地图投影实验报告

一、实验目的1. 了解与掌握常用的地图投影；2. 掌握各类投影经纬线形状、变形规律及应用；3. 针对特定区域的地图，选择合适的投影方法；4. 提高对地图投影在实际应用中的认识。

二、实验内容1. 实验原理地图投影是将地球表面上的经纬网坐标系统转换到平面上的坐标系统。

由于地球是一个三维的球体，而地图是一个二维的平面，因此在进行投影时，不可避免地会产生一定的变形。

地图投影的主要目的是在有限的平面上，尽可能地保持地图内容的真实性和准确性。

2. 实验步骤（1）收集资料：查阅相关书籍、资料，了解常用的地图投影类型，如墨卡托投影、高斯-克吕格投影、等积投影等。

（2）观察与分析：通过观察地图，分析不同投影方法在经纬线形状、变形规律及应用方面的特点。

（3）选择投影方法：针对特定区域的地图，根据实际需求选择合适的投影方法。

（4）制作实验地图：使用专业软件或手工绘制，将地球表面的经纬网坐标系统转换到平面上的坐标系统。

（5）验证与比较：对比不同投影方法在特定区域的变形程度，评估其适用性。

三、实验结果与分析1. 墨卡托投影墨卡托投影是一种常用的地图投影方法，其特点是经纬线形状保持为直线，但存在严重的变形。

在赤道附近，纬度方向上的长度变形较大，而经度方向上的长度变形较小。

该投影方法适用于航海、航空等领域，但不适用于大面积区域的地图制作。

2. 高斯-克吕格投影高斯-克吕格投影是一种等角投影，其特点是经纬线形状保持为直线，且长度变形较小。

在经度方向上，长度变形近似为0；在纬度方向上，长度变形随纬度的增加而逐渐增大。

该投影方法适用于中、小面积区域的地图制作，如城市规划、土地管理等领域。

3. 等积投影等积投影是一种保持面积不变的地图投影方法，其特点是经纬线形状保持为曲线，且面积变形较小。

在赤道附近，面积变形较大，而在极地附近，面积变形较小。

该投影方法适用于全球范围的地图制作，如世界地图、地理信息系统等。

四、实验结论1. 通过本次实验，我们对常用的地图投影方法有了更深入的了解，掌握了各类投影的经纬线形状、变形规律及应用。

一、实习背景高斯投影是一种广泛应用的地图投影方法，它将地球表面的经纬度坐标转换为平面直角坐标。

高斯投影在测绘、地理信息系统、地图编制等领域有着重要的应用。

为了更好地掌握高斯投影的相关知识，提高自己的实践能力，我们进行了高斯投影反算的实习。

二、实习目的1. 理解高斯投影的基本原理和方法；2. 掌握高斯投影反算的计算步骤；3. 提高自己的实践操作能力；4. 培养团队协作精神。

三、实习内容1. 高斯投影原理高斯投影是一种等角投影，其基本原理是将地球椭球面上的经纬度坐标转换为平面直角坐标。

高斯投影具有以下特点：（1）等角投影：保持地球椭球面上任意两点间的夹角不变；（2）等积投影：保持地球椭球面上任意两块区域的面积比不变；（3）高斯-克吕格投影：以中央子午线和赤道为基准线，将地球椭球面投影到平面上。

2. 高斯投影反算步骤高斯投影反算是指将平面直角坐标转换为地球椭球面上的经纬度坐标。

其计算步骤如下：（1）计算投影面大地坐标（φ，λ）：根据给定的平面直角坐标（X，Y），利用高斯投影公式计算投影面大地坐标（φ，λ）；（2）计算大地坐标（φ，λ）：根据投影面大地坐标（φ，λ）和投影带参数，计算大地坐标（φ，λ）；（3）计算经纬度坐标（B，L）：根据大地坐标（φ，λ）和椭球参数，计算经纬度坐标（B，L）。

