中国常用的地图投影
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第一节圆锥投影一、圆锥投影的基本概念1.圆锥投影的定义圆锥投影的概念可用图5-1来说明:设想将一个圆锥套在地球椭球上而把地球椭球上的经纬线网投影到圆锥面上,然后沿着某一条母线(经线)将圆锥面切开面展成平面,就得到圆锥投影。
2.圆锥投影的分类①按圆锥面与地球相对位置的不同,可分正轴、横轴、斜轴圆锥投影,见图5-2,但横轴、斜轴圆锥投影实际上很少应用。
所以凡在地图上注明是圆锥投影的,一般都是正轴圆锥投影。
②按标准纬线分为切圆锥投影和割圆锥投影切圆锥投影,视点在球心,纬线投影到圆锥面上仍是圆,不同的纬线投影为不同的圆,这些圆是互相平行的,经线投影为相交于圆锥顶点的一束直线,如果将圆锥沿一条母线剪开展为平面,则呈扇形,其顶角小于360度。
在平面上纬线不再是圆,而是以圆锥顶点为圆心的同心圆弧,经线成为由圆锥顶点向外放射的直线束,经线间的夹角与相应的经差成正比,但比经差小。
在割圆锥投影上,两条纬线投影后没有变形,是双标准纬线,两条割线符合主比例尺,离开这两条标准纬线向外投影变形逐渐增大,离开这两条标准纬线向里投影变形逐渐减小,凡是距标准纬线相等距离的地方,变形数量相等,因此圆锥投影上等变形线与纬线平行。
③圆锥投影按变形性质分为等角、等积和等距圆锥投影三种。
构成圆锥投影需确定纬线的半径ρ和经线间的夹角δ,ρ是纬度的函数用公式表示为。
δ是经差λ的函数。
用公式表示为,对于不同的圆锥投影它是不同的。
但对于某一具体的圆锥投影(),它的值是相同的。
当=1时(圆锥顶角为180 度),为方位投影;=0 时(圆锥体的顶角小到0度),为圆柱投影。
方位投影和圆柱投影都可看成是圆锥投影的特例。
3.基本公式在制图实践中,广泛采用正轴圆锥投影。
对于斜轴、横轴圆锥投影,由于计算时需经过坐标换算,且投影后的经纬形状均为复杂曲线,所以较少应用。
因此本文只研究正轴圆锥投影。
下面研究正轴圆锥投影的一般公式。
圆锥投影中纬线投影后为同心圆圆弧,经线投影后相交于一点的直线束,且夹角与经差成正比见图5-3。
我国常用的地图投影 (Li)
我国的GIS应用工程所采用的投影一般与我国基本地形图系列一致的地图投影系统,这就是大中比例尺(1:50万以上)的高斯—克吕格投影(横轴等角切椭圆柱投影)和小比例尺(1:100万以下)时的兰勃特(Lambert)投影(正轴等角割圆锥投影)。
我国基本比例尺地形图(1:100万、1:50万、1:25万、1:10万、1:5万、1:2.5万、1:1万、1:5000),除1:100万外均采用高斯—克吕格投影为地理基础。
我国1:100万地形图采用了Lambert投影,其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百分之一地图投影保持一致。
我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影和属于同一投影系统的阿尔伯斯(Albers)投影(正轴等面积割圆锥投影)。
我国分省地图投影标准纬线正轴圆锥投影和圆柱投影最适宜于沿纬线伸展的地区,特别是正轴圆锥投影适宜于中纬度地区,正轴圆柱投影最适宜于低纬度和赤道地区。
对于沿经线伸展的地区,宜采用横轴圆柱投影。
xx分省(区)地图投影的选择:(1)从制图区域的形状和位置来看:我国绝大多数省(区)处于中纬度地区,因此最适宜采用圆锥投影;对于个别省区,如广东省包括南海诸岛及南中国海域,它位于赤道附近地区,可采用正轴圆柱投影;对于经差较小的地区,亦可采用高斯—克吕格投影。
即正轴等角圆锥投影;正轴等角割圆柱投影;宽带高斯—克吕格投影。
我国目前各省(区)按制图区域单幅地图选择投影时,所采用的两条标准纬线如下:注:北京市、天津市标准纬线同河北省,上海市标准纬线同江苏省。
xx采用正圆柱投影。
