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墨卡托投影、地理坐标系、地⾯分辨率、地图⽐例尺GIS理论（墨卡托投影、地理坐标系、地⾯分辨率、地图⽐例尺、Bing Maps Tile System） 墨卡托投影（Mercator Projection），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。
⼀、墨卡托投影坐标系（Mercator Projection） 墨卡托投影以整个世界范围，⾚道作为标准纬线，本初⼦午线作为中央经线，两者交点为坐标原点，向东向北为正，向西向南为负。
南北极在地图的正下、上⽅，⽽东西⽅向处于地图的正右、左。
由于Mercator Projection在两极附近是趋于⽆限值得，因此它并没完整展现了整个世界，地图上最⾼纬度是85.05度。
为了简化计算，我们采⽤球形映射，⽽不是椭球体形状。
虽然采⽤Mercator Projection只是为了⽅便展⽰地图，需要知道的是，这种映射会给Y轴⽅向带来0.33%的误差。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------earthRadius =637813720037508.3427892 = earthRadius * (math.pi - 0)85.05112877980659 = (math.atan(math.exp(aa / earthRadius))-math.pi/4)*2 * 180 / math.piimage = 512 * 512groundResolution(1 level) = (20037508.3427892 * 2) / 512 = 78271.516964screendpi = 96mapScale = groundResolution * 96 / 0.0254 = 295829355.455--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 由于⾚道半径为6378137⽶，则⾚道周长为2*PI*r = 20037508.3427892，因此X轴的取值范围：[-20037508.3427892,20037508.3427892]。
投影坐标系（Projected Coordinate Systems）投影坐标系使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。
这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。
投影坐标系由以下参数确定地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84）λ投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影、Mercator投影）λ地理坐标系与投影坐标系的区别1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system）Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。
很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。
我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。
这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。
具有长半轴，短半轴，偏心率。
以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。
Spheroid: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。
在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum: D_Beijing_1954表示，大地基准面是D_Beijing_1954。
--------------------------------------------------------------------------------有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。
地球坐标系与投影方式的理解(关于北京54,西安80,WGS84;高斯,兰勃特,墨卡托投影) 一、地球模型地球是一个近似椭球体，测绘时用椭球模型逼近，这个模型叫做参考椭球，如下图：赤道是一个半径为a的近似圆，任一圈经线是一个半径为b的近似圆。
a称为椭球的长轴半径，b称为椭球的短轴半径。
a≈6378.137千米，b≈6356.752千米。
（实际上，a也不是恒定的，最长处和最短处相差72米，b的最长处和最短处相差42米，算很小了）地球参考椭球基本参数：长轴：a短轴：b扁率：α=(a-b) / a第一偏心率：e=√(a2-b2) / a第二偏心率：e'=√(a2-b2) / b这几个参数定了，参考椭球的数学模型就定了。
什么是大地坐标系？大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。
地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示：(L, B, H)。
空间直角坐标系是以参考椭球中心为原点，以原点到0度经线与赤道交点的射线为x轴，原点到90度经线与赤道交点的射线为y轴，以地球旋转轴向北为z 轴：(x, y, z)共同点：显然，这两种坐标系都必须基于一个参考椭球。
不同点：大地坐标系以面为基准，所以还需要确定一个标准海平面。
而空间直角坐标系则以一个点为基准，所以还需要确定一个中心点。
只要确定了椭球基本参数，则大地坐标系和空间直角坐标系就相对确定了，只是两种不同的表达而矣，这两个坐标系的点是一一对应的。
二、北京54，西安80，WGS84网上的解释大都互相复制，语焉不详，隔靴搔痒，说不清楚本质区别。
为什么在同一点三者算出来的经纬度不同？难道只是不认同对方的测量精度吗？为什么WGS84选地球质心作原点，而西安80选地表上的一个点作原点？中国选的大地原点有什么作用？为什么选在泾阳县永乐镇？既然作为原点，为什么经纬度不是0？下面是我个人的理解。
首先，三者采用了不同的参考椭球建立模型，即长短轴扁率这组参数是不同的。
全球尺度的WGS84相对应的投影坐标系1. WGS84是一种地理坐标系，它是世界大地测量系统的基准系统。
WGS84坐标系被广泛应用于全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）中，用于确定地球表面上任意点的位置。
2. 作为一种地理坐标系，WGS84使用经度（Longitude）和纬度（Latitude）来表示地球上的位置。
经度用来表示一个点在地球东西方向上的位置，以0度经线作为参考线；纬度用来表示一个点在地球南北方向上的位置，以赤道为基准线。
3. 然而，在实际的地图制图和地理信息分析过程中，经纬度并不适合直接用于测量距离和面积，因为地球是一个近似于椭球体的立体物体，而非平面。
为了方便测量和分析地理数据，需要将WGS84坐标系转换为投影坐标系。
4. 投影坐标系是一种将地球表面（三维）投影到一个平面上（二维）的数学模型，以便在地图上显示地球表面的特征。
全球尺度的WGS84相对应的投影坐标系通常采用球形投影或椭球体投影来实现，在不同的地理区域和应用领域中，有不同的投影方法和投影参数选择。
5. 球形投影是一种简单的投影方法，它将地球表面投影到一个球形上，然后再将球形展开成平面，形成一个圆形的平面地图。
这种投影方法保留了地球表面的各种特征，但在地图边缘会有畸变。
常见的球形投影包括墨卡托投影、兰勃特圆柱投影和等经纬度投影。
6. 椭球体投影是一种更为精确的投影方法，它考虑了地球的椭球体形状和大小，通过数学模型将地球表面投影到一个椭球体上，然后再展开成平面地图。
这种投影方法在保持地图形状和面积的往往会引入一定的畸变。
常见的椭球体投影包括UTM投影、高斯-克吕格投影和横轴墨卡托投影。
7. WGS84坐标系与投影坐标系之间的转换需要考虑到不同的投影方法和参数选择，以及地区的具体地理特征。
在GIS系统中，通常会提供一些标准的投影转换方法和工具，同时也可以根据实际需要进行自定义的投影转换。