3. 实习过程在实习过程中，我们首先学习了高斯投影的基本原理和方法，了解了高斯投影在地图编制、地理信息系统等领域的应用。

然后，我们通过查阅相关资料，掌握了高斯投影反算的计算步骤。

在实践操作环节，我们使用高斯投影软件，对给定的平面直角坐标进行反算，得到对应的经纬度坐标。

在操作过程中，我们遇到了一些问题，如坐标转换误差、投影带参数设置等。

通过查阅资料、请教老师，我们解决了这些问题，最终完成了实习任务。

四、实习总结通过本次高斯投影反算实习，我们取得了以下成果：1. 掌握了高斯投影的基本原理和方法；2. 熟悉了高斯投影反算的计算步骤；3. 提高了实践操作能力；4. 培养了团队协作精神。

实验课指导书《地图与地图投影》吉林大学地探学院测绘工程系实验一：地图制图软件的认识实验类别：常规实验学时：2学时实验地点：计算机实验室实验依据：《地图与地图投影》实验课教学大纲实验仪器与工具：计算机每人1台，MAPGIS软件1套，实验报告每人一份实验目的与要求：了解计算机地图制图的过程；辅助课堂教学中相关地图学原理，建立实现计算机辅助地图制图的认识，获得地图学的理解。

实验内容与步骤：✧了解现在常用的地图制图软件；✧应用MAPGIS进行点、线、面的绘制；实验注意事项：✧多问勤思考；✧多动手操作；✧注意在实践过程中与课堂教学所授理论建立联系；✧勤于作笔记，随时记录下对问题的理解，课后整理出实验报告；实验报告一：地图制图软件的认识报告人：报告内容：从课堂教学的理论与实践的关系角度进行总结实验二：双标准纬线等角圆锥投影的程序实现实验类别：综合实验学时：2学时实验地点：计算机实验室实验依据：《地图与地图投影》实验课教学大纲实验仪器与工具：计算机每人1台，实验报告每人一份实验目的与要求：熟悉地图投影的计算过程，以及经纬往的形状实验内容与步骤：利用编程语言实现等角圆锥投影的计算和经纬网的绘制实验报告二：双标准纬线等角圆锥投影的程序实现报告人：报告内容：对双标准纬线等角圆锥投影的程序实现认识与使用的心得体会实验三：双标准纬线等角圆锥投影的程序实现实验类别：综合实验学时：2学时实验地点：计算机实验室实验依据：《地图与地图投影》实验课教学大纲实验仪器与工具：计算机每人1台，实验报告每人一份实验目的与要求：熟悉地图投影的计算过程，以及经纬往的形状实验内容与步骤：利用编程语言实现等角圆锥投影的计算和经纬网的绘制实验报告三：双标准纬线等角圆锥投影的程序实现报告人：报告内容：对双标准纬线等角圆锥投影的程序实现认识与使用的心得体会实验四：圆柱投影的程序实现实验类别：综合实验学时：2学时实验地点：计算机实验室实验依据：《地图与地图投影》实验课教学大纲实验仪器与工具：计算机以及编程语言，实验报告每人一份实验目的与要求：通过圆锥投影的编程来进一步编写圆柱投影的程序，实现投影转换方法；实验内容与步骤：利用编程语言实现等角圆锥投影的计算和经纬网的绘制实验报告四：圆柱投影的程序实现报告人：报告内容：。

实习一、地图投影及其变换一、目的1．掌握地图投影变换的基本原理与方法2．熟悉ArcView、ARC/INFO中投影的应用及投影变换的方法3．了解地图投影及其变换在实际中的应用二、实验准备1．软件准备：ARC/INFO, ARCVIEW3.32．数据准备：（1）stationsll.shp（美国爱达荷州轮廓图）（2）idll.shp（美国爱达荷州滑雪场资料）以上两个数据是以十进制表示经纬度数值的shapefile（3）snow.txt（美国爱达荷州40个滑雪场的经纬度值）（4）stations.shp，一个已投影的shapefile，用于检验习作2的投影结果（5）idoutl.shp，基于爱达荷横轴墨卡托坐标系的爱达荷州轮廓图，用于检验习作3投影的正确性三、试验要求习作1、利用ARCVIEW软件View properties 中的Projection ，将stationsll.shp 和idll.shp投影成爱达荷横轴墨卡托投影（IDTM）。

