位置時，可先在南北和東西分度帶上，按經(jīng)緯度確定出垂距，再將對應點連線，其交點即為目標點在圖上的位置。由此可見，上述過程繁瑣，效率低下，容易出錯。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為克服上述目標點地理坐標量測方法和大比例尺地圖存在的缺陷，提供地理坐標網(wǎng)在大比例尺地圖中的應用、讀取大比例尺地圖地理坐標的方法以及實現(xiàn)該方法的地圖。

本發(fā)明解決上述問題采用的技術方案：地理坐標網(wǎng)在大比例尺地圖中的應用、讀取大比例尺地圖地理坐標的方法以及實現(xiàn)該方法的地圖，讀取大比例尺地圖地理坐標的方法包括如下步驟：備經(jīng)緯網(wǎng)線，尋找最接近但又小于該點的經(jīng)度線和緯度線，量取目標點至該經(jīng)線和緯線的垂距，求秒值，判讀地理坐標；所述備經(jīng)緯網(wǎng)線的過程包括尋找地圖相同的經(jīng)度分劃和緯度分劃，連以經(jīng)線和緯線，這兩個內(nèi)容均由專業(yè)人員在地圖使用前完成；所述尋找最接近但又小于目標點的經(jīng)度分度線和緯度分度線改為地理坐標網(wǎng)上目測快速實施，所述量取目標點至所連經(jīng)線和緯線的垂距改為卡取垂距，所述求秒值包括量取經(jīng)線和緯線分度帶的分劃長、列式計算、得出秒值共3項內(nèi)容改為平移垂距完成，所述判斷地理坐標改為直接讀取地理坐標完成。

讀取大比例尺地圖地理坐標方法的地圖包括地理要素、數(shù)學要素、輔助要素，地理坐標網(wǎng)應用于大比例尺地圖，相鄰地理坐標網(wǎng)經(jīng)緯線的分度帶相差1分值，每個分度帶都用度值分值標注，每個分度帶之間在外圖廓線上有秒值分劃尺短線刻度。

地圖的內(nèi)廓線上為直角坐標的短劃線刻度，并全部標注全概略坐標。

直角坐標與地理坐標網(wǎng)標注字體樣式區(qū)分明顯不同，直角坐標采用斜體字。

為了更好地理解本發(fā)明的實質，鑒于大比例尺地圖均采用平面直角坐標網(wǎng)測繪，就讓我們先說說平面直角坐標使用中存在的不足：1.它依據(jù)高斯原理測繪，目標點的直角坐標不是它們在地球上的唯一坐標，而是相對高斯投影帶上的相對坐標。這個特點猶如人工加密，使初學者傷透腦筋。2.同一平面直角坐標表述方法多達5種，就全球來講，有正有負，數(shù)位不一，不利于信息化處理傳輸。3.不同投影帶的直角坐標系不一致。故不利于用戶遠距離跨部門協(xié)同使用。全球投影帶多達60個，僅我國就涉及第13帶至第23帶。

將平面直角坐標網(wǎng)和地理坐標網(wǎng)作以比較，可以看出：

1.地圖上的線由若干個點測繪而成。就實地測繪而言，點的位置首先是由測繪人員裝備的定位裝備確定的。所以，地理坐標的數(shù)據(jù)具有原始性和可靠性。

2.地理坐標具有絕對性和唯一性。而平面直角坐標網(wǎng)，依據(jù)高斯原理測繪，目標點的常用直角坐標不是它們在地球上的唯一坐標，而是相對高斯投影帶上的相對坐標。如平面直角坐標網(wǎng)為了避免橫坐標出現(xiàn)負值，采用所謂通用橫坐標值，即把中央經(jīng)線按500公里計算。這樣，在中央經(jīng)線以東的橫坐標值均大于500公里，以西的小于500公里。這種人為起算方式使得普通使用者費解和費事。地理坐標網(wǎng)對于初學者來說，極易學習和掌握，而直角坐標網(wǎng)的系統(tǒng)性復雜性使許多人浪費了大量時間精力，甚至產(chǎn)生畏難情緒而止步于學科門外。

