绘制地图

《绘制地图》教案

针对年级：五年级。
课程时长：2课时。

第一课 为地球画像的历史

【教学目标】
通过图片展示和故事讲述的方式，让学生了解人类绘制地图的发展史，以及此过程中出现的一些重要的技术方法，如卫星探测、罗盘仪等。
【教学准备】
教师准备：指南针，星盘（待找），各式地图，打印的互动材料，笔记本电脑，教学相关图片资料。
学生准备：笔，白纸。
【教学过程】
一、导入。（计划用时：5分钟）
无论我们走到哪里，我们都需要用到各种各样的地图。公路地图，铁路地图和地铁路线图，就连去朋友家也要用到地图。现在的地图设计涵盖了许多内容：从天气状况到全球温度，从高山海拔到水密河深，有些地图或许是过去你从未见过的。
包含了上述信息的地图不久之前才出现，而以前的一些地图，要么只是简单的标出了当地的位置，要么其信息来源既不可靠也不精确。科学发展到今天，已经有了更为精确的测量距离的方法和更加可靠的绘制工具。从而也就能绘制出更为精确可靠的地图，为研究地球表面和内部乃至太空打下了良好的基础。这节课将把学生们带入一个神奇的地图世界，他们有些出自远古时期的天文学家，有些是由现在正在太空作业的宇航员绘制而成。
二、现在最先进的地图绘制方式-----引入奋进号。（计划用时：5--10分钟）
1、首先介绍从古至今人们摸索得到的绘制地图的方式，以及这其中的演变。由其缺陷（不精确，不完整）引入奋进号航天飞机。
2、展示奋进号航天飞机的资料图片，包括雷达发射器收集到的地面图像、雷达发射器工作原理说明、利用雷达发射器得到的3D彩色成像图等。
3、介绍奋进号航天飞机地面勘测的成果（数字），意义等。（参见背景资料一）
三、不同时代的人们对地图的不同认识。（计划用时：10分钟）
1、展示不同时代的地图（小木棒地图、马塞克瓷砖、岩石圈地图）。
2、不同的地图源于不同时期人们对世界的认识不同。提问：你眼中的世界是什么样的？如果让你来画地图，你会画一幅什么样的地图？引导学生了解球体地图的概念。
请学生举手
四、平面地图的缺陷。（计划用时：10分钟）
1、我们知道地球是球形的，而地图大多是平面的，问题在于平面地图无法准确的显示球形的表面特征。因此，一直以来，科学家、天文学家、地图制作者都在竭力用不同的投影或者平面地图在二维空间里描绘地图。各种投影都试图将地图的平面图描绘的更准确一些。但是没有一种地图的投影是完全精确的。尽管有其局限性，但是他们还是有一定的用户，让我们对地球一览无余。介绍地球仪平面构造（一系列相互连接的瓣状图块）。
2、分别介绍罗宾逊投影、正弦投影、格灵登投影、墨卡托投影等（参见背景资料二）
五、职业工具。（计划用时：10分钟）
1、你或许听说过：没有罗盘的水手，出海必然会迷路。不知道你是否想象过当你一个人在陌生的地方，将如何辨认方向？提问---请学生举手。
2、从最早期一直到中世纪，航海家和探险家都面临着这个问题，下面你将了解他们如何应对这个问题，以及随着科技的进步，一些必要的工具是如何产生的。
3、展示从公元前二百年一直到二十一世纪的罗盘、星盘、六分仪、GPS等（最好能用实物）
六、回顾总结。（计划用时：5分钟）
回顾本课所介绍的奋进号航天飞船收集地面信息的方式、几种平面地图的投影以及绘制地图所用工具的演变。
【背景资料】
一、奋进号航天飞机
2月11日美国东部时间12：43，美国奋进号航天飞机从卡纳维拉尔角的肯尼迪航天发射中心升空，开始执行耽搁已久的绘制地球表面三维立体地图（SRTM）的飞行任务。奋进号航天飞机上共有6位航天员，其中有日本和欧空局（ESA）各1名航天员以及美国4名航天员。此行的使命是要接收从地球表面各城市、田野、山脉、森林以及其他地形反射传回的雷达信号，这些信号由奋进号航天飞机的天线以及从航天飞机货舱伸出去的另一副雷达天线接收。两个雷达收到信号合成的图像如同三维立体电影或照片一样清晰，从而为人类绘制成第1张最为逼真的地形图。1994年奋进号曾经用较小、较简单的雷达系统飞过两次。+
这次任务的最初目标是重复测绘1.3亿km2的面积，在9天外加6小时的地形绘制工作中，航天员对1.12亿km2的地球表面进行了至少两次的探测工作。双重测绘为制作一份三维地表地形图提供了更高的可靠性，这张地形图北至美国阿拉斯加州，南抵南美洲的最南端。它所收集的地形信息，需要2万张光盘才能装载完。
科学家们需要1～2年时间才能完成这些数据的分析。美国NASA、国家图像和地图绘制总局（NIMA）预计这幅地图将是迄今为止最完整、最精确的世界地图。经过处理得到的地球表面三维地图，其精度水平为30m，高度为15m。本次测绘不包括南极地区、格陵兰岛和北极圈内的地形，测绘范围从60°N到56°S，覆盖了全球表面积的75%以及95%的人口。其中包括了中国的全部领土。
二、平面地图投影
我们全都知道地球并非扁平的，但为了携带方便，我们把地图描在一张长方形的纸上。由于地球类似于球体，因而画在球面上的地图是最精密的地图。一幅球面的地图显示出：
——所有经线长度都相等而且相交于极点；
——所有的纬线都平行；
——纬线环绕着球体，越近极点变得越小；
——两经线夹在任意两条纬线问的距离相等；
——纬线与经线相交成直角。
然而，在一张扁平的纸上是不可能画出一张精确的地图的。结果球形地图的投影也就应运而生。不同类型的投影会使地图上某个特殊的区域较为精确。投影几何的概念对于创作不同的地图是非常有用的。但如果我们用了某种投影，那么地图上必然会有一些部分产生歪曲。这就解释了为什么领航员对不同的区域及不同的领航种类(空中或海洋)需要用不同的地图或地图的结合。没有投影几何、比例、绘图学以及球面几何等知识，地图的绘制只能停留在原始的阶段。
几种常用的平面地图投影：
1、罗宾逊投影。当某个绘图公司请绘图员亚瑟。罗宾逊湖之一幅新的地图时，他提供了这一份投影。罗宾逊投影被普遍用于地图集或是挂图上。1990年，国际地理学会将罗宾逊投影用于他们的世界地图集中，该地图显示了整个世界，但由于投影变形，使得南极洲变成了一个狭长的大陆。
2、墨卡托(Mercator)投影，又名“等角正轴圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Mercator）在1569年拟定，假设地球被围在一个中空的圆柱里，其赤道与圆柱相接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅标准纬线为零度（即赤道）的“墨卡托投影”绘制出的世界地图。从球到平面，有个转换公式，这里就不再罗列。
3、正弦投影能够显示中线偏离中心轴的程度。经线与赤道交叉成一定的角度。偏离中心轴越远，经线越弯曲，陆地形状的变形就越大。看看北美洲，变得几乎都认不出来了。正弦投影的所有经线都要交会于南极和北极。