IDTM参数如下：投影：横轴墨卡托基准面：NAD27（基于克拉克1866）单位：M参数：（1）比例系数：0.9996（2）中央经线：-114.0（3）参考纬度：42.0（4）横坐标东移假定值：500 000（5）纵坐标北移假定值：100 000投影前：投影后：习作2、利用文本文件snow.txt创建shapefile（存为trial.shp），并利用ARCVIEW3.3中的Projection Utility将其转为兰勃特等角圆锥投影，投影后的文件名存为trial2.shp，然后用stations.shp检验投影后的结果。

所用参数如下：投影：兰勃特单位：M基准面：NAD27中央经线：-114.0原点纬度：42.0第一标准纬线：33.0第二标准纬线：45.0习作3、利用Projection Utility对stations.shp进行重投影，将其转成爱达荷横轴墨卡托投影，投影后的文件名存为idstations.shp,；可用idoutl.shp检验其正确性。

一、实验目的本次实验旨在了解地球球面投影到平面时产生的变形，掌握地图投影的变形特征，分析不同投影方式对地图变形的影响，提高对地图投影变形的认识。

二、实验原理地球椭球面是一个不可展的曲面，而地图是一个平面。

在将地球椭球面上的经纬线网描绘成平面图形的过程中，必然会发生各种变形。

这些变形主要包括长度变形、角度变形和面积变形。

地图投影就是研究如何将地球椭球面上的经纬线网准确地描绘到平面上的方法。

三、实验材料与工具1. 地球仪2. 白纸3. 铅笔4. 剪刀5. 比例尺6. 地图投影软件（如Google Earth）四、实验步骤1. 将地球仪放置在桌面上，用铅笔在白纸上画出地球仪的大致轮廓。

2. 使用剪刀将白纸沿地球仪轮廓剪下，得到一个近似球面的平面。

3. 在地球仪上选取一个经纬度点，用铅笔在白纸上标记出该点的位置。

4. 将地球仪上的经纬线网描绘到白纸上，注意保持经纬线之间的相对位置。

5. 使用比例尺测量白纸上的经纬线长度，并与地球仪上的实际长度进行比较，分析长度变形。

6. 在白纸上选择一个点，测量该点所在经线的角度，并与地球仪上的实际角度进行比较，分析角度变形。

7. 使用地图投影软件，将地球仪上的经纬线网投影到平面地图上，比较不同投影方式下的地图变形。

五、实验结果与分析1. 长度变形在实验过程中，我们发现白纸上的经纬线长度与地球仪上的实际长度存在差异。

这是因为地球椭球面是不可展的曲面，而白纸是一个平面。

在将地球椭球面上的经纬线网描绘到白纸上时，必然会发生长度变形。

根据实验结果，我们可以发现，在地球仪的赤道附近，长度变形较小；而在两极附近，长度变形较大。

2. 角度变形实验结果表明，白纸上的经纬线角度与地球仪上的实际角度存在差异。

这是由于地球椭球面是不可展的曲面，而在将地球椭球面上的经纬线网描绘到白纸上时，角度变形不可避免。

根据实验结果，我们可以发现，在地球仪的赤道附近，角度变形较小；而在两极附近，角度变形较大。

一、实验背景墨卡托投影，又称正轴等角圆柱投影，是荷兰地图学家墨卡托（Gerhardus Mercator）于1569年创制的地图投影方法。

该投影方法在地图学、航海学等领域有着广泛的应用。

本次实验旨在通过模拟墨卡托投影过程，了解其原理、特点和应用。

二、实验目的1. 理解墨卡托投影的原理和过程；2. 掌握墨卡托投影的特点；3. 分析墨卡托投影在地图学、航海学等领域的应用。

三、实验内容1. 墨卡托投影原理演示（1）将地球模型套在一个圆柱体上，使圆柱体的赤道与地球相切；（2）在地球中心放置一盏灯，将地球表面的图形投影到圆柱体上；（3）将圆柱体展开，得到墨卡托投影地图。