3.用戶需求方面。用戶導航等設備總是依賴于目標點的地理坐標。大比例尺地圖上的平面直角坐標網(wǎng)即使量測方便，但最終要換算為地理坐標。這種換算必然浪費時間和帶來較大誤差。

4.人員定位裝置能直接讀出站立點的地理坐標，而在大比例尺上標注時需要反向計算，費時費事并帶來誤差。

5.圖上量測目標點時，由于距離具有十進制的特點，更加符合人的習慣，應該說最容易辦到。而圖上量測目標點的地理坐標難度更大。如果能將難辦和浪費時間的事情放在制作大比例尺地圖時由專業(yè)測繪人員預先辦好，就能為用戶節(jié)約大量時間，減少工作量，還能減少誤差，這是都是本發(fā)明在大比例尺地圖上確立地理坐標網(wǎng)主體地位的原因所在。

由以上討論，可以得出本發(fā)明大比例尺地圖上應用地理坐標網(wǎng)的優(yōu)點如下：

1通過在大比例尺地圖上應用地理坐標網(wǎng)，圖上目標點更便于以地理坐標定位，并具有直觀性和唯一性。便于學習者理解，有利于激發(fā)學習興趣，縮短學習時間。

2通過在大比例尺地圖上應用地理坐標網(wǎng)，指示具體目標更加準確。以1:5萬地圖對應地球赤道為例，直角坐標每毫米對應于50米；地理坐標每秒角度對應約30多米。地理坐標刻度明顯優(yōu)于直角坐標。

3通過在大比例尺地圖上應用地理坐標網(wǎng)，當具體目標點與用戶人員重合時，用戶人員隨身所帶定位儀器報讀結果將與目標具有高度一致性。這使用戶人員站立點在圖上位置更便于直接標示出來。

4通過在大比例尺地圖上應用地理坐標網(wǎng)，用戶報告目標點坐標更加快捷。而不需繁瑣換算。

5地理坐標在大比例地圖上不成網(wǎng)，并由此造成地圖及用圖人員人力物力資源很大浪費，其原因就是人們長期存在的輕視地理坐標網(wǎng)的認識偏見，以為地理坐標網(wǎng)極不好用，而傳統(tǒng)的平面直角坐標網(wǎng)方林格方方正正、使用起來便利準確快速。

因此，推動地理坐標網(wǎng)在大比例尺地圖上的應用，需要克服人們長期存在的平面直角坐標網(wǎng)“準確好用”的認識偏見。以解決人們長期以來想解決的快速、準確、遠程、協(xié)同地報告目標的難題。

就目標點的大比例尺地圖地理坐標量測方法而言，本發(fā)明解決上述技術問題的量測方法包括如下步驟：備經(jīng)緯網(wǎng)線，尋找最接近但又小于該點的經(jīng)度線和緯度線，量取目標點至該經(jīng)線、緯線的垂距，求秒值，判讀地理坐標。本發(fā)明將所述備經(jīng)緯網(wǎng)線的過程包括尋找地圖相同的經(jīng)度分劃和緯度分劃，連以經(jīng)線和緯線，這兩個內(nèi)容改由專業(yè)人員在地圖制作過程中即地圖使用前完成；所述尋找最接近但又小于目標點的經(jīng)度分度線和緯度分度線改為用戶在地理坐標網(wǎng)上目測快速實現(xiàn)，所述量取目標點至所連經(jīng)線、緯線的垂距改為用戶卡取垂距，所述求秒值的3項內(nèi)容包括量取經(jīng)線和緯線分度帶的分劃長、列式計算、得出秒值改為平移垂距，讀取地理坐標改為連讀地理坐標完成。