另一种情况,是采用分带投影的方法,即把相近的同纬度省(区)合用一个投影,把全国各省(区)分别采用若干个正轴等角圆锥投影,下表是将全国各省(区)分为10个投影带,计算得采用正轴等角圆锥投影时长度变形小于0.5%,xx常用的地图投影举例(1)世界地图的投影:正轴等角割圆柱投影(2)半球地图的投影:东半球图:横轴等积方位投影φ0=0,λ0=±70横轴等角方位投影φ0=0,λ0=±70西半球图:横轴等积方位投影φ0=0,λ0=-110横轴等角方位投影φ0=0,λ0=-110xxxx地图:正轴等距离方位投影、正轴等角方位投影、正轴等面积方位投影(3)xx地图的投影:斜轴等面积方位投影φ0=+40,λ0=+90;φ0=+40,λ0=+85彭纳投影φ0=+40,λ0=+80;φ0=+30,λ0=+80(4)xx全图(xx作插图)正轴等面积割圆锥投影:两条标准纬线曾采用φ1=2400,φ2=4800或φ1=2500,φ2=45 00或φ1=23 30,φ2=48 30.目前常采用φ1=25 00,φ2=47 00。
介绍几种常用的,其它的投影方式请了解的朋友跟帖补充|)一、地图投影(比较常用的几种:“墨卡托投影”、“高斯-克吕格投影”、“UTM投影”)1.墨卡托(Mercator)投影1.1 墨卡托投影简介墨卡托(Mercator)投影,是一种"等角正切圆柱投影”,荷兰地图学家墨卡托(Gerhardus Mercator 1512-1594)在1569年拟定,假设地球被围在一中空的圆柱里,其标准纬线与圆柱相切接触,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,这就是一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。
墨卡托投影没有角度变形,由每一点向各方向的长度比相等,它的经纬线都是平行直线,且相交成直角,经线间隔相等,纬线间隔从标准纬线向两极逐渐增大。
墨卡托投影的地图上长度和面积变形明显,但标准纬线无变形,从标准纬线向两极变形逐渐增大,但因为它具有各个方向均等扩大的特性,保持了方向和相互位置关系的正确。
在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点,墨卡托投影地图常用作航海图和航空图,如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行,方向不变可以一直到达目的地,因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件,给航海者带来很大方便。
“海底地形图编绘规范”(GB/T 17834-1999,海军航保部起草)中规定1:25万及更小比例尺的海图采用墨卡托投影,其中基本比例尺海底地形图(1:5万,1:25万,1:100万)采用统一基准纬线30°,非基本比例尺图以制图区域中纬为基准纬线。
基准纬线取至整度或整分。
1.2 墨卡托投影坐标系取零子午线或自定义原点经线(L0)与赤道交点的投影为原点,零子午线或自定义原点经线的投影为纵坐标X轴,赤道的投影为横坐标Y轴,构成墨卡托平面直角坐标系。
2.高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影和UTM(Universal Transverse Mercator)投影2.1 高斯-克吕格投影简介高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影,是一种“等角横切圆柱投影”。
椭球体参数我国常用的3个椭球体参数如下(源自“全球定位系统测量规范GB/T 18314-2001”)Krassovsky (北京54采用)(长轴a: 6378245, 短轴b: 6356863.0188)IAG 75(西安80采用)(长轴a: 6378140, 短轴b: 6356755.2882)WGS 84(长轴a: 6378137, 短轴b: 6356752.3142)墨卡托(Mercator)投影墨卡托(Mercator)投影,是一种"等角正切圆柱投影”,荷兰地图学家墨卡托(Gerhardus Mercator 1512-1594)在1569年拟定, 假设地球被围在一中空的圆柱里,其标准纬线与圆柱相切接触,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,这就是一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。