2. 墨卡托投影特点分析（1）等角投影：墨卡托投影保持了地图上任意两点之间的角度关系；（2）方向正确：在墨卡托投影地图上，方向与实际方向一致；（3）经纬线平行：墨卡托投影地图上经纬线均为平行直线，且相交成直角；（4）长度变形：墨卡托投影地图上纬线长度从赤道向两极逐渐增大。

3. 墨卡托投影应用探讨（1）航海图：墨卡托投影地图适用于航海，因为其能保持航线的角度和方向；（2）航空图：墨卡托投影地图适用于航空，因为其能保持航线的角度和方向；（3）地形图：墨卡托投影地图适用于地形图制作，因为其能保持地形的角度和方向。

四、实验结果与分析1. 实验结果表明，墨卡托投影能较好地保持地图上任意两点之间的角度关系，适用于航海、航空等领域；2. 实验结果显示，墨卡托投影地图上经纬线平行，方向正确，但纬线长度从赤道向两极逐渐增大，存在长度变形；3. 墨卡托投影地图在地图学、航海学等领域有着广泛的应用，但在地形图制作中，长度变形可能导致误差。

五、实验结论1. 墨卡托投影是一种等角正切圆柱投影，能较好地保持地图上任意两点之间的角度关系；2. 墨卡托投影地图上经纬线平行，方向正确，但纬线长度从赤道向两极逐渐增大，存在长度变形；3. 墨卡托投影在地图学、航海学等领域有着广泛的应用，但在地形图制作中，长度变形可能导致误差。

实习一地图投影一、实习目的：（1）学会ArcGIS的最基本操作，如地图文档、图层等的操作。

（2）掌握有关高斯－克吕格投影的知识（3）学会根据地图上不同经纬网形态识别不同的投影类型。

二、知识准备：1、地图文档：在ArcGIS中完成对地图的处理后，可以保存地图并退出ArcMap。

地图可以作为文档保存在硬盘上。

如果以前未曾保存地图，将需要提供名称以及需要保存的文件夹位置。

ArcMap 会自动将文件扩展名(.mxd) 追加到地图文档名称中。

地图上显示的数据不会与地图文档一起保存。

地图图层引用GIS 数据库中的数据源，这有利于保存的地图文档的占用相对较小的存储空间。

2、ESRI 为存储地理信息开发了三种主要数据格式coverage 格式、shapefile 格式及地理数据库（geodatabase）格式。

Shapefile:一种基于文件方式存储GIS数据的文件格式。

至少由.shp,.dbf,.shx三个文件作成，分别存储空间数据，属性数据和前两者的关系。

Shapefile是GIS中比较通用的一种数据格式。

Coverage:一种拓扑数据结构，一般的GIS原理书中都有它的原理论述。

数据结构复杂，属性缺省存储在Info表中。

目前ArcGIS中仍然有一些分析操作只能基于这种数据格式进行操作。

Geodatabase:ArcInfo发展到ArcGIS时候推出的一种数据格式，一种基于RDBMS存储的数据格式，其有两大类：1.Personal Geodatabse 用来存储小数据量数据，存储在Access的mdb格式中。

2.ArcSDE Geodatabse 存储大型数据，存储在大型数据库中Oracle,Sql Server,DB2等。

可以实现并发操作，不过需要单独的用户许可。

其中，Shapefile 为存储地理及属性信息提供了一种简单的非拓扑格式，也是一种非常流行的开放式数据转换格式。

三、实习内容及操作指导1、绘制武汉市所在地区的高斯—克吕格投影6度带经纬网和方里网，绘图范围：东西范围由武汉市所在投影带决定，南北范围：北纬0o—40o。

GIS原理实验二实验报告实验名称：GIS原理实验二，地图投影与坐标系统实验目的：1.了解地图投影的基本概念和分类；2.掌握常用地图投影的特点和适用范围；3.学习地理坐标系统的概念和常用坐标系统。