第二课 阅读地图----地球表面的地形

【教学目标】
一、引导学生观察、描述常见地形的特点。
二、使学生学会看简单的地形图，能在地形图上指认如高原、平原、谷地、山脉、河流、海洋等的地形。
【教学准备】
教师准备：一些风景照片，一份世界地形图、一份中国地形图、一些典型的地形地貌的图片或课件，打印的互动材料，笔记本电脑，教学相关图片资料。
学生准备：笔，白纸。
【教学过程】
一、导入。（计划用时：10分钟）
1、教师用课件展示自己到外地旅游的照片，问：你知道这是什么地方吗？从照片上，你可以感受到那里的地形吗？你能说说它的地形特点吗？学生回答，教师适当纠正并补充介绍地形特点。
2、你去过什么地方呢？能不能介绍一下呢？你可以说说那里的地名，有什么特点，地形是怎样的。
二、我们看到的地形。（计划用时：10分钟）
教师出示相关图片和课件，介绍各种地形地貌的特点。
平原：宽广平坦，起伏很小；
丘陵：高低起伏，坡度较缓，由连绵不断的低矮山丘组成；
高原：面积很大，地形开阔，周围以明显的陡坡为界；
山地：地势较高，蜿蜒起伏，层峦叠嶂；
盆地：四周地势较高，中间低平；
……
三、了解不同的地形。（计划用时：10分钟）
1、我们的家乡是什么地形呢？它有什么特点呢？
请学生介绍自己家乡的风景、地形。（教师在课前可作一定了解，准备学生家乡相关的图片和地形照片）补充介绍，并填表板书。
地名 地形 特点