墨卡托投影没有角度变形,由每一点向各方向的长度比相等,它的经纬线都是平行直线,且相交成直角,经线间隔相等,纬线间隔从标准纬线向两极逐渐增大。
墨卡托投影的地图上长度和面积变形明显,但标准纬线无变形,从标准纬线向两极变形逐渐增大,但因为它具有各个方向均等扩大的特性,保持了方向和相互位置关系的正确。
在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点,墨卡托投影地图常用作航海图和航空图,如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行,方向不变可以一直到达目的地,因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件,给航海者带来很大方便。
“海底地形图编绘规范”(GB/T 17834-1999,海军航保部起草)中规定1:25万及更小比例尺的海图采用墨卡托投影,其中基本比例尺海底地形图(1:5万,1:25万,1:100万)采用统一基准纬线30°,非基本比例尺图以制图区域中纬为基准纬线。
基准纬线取至整度或整分。
墨卡托投影坐标系取零子午线或自定义原点经线(L0)与赤道交点的投影为原点,零子午线或自定义原点经线的投影为纵坐标X轴,赤道的投影为横坐标Y轴,构成墨卡托平面直角坐标系。
正轴圆锥投影和圆柱投影最适宜于沿纬线伸展的地区,特别是正轴圆锥投影适宜于中纬度地区,正轴圆柱投影最适宜于低纬度和赤道地区。
对于沿经线伸展的地区,宜采用横轴圆柱投影。
中国分省(区)地图投影的选择(1)从制图区域的形状和位置来看:我国绝大多数省(区)处于中纬度地区,因此最适宜采用圆锥投影;对于个别省区,如广东省包括南海诸岛及南中国海域,它位于赤道附近地区,可采用正轴圆柱投影;对于经差较小的地区,亦可采用高斯—克吕格投影。
即正轴等角圆锥投影;正轴等角割圆柱投影;宽带高斯—克吕格投影。
我国目前各省(区)按制图区域单幅地图选择投影时,所采用的两条标准纬线如下:注:北京市、天津市标准纬线同河北省,上海市标准纬线同江苏省。
南海诸岛采用正圆柱投影。
另一种情况,是采用分带投影的方法,即把相近的同纬度省(区)合用一个投影,把全国各省(区)分别采用若干个正轴等角圆锥投影,下表是将全国各省(区)分为10个投影带,计算得采用正轴等角圆锥投影时长度变形小于0.5%,中国常用的地图投影举例(1)世界地图的投影正轴等角割圆柱投影(2)半球地图的投影东半球图横轴等面积方位投影φ0=0,λ0=±70横轴等角方位投影φ0=0,λ0=±70西半球图横轴等面积方位投影φ0=0,λ0=-110横轴等角方位投影φ0=0,λ0=-110南北半球地图正轴等距离方位投影正轴等角方位投影正轴等面积方位投影亚洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=+40,λ0=+90φ0=+40,λ0=+85彭纳投影标准纬线φ0=+40,中央纬线λ0=+80标准纬线φ0=+30,中央纬线λ0=+80中国全图(南海诸岛作插图)正轴等面积割圆锥投影两条标准纬线曾采用φ1=24 00,φ2=48 00或φ1=25 00,φ2=45 00或φφ2=48 301=23 30,目前常采用φ1=25 00,φ2=47 00。
3.5我国常用的地图投影选择我国基本比例尺地图常用的投影系统主要有两类,即比例尺小于或等于1:100万时采用正轴等角割圆锥投影,1:1万至1:50万的地形图全部采用高斯-克吕格投影。
1:2.5万至1:50万的地形图,采用6°分带方案,全球共分为60个投影带;我国位于东经72°到136°之间,共含11个投影带。
1:1万比例尺地图采用3°分带方案,全球共120个投影带。
3.5.1高斯-克吕格投影1.高斯-克吕格投影的概念以椭圆柱面作为投影面,并与椭球体面相切于一条经线上,该经线即为投影带的中央经线,按等角条件将中央经线东西一定范围内的区域投影到椭圆柱表面上,再展开成平面,便构成了横轴等角切椭圆柱投影(如图3-22所示)。