实验原理：地图投影是将三维地球表面的特征映射到一个二维平面上的方法。

地球是一个三维球体，而地图则是一个二维平面，因此需要将地球的曲面进行投影变换，使其在一个二维平面上能够形成等面积、无形变、按比例缩小的地图。

在GIS中，常使用圆柱投影、圆锥投影和平面投影这三种主要投影方式。

坐标系统是用来描述地理空间位置的系统。

地理坐标系统是通过定义经度、纬度和高程等参考标准来确定地理位置的方法。

常用的地理坐标系统有经纬度坐标系统、UTM投影坐标系统等。

实验设备与材料：1.计算机2. ArcGIS软件实验步骤：1. 打开ArcGIS软件，创建一个新的地图工程。

2.在底图上添加一个经纬度坐标系，选择WGS1984坐标系统。

3.在底图上添加一个投影坐标系，选择UTM投影坐标系统。

4.比较两种坐标系统的坐标值，并记录下来。

5.添加一个矢量图层，并使用经纬度坐标系下的坐标数据进行绘制。

6.建立一个新的数据框，并使用UTM投影坐标系下的坐标数据进行绘制。

7.比较两幅地图的形状和尺寸，以及地图上的要素位置。

实验结果：经过实验，我们可以看到，在经纬度坐标系下，地图呈现的是一个经纬网格，纬度逐渐变小，经度逐渐变大。

而在UTM投影坐标系下，地图呈现的是一个笛卡尔坐标系，地图的形状更加正常，各要素的位置也更准确。

实验分析：1.经纬度坐标系适用于全球范围内的地理位置描述，但在进行地图绘制时，会出现形状扭曲的问题，导致地图的尺寸不准确。

2.UTM投影坐标系适用于局部地理范围内的地图绘制，在保证地图形状和尺寸准确的同时，可以提高绘图的精度。

3.在实际应用中，根据需要选择适合的地图投影和坐标系统是非常重要的，以确保地图的准确性和可靠性。

实验总结：通过本次实验，我们了解到了地图投影的基本概念和分类，掌握了常用地图投影的特点和适用范围。

一、实验目的1. 了解地球投影的基本原理和分类；2. 掌握不同地球投影方法的特点和适用范围；3. 通过实验，加深对地球投影概念的理解，提高地图制图能力。

二、实验原理地球是一个三维椭球体，而地图是一个二维平面。

为了将地球表面的地理信息绘制到平面上，需要进行地球投影。

地球投影是将地球椭球体表面的经纬线投影到可展平的曲面（如平面、圆柱面或圆锥面）上，再将曲面展开成平面，建立平面上的点、线和地球椭球面上的点、线的对应关系。

三、实验内容1. 实验器材：地球仪、绘图工具、投影仪等；2. 实验步骤：（1）选择一种地球投影方法，如墨卡托投影、高斯-克吕格投影等；（2）在地球仪上找到所选投影的标准纬线，并确定投影的中心；（3）将地球仪上的经纬线投影到可展平的曲面上；（4）将曲面展开成平面，绘制出投影地图；（5）分析实验结果，比较不同投影方法的优缺点。

四、实验结果与分析1. 墨卡托投影：（1）特点：等角正切圆柱投影，适用于绘制世界地图；（2）优缺点：优点是纬线等距，但经线变形较大，适用于绘制大范围地图；（3）实验结果：投影出的地图纬线等距，经线变形较大。

2. 高斯-克吕格投影：（1）特点：等角圆锥投影，适用于绘制小范围地图；（2）优缺点：优点是经纬线变形较小，但投影区域有限；（3）实验结果：投影出的地图经纬线变形较小，但投影区域较小。

3. 其他投影方法：（1）罗宾逊投影：适用于绘制世界地图，但经纬线变形较大；（2）兰伯特投影：适用于绘制中纬度地区地图，经纬线变形较小。

五、实验结论1. 地球投影是地图制图的基础，通过实验加深了对地球投影概念的理解；2. 不同的地球投影方法适用于不同的地图制图需求，需要根据实际情况选择合适的投影方法；3. 在地图制图过程中，要充分考虑投影误差和变形，尽可能提高地图的精度。

六、实验反思1. 本次实验对地球投影方法有了更深入的了解，但实际操作过程中仍存在不足，如投影精度、绘图技巧等方面；2. 在今后的学习和工作中，要不断积累地图制图经验，提高地图制图水平；3. 加强对地球投影理论的学习，为我国地图制图事业贡献力量。