小组交流，统计地形。
2、将教师带来的照片按组分发给学生，由学生在组内交流，说出地形地貌的类型，简单描述其特点，整理并做好地形统计记录，完成上面表格。
四、观察地形图（计划用时：15分）
1、刚才我们交流了各自的照片，几张照片可以反映出我们整个家乡的以及整个国家的地形吗？我想光凭我们的照片是很难了解清楚的。在前一节课，老师为大家介绍了人类为地球画像的历史，正是这些地球的画像，使我们清楚的了解到了地球的真正面貌。请看！（教师出示世界地形图、中国地形图、家乡地形图）希望在它们的帮助下我们可以更好的了解（老师板书课题：地球表面的地形）。
2、初步观察地形图。
这三张地形图虽然范围不一样，可是它们却有一些共同的特点，你发现了吗？你知道上面不同的颜色所代表的意思吗？
学生观察并回答。
3、教师补充介绍地形图的相关知识。
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。它用符号和颜色来表示地球表面的地形地貌，一般在图上都有比例尺和图例。如深浅不同的棕色和褐色分别表示海拔2000米—5000米以上的高原和山地。白色表示终年积雪的山峰，往往都在6000米以上。深浅不同的蓝色表示各种深度的海洋……（背景资料一）
4、小组观察地形图
从地形图上我们可以知道哪些信息呢？请以小组为单位仔细观察世界地形图和中国地形图，交流并选出一名代表，上来告诉大家你们组从地形图中获得的信息。
5、汇报、小结。

【背景资料】

一、地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲，将地面上的地物和地貌按水平投影的方法(沿铅垂线方向投影到水平面上)，并按一定的比例尺缩绘到图纸上，这种图称为地形图。如图上只有地物，不表示地面起伏的图称为平面图。
指比例尺大于1∶100万的着重表示地形的普通地图（根据经纬度进行分幅，常用有1：100万，1：50万，1比25万，1：15万，1：10万，1：5万等等）。由于制图的区域范围比较小，因此能比较精确而详细地表示地面地貌水文、地形、土壤、植被等自然地理要素，以及居民点、交通线、境界线、工程建筑等社会经济要素。地形图是根据地形测量或航摄资料绘制的，误差和投影变形都极小。地形图是经济建设、国防建设和科学研究中不可缺少的工具；也是编制各种小比例尺普遍地图、专题地图和地图集的基础资料。不同比例尺的地形图，具体用途也不同。
详细表示地表上居民地、道路、水系、境界、土质、植被等基本地理要素且用等高线表示地面起伏的一种按统一规范生产的普通地图。
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。
地质图分幅法：按经纬线分幅的梯形分幅法一般用于1：5000—1：100万的中、小比例尺地图的分幅；按坐标格网分幅的矩形分幅法，一般用于城市和工程建设1：500～1：2000的大比例尺地图的分幅
1、地形图的梯形分幅和编号
地图的梯形分幅又称国际分幅，由国际统一规定的经纬线为基础划分的。由于子午线向南北极收敛，因此，整个图幅呈梯形。其划分的方法和编号，随比例尺不同而不同。
1)1：100万地形图的分幅和编号
国际1：100万地图的标准吩咐是经差6°和纬差4°，由于随着纬度怎搞地图面积迅速缩小，所以规定在纬度60°到76°之间双幅合并，即每幅图包括经差12°，纬差4°；在纬度76°到88°之间由四幅合并，即每幅图包括警察24°，纬差4°；纬度88°以上单独为一副。
1：100万地形图的分幅是从地球赤道(纬度0°)起，分别向南北两极，每隔纬差4°为一横行，依次以字母A，B，C，D，…，V表示；由经度180°起，自西向东每隔经差6°为一纵列，依次用数字1，2，3，…，60表示。如图10-1所示为东半球北纬1：100万地图的国际分幅和编号。每幅图的编号，先写出横行的代号，中间绘一横线相隔，后面写出纵列的代号。如北京某处的纬度为北纬39°56’，经度为东经116°22’，则该点所在的1：100万比例尺图的图幅号是J—50。
2)1：50万、1：25万、1：10万地形图的分幅和编号
这3种比例尺地形图的分幅和编号，都是在1：100万比例尺地图分幅和编号的基础上，按照表10-1中的相应纬差和经差划分

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