對于用戶來說，備經(jīng)緯網(wǎng)線的過程包括尋找地圖相同的經(jīng)度分劃和緯度分劃，連以經(jīng)線和緯線，這兩項最復雜繁瑣的工作內(nèi)容改由專業(yè)人員在地圖制作過程中即地圖使用前完成，不僅帶來用戶省略這兩項內(nèi)容的時間和畫線的誤差，而且對于一些較大比例尺地圖，減小了用直線直接代替經(jīng)緯線實際上的曲線所引起的誤差。用戶尋找最接近但又小于目標點的經(jīng)度分度線和緯度分度線在地圖幅面很大并充滿密密麻麻等高線地圖的實際操作中很容易出錯，而改為用戶在地理坐標網(wǎng)上判讀不僅能快速實現(xiàn)而且不易出錯。用戶量取目標點至所連經(jīng)線、緯線的垂距改為用戶卡取垂距不僅排除了原平面工具如指揮尺覆蓋地圖帶來的視覺干擾，而且避免了讀出數(shù)字產(chǎn)生的人工誤差。用戶以下3項內(nèi)容包括量取經(jīng)、緯線分度帶的分劃長；用秒值=60秒×點至經(jīng)（緯）線的垂距÷經(jīng)（緯）線分度帶的分劃長，列計算式；通過計算得出不足一分的秒值，這些一般要用到計算器之類的工具，同時四舍五入也要帶來誤差。求秒值的這3項內(nèi)容改為平移垂距線段則要省事便捷得多。讀取地理坐標改為連讀地理坐標后，省事省力。

本發(fā)明還涉及實現(xiàn)目標點地理坐標量測方法的地圖，包括地理要素、數(shù)學要素、輔助要素。其特征在于：地理坐標網(wǎng)應用于大比例尺地圖，相鄰經(jīng)緯線的分度帶相差1分值，每個分度帶都用度值分值標注，每個分度帶在內(nèi)廓線上有秒值分劃尺短線刻度。

作為本發(fā)明的一種改進，地圖的外圖廓線上為直角坐標的短劃線刻度，并全部予以完整標注。

作為本發(fā)明的一種改進，直角坐標與地理坐標網(wǎng)字體樣式區(qū)分明顯，直角坐標采用斜體字。

本發(fā)明有益效果：

1．用戶原有方法的多個步驟及其內(nèi)容因過程簡化，效率高。

2改進后不需費力地尋找、標識分度帶短劃線和連線，有利于防止尋線差錯、消除連線誤差和讀數(shù)誤差。

3．不再需要讀出數(shù)字和列式計算，速度快，出錯也少。

4．減少了工量具如本例中的長直尺，計算器等。

5．人們長期以來存在輕視地理坐標網(wǎng)的認識偏見，以為大比例尺地圖上地理坐標網(wǎng)不如直角坐標好用，傳統(tǒng)的平面直角坐標網(wǎng)方林格方方正正、使用起來似乎便利準確快速。本發(fā)明通過比較直角坐標網(wǎng)和地理坐標網(wǎng)1：5萬以上（含）分度帶上最小刻劃的毫米和秒值對應赤道實地長度，表明使用地理坐標刻度精度可以更高；通過論證地理坐標數(shù)據(jù)的原始性，表明地理坐標更為便捷準確；特別是將最復雜最繁瑣的地理坐標網(wǎng)測繪工作改由專業(yè)測繪人員去做，放在地圖制作過程完成，通過上述全面比較，糾正了這種偏見，并產(chǎn)生了預料不到的上述效果?？傊蟊壤叩貓D用地理坐標網(wǎng)代替平面直角坐標網(wǎng)，有利于節(jié)約用圖人員人力物力和地圖印刷資源的很大浪費。