该投影早在19世纪20年代由德国的数学家、物理学家、天文学家高斯(C.F.Gauss,1777—1855)最先设计,后又于1912年经德国的克吕格(J.Kruger,1857—1923)对投影公式加以补充完善,故后人称该投影为高斯-克吕格投影。
高斯-克吕格投影满足的基本条件如下: .在中央经线(椭圆筒和地球椭球体的切线)和赤道投影成垂直相交的直线。
投影后没有角度变形(即经纬线投影后仍正交)。
中央经线上没有长度变形,等变形线为平行于中央经线的直线。
根据上述3个条件,即可导出高斯投影的直角坐标基本公式:式中:X、Y为平面直角坐标系的纵、横坐标;φ,λ为椭球面上地理坐标系的经纬度(分别自赤道和投影带中央经线起算),以弧度计;S为从赤道至纬度φ的子午线弧长;N为纬度φ处的卯酉圈曲率半径(可据纬度由制图用表查取);n即n2=e'2cos2φ,其中e'2=(a2-b2)/b2,为地球的第二偏心率,a、b分别为地球椭球体的长短半轴。
2.投影的变形分析与投影带的划分高斯投影没有角度变形,面积变形是通过长度变形来表达,其长度变形的基本公式为:高斯-克吕格投影的中央经线和赤道为互相垂直的直线,其他经线均为凹向并对称于中央经线的曲线,其他纬线均为以赤道为对称的向两极弯曲的曲线,经纬线成直角相交。
测量测绘学中的常用地图投影方法地图是人类认识地球的重要工具之一,而地图投影则是将三维地球表面投影到二维平面上的过程。
在测量测绘学中,有许多常用的地图投影方法,每种方法都有其独特的特点和应用领域。
本文将介绍一些常见的地图投影方法,并简要探讨它们的优缺点。
一、等角地图投影方法等角地图投影方法是指在地图上体现出任意两点之间的角度等于真实地球上两点之间的角度。
常见的等角地图投影方法包括兰勃托投影、平展投影和乌德尔斯坦投影等。
这些方法在保持地图上各地点角度关系准确的同时,会出现面积、形状的变形。
例如,兰勃托投影是一种常见的等角地图投影方法,它以正圆柱面作为投影面,使得地球表面的经线和纬线在地图上呈现为直线。
然而,由于纬线的扩展,兰勃托投影在高纬度地区表现出了较大的形状变形。
因此在高纬度地区使用兰勃托投影时,需要注意形状变形对地图分析的影响。
二、等面积地图投影方法等面积地图投影方法是指在地图上面积比例与真实地球上相对应的区域面积比例相等。
根据等面积地图投影方法的不同,地图上的面积变形程度不同。
该类投影方法常用于需要准确表示地理区域面积的工作,如人口统计、土地利用等。
其中,墨卡托投影是一种常见的等面积地图投影方法,它以圆柱面作为投影面,使得地球表面上的每个小区域在地图上面积保持不变。
墨卡托投影在赤道附近呈现出较好的面积保持性,但随着纬度的增加,面积变形逐渐增大。
因此,在高纬度地区使用墨卡托投影时需要注意面积变形对数据分析的影响。
三、等距地图投影方法等距地图投影方法是指在地图上任意两点之间距离与真实地球上两点之间距离相等。
等距地图投影方法常用于海洋导航、飞行路径规划等应用领域,其优点在于能够准确表示地球上的距离。
兰托慧逊投影是一种常见的等距地图投影方法,它以正四面体作为投影体,使得地球上的大圆弧在地图上成为直线。
这使得兰托慧逊投影在导航、航海等领域具有重要的应用价值。
但由于等距投影方法的特点,形状和面积在兰托慧逊投影中会发生较大的变形。
我国常用的地图投影世界地图1、正切差分纬线多圆锥投影(1976年方案)2、任意伪圆柱投影a=0.87740,b=0.85当P=1.203、正轴等角割圆柱投影4、组合圆柱投影(在纬度以内是正轴等角圆柱投影、纬度以外是任意圆柱投影)半球地图东半球地图横轴等面积方位投影,横轴等角方位投影,西半球地图横轴等面积方位投影,横轴等角方位投影,水陆半球地图斜轴等面积方位投影,和,南、北半球地图正轴等距离方位投影正轴等面积方位投影份洲和各大洋地图亚洲地图斜轴等面积方位投影,或,彭纳投影标准纬线,中央经线标准纬线,中央经线欧洲地图斜轴等面积方位投影 ',或,正轴等角圆锥投影 ', '拉丁美洲地图斜轴等面积方位投影,彭纳投影标准纬线,中央经线大洋洲地图斜轴等面积方位投影,澳洲地图斜轴等积方位投影,正轴等角圆锥投影 ', '拉丁美洲地图斜轴等面积方位投影,南美洲地图斜轴等面积方位投影,彭纳投影太平洋地图斜轴等面积(或任意)方位投影,或,乌尔马耶夫正弦任意伪圆柱投影大西洋地图斜轴任意伪方位投影,斜轴等面积方位投影,横轴等面积方位投影,印度洋斜轴等面积方位投影,墨卡托投影太平洋与印度洋地图乌尔马耶夫正弦任意伪圆柱投影墨卡托投影中国地图中国全图斜轴等面积方位投影 ',或 ',或 ',斜轴等角方位投影(中心点位置同上)彭纳投影伪方位投影双重方位(任意性质),中国全图(南海诸岛作插图)正轴等面积割圆锥投影 ', '或 ', '或 ', '正轴等角割圆锥投影 ', '中国分省(区)地图正轴等角割圆锥投影正轴等面积割圆锥投影正轴等角圆柱投影高斯-克吕格投影(宽带)分带方案的正轴等角圆锥投影Welcome To Download !!!欢迎您的下载,资料仅供参考!。
中国常用的地图投影举例
第三节中国常用的地图投影举例
科学事业的发展同社会制度和经济基础是密切相联系的,旧中国是一个半封建半殖民地的国家,测绘事业也濒于停顿,编制出版的少量地图质量也很差,更少考虑到采用自己设计及计算的地图投影。
在解放前出版的几种地图中曾采用过的几种地图投影,也多半是因循国外陈旧的地图投影,很少自行设计新投影。
解放后,在党和政府的领导下,非常重视测绘科学事业的发展,我国测绘工作者不仅在地图投影的理论上有了研究,同时结合我国具体情况,设计了一些适合于我国情况的新的地图投影。
下面介绍我国出版的地图中常用的一些地图投影。
世界地图的投影
等差分纬线多圆锥投影
正切差分纬线多圆锥投影(1976年方案)
任意伪圆柱投影:a=0.87740,6=0.85
当φ=65°时P=1.20
正轴等角割圆柱投影
半球地图的投影
东半球图
横轴等面积方位投影φ0=0°,λ0=+70°
横轴等角方位投影φ0=0°,λ0=+70°
西半球图
横轴等面积方位投影φ0=0°,λ0=-110°
横轴等角方位投影φ0=0°,λ0=-110°
南、北半球地图
正轴等距离方位投影
正轴等角方位投影
正轴等面积方位投影
亚洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=+40°,λ0=+90°
φ0=+40°,λ0=+90°
彭纳投影标准纬线φ0=+40°,中央经线λ0=+80°标准纬线φ0=+40°,中央经线λ0=+80°
欧洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=52°30′,λ0=20°
正轴等角圆锥投影φ1=40°30′,λ0=65°30′
北美洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=+45°,λ0=-100°
彭纳投影
南美洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=0°,λ0=+20°
桑逊投影λ0=+20°
澳洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=-25°,λ0=+135°
正轴等角圆锥投影φ1=34°30′,φ2=-15°20′
拉丁美洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=-10°,λ0=-60°
中国地图的投影中国全图
斜轴等面积方位投影
φ0=-27°30′λ0=+105°
或φ0=30°00′λ0=+105°
或φ0=35°00′λ0=+105°
斜轴等角方位投影(中心点位置同上)
彭纳投影
伪方位投影
中国全图(南海诸岛作插图)
正轴等面积割圆锥投影
两条标准纬线曾采用
φ1=24°00′,φ2=48°00′
或φ1=25°00′,φ2=45°00′
或φ1=23°30′,φ2=48°30′
目前常采用
φ1=25°00′,φ2=47°00′
正轴等角割圆锥投影
中国分省(区)地图的投影正轴等角割圆锥投影
正轴等面积割圆锥投影
正轴等角圆柱投影
高斯-克吕格投影(宽带)
中国大比例尺地图的投影多面体投影(北洋军阀时期)
等角割圆锥投影(兰勃特投影) (解放前)
高斯-克吕格投影(中华人民共和国成立以后)。