附圖說明

圖1適合1：5萬以上（含）地圖通用的本發(fā)明示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

實例1

如附圖所示，擬判讀目標點p的地理坐標?，F(xiàn)以應用地理坐標前后兩種方法分別求取p點地理坐標為例，詳述判讀過程及其差異。

第一種辦法：以使用本發(fā)明前的原有方法和地圖，量取p點緯度的實際過程如下：第一步，在地圖西圖廓間的分度帶上，通過圖廓西南角、西北角標注的經(jīng)緯度數(shù)值差值，結合西圖廓間的分度短劃數(shù)量，先判斷出哪組數(shù)字是緯度數(shù)字，并標出度值之間的分度帶短劃對應的分值數(shù)。操作中，因短劃線與直角坐標相距不一，有的甚至接近重合，容易混淆，操作時需格外細心，特別要利用好每分劃長幾乎一樣這個特點。同理，標出東圖廓線上的分度帶短劃及其分值數(shù)。通過試連，尋找出最接近但又小于該點的經(jīng)度分劃，結果為29°31′，操作中因地圖幅面較大，需要準備一個長達東、西圖廓之間的長直尺，推薦使用44厘米長直尺。第二步，用長直尺連接東、西圖廓之間的29°31′短劃線為直線段。第三步，量取p點到所連緯線的垂距，結果為1.05厘米。第四步，量取臨近緯線分度帶的分劃長，為3.7厘米。第五步，按以下公式計算不足一分的秒值：秒值=60秒×點至經(jīng)（緯）線的垂距÷經(jīng)（緯）線分度帶的分劃長=60″×1.2÷1.6。第六步，計算得出秒值為=17″。第七步，將所得秒值分別加在所連緯線的度、分值上，即得p點地理坐標的緯度為29°31′17″。

以使用本發(fā)明前原有方法和地圖，量取p點經(jīng)度的實際過程如下：第一步，在地圖南圖廓間的分度帶上，通過圖廓西南角、東南角標注的經(jīng)緯度數(shù)值差值，結合南圖廓間的分度短劃數(shù)量，先判斷出哪組數(shù)字是經(jīng)度數(shù)字，并尋找標出度值之間的分度帶短劃及對應的分值數(shù)。操作中，因短劃線與直角坐標相距不一，有的幾乎重疊，容易混淆，操作時需格外細心，特別要利用好每分劃長幾乎一樣這個特點。同理，標出北圖廓線上的分度帶短劃及分值數(shù)字。通過試連，尋找出最接近但又小于該點的經(jīng)度分劃。結果為106°31′。第二步，用長直尺連接南北圖廓之間的106°31′短劃線為直線段。第三步，量取p點到所連經(jīng)線的垂距，結果為23厘米。第四步，量取經(jīng)線分度帶的分劃長，結果為26.75厘米。第五步，按以下公式計算不足一分的秒值：秒值=60秒×點至經(jīng)（緯）線的垂距÷經(jīng)（緯）線分度帶的分劃長=60″×23÷26.75。第六步,計算得出秒值為45″。第六步，將所得秒值分別加在所連經(jīng)線的度、分值上，即得p點的地理坐標的經(jīng)度為106°31′52″。

第二種辦法：

以本發(fā)明方法和地圖，量取p點緯度的實際過程如下：在地理坐標網(wǎng)格上容易看出小于p點的緯線為29°31′，用兩腳規(guī)卡定p點到該線的垂距，平移該垂線至南圖廓上，從該圖廓上讀得p點的北緯坐標為29°31′17″。其中，29°31′是讀出的地圖西外圖廓線上的分度帶標注，17″是兩腳規(guī)張度不變平移到西外圖廓線，即以29°31′為第一腳，第二腳落在29°31′與29°31′之間秒值分劃尺上的讀數(shù)。

同理，量取p點經(jīng)度的實際過程如下：在地理坐標網(wǎng)格上容易看出小于p點的經(jīng)線為106°31′，用兩腳規(guī)卡定p點到該線的垂距，平移該垂線至南外圖廓上，從該外圖廓上讀得p點的經(jīng)線坐標為106°31′52″。其中，106°31′是讀出的地圖南廓線上的分度帶標注，52″是兩腳規(guī)張度不變平移到南廓線第一腳以106°31′為起點，第二腳落在106°31′與106°32′之間秒值分劃尺上的讀數(shù)。

通過兩種辦法的比較，可以看出，本發(fā)明將原有地圖使用的步驟及其工作內(nèi)容簡化，效率高；不再需要尋找分度帶短劃線和作連線，有利于消除尋線錯誤、連線誤差和讀數(shù)誤差；不再需要讀出數(shù)字和列式計算，速度快，出錯機會少；減少了人員對工量具如長直尺，計算器的依賴；大比例尺地圖用地理坐標網(wǎng)代替平面直角坐標網(wǎng)，有利于節(jié)約人力物力，減少地圖損耗，防止地圖印刷資源的浪費。