8. 全球尺度的WGS84相对应的投影坐标系是地理信息分析和地图制图中至关重要的一环，它为我们提供了地球表面各种特征的精确测量和显示手段，为人们的生产生活提供了重要的地理空间信息支持。
一、只谈比较常用的几种：“墨卡托投影”、“高斯-克吕格投影”、“UTM投影”、“兰勃特等角投影。
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（GerhardusMercator1512－1594）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/T17834-1999，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（UniversalTransverseMercator）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”。
墨卡托投影、高斯-克吕格投影、UTM投影及我国分带方法一、墨卡托投影、高斯-克吕格投影、UTM投影1．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。
2．高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影和UTM（Universal Transverse Mercator）投影（1）高斯-克吕格投影性质高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”，又名"等角横切椭圆柱投影”，地球椭球面和平面间正形投影的一种。
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”。
常⽤坐标系汇总前⾔随着接触的地图种类越来越多，每种产品对地图服务的坐标系的要求不同，今天遇到了整理的好⽂，整理记录分享。
投影坐标系：墨卡托坐标系地理坐标系：经纬度坐标系常⽤坐标系（⼀）WGS84坐标系WGS-84坐标系（World Geodetic System⼀1984 Coordinate System）⼀种国际上采⽤的地⼼坐标系。
坐标原点为地球质⼼，其地⼼空间直⾓坐标系的Z轴指向BIH （国际时间服务机构）1984.O定义的协议地球极（CTP)⽅向，X轴指向BIH 1984.0的零⼦午⾯和CTP⾚道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右⼿坐标系，称为1984年世界⼤地坐标系统。
（⼆）WGS84 Web墨卡托Web墨卡托是2005年⾕歌在⾕歌地图中⾸次使⽤的，当时或更早的Web墨卡托使⽤者还是称其为世界墨卡托 World Mercator - Spherical Mercator (unofficial deprecated ESRI)，代号 WKID 54004 （在 EPSG:54004 或 ESRI:54004 中，⾮官⽅）。
在2006年，OSGeo在提出的 Tile Map Service (TMS) 标准中使⽤代号 OSGEO:41001，WGS84 / Simple Mercator - Spherical Mercator (unofficial deprecated OSGEO / Tile Map Service)。
2007年8⽉6⽇ Christopher Schmidt （OpenLayers的重要贡献者之⼀）在通过⼀次GIS讨论中为了在OpenLayers中使⽤⾕歌投影，提出给⾕歌投影（Web墨卡托）使⽤⼀个统⼀的代号（已有如54004、41001之类的代号）900913（也形似 Google），并与同年9⽉11⽇在OpenLayers的OpenLayers/Layer/SphericalMercator.js中正式使⽤代号 900913。
WGS 1984 投影是一个被广泛使用的地理信息系统 (GIS) 坐标系统，用于在地图上准确地表示经度和纬度。
它是一种全球性的坐标系统，常用于航空航海、地图绘制和地理空间分析等领域。
WGS 1984 投影划分带是指将地球表面划分成若干个投影区域，每个区域采用不同的投影方式来表示地球上的经度和纬度。
这种划分带的目的是为了在地图上能够更加准确地表示地理位置和测量距离。
以下是 WGS 1984 投影划分带的对应表：1. 第一划分带- 区域范围：0°～6° W（西经）/ 84°～90° N（北纬）- 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：3° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米2. 第二划分带- 区域范围：6°～12° W / 84°～90° N- 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：9° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米3. 第三划分带- 区域范围：12°～18° W / 84°～90° N - 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：15° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米4. 第四划分带- 区域范围：18°～24° W / 84°～90° N - 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：21° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米5. 第五划分带- 区域范围：24°～30° W / 84°～90° N - 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：27° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米6. 第六划分带- 区域范围：30°～36° W / 84°～90° N - 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：33° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米7. 第七划分带- 区域范围：36°～42° W / 84°～90° N - 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：39° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米8. 第八划分带- 区域范围：42°～48° W / 84°～90° N - 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：45° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米9. 第九划分带- 区域范围：48°～54° W / 84°～90° N - 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：51° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米10. 第十划分带- 区域范围：54°～60° W / 84°～90° N- 投影方式：横轴墨卡托- 中央经线：57° W- False Easting：500000 米- False Northing：0 米每个划分带都有其独特的特点和适用范围，根据不同区域的地理位置和需要，选择合适的划分带可以更加准确地表示地图上的信息。
教会你如何简单识别地图是WGS84还是墨卡托投影的两种方法
经常有朋友会问谷歌卫星地图是什么坐标投影，百度地图是什么坐标投影，天地图又是什么坐标投影，对于普通小白来说要分辨清楚的确这是一件难事。
对于GIS专业的人来说不难区分，甚至常用的几种在线地图的投影都烂熟于心，这里就给小白讲两种简单区分投影的方法。
工具/原料
水经注万能地图下载器
方法一
1.打开软件，将地图有缩放到全国范围可见（图1）。
图1
2.切换地图，切换到“卫星.谷歌地图”（之前为“卫星.谷歌地球”），切换方法：“在线地图”→“卫星地图”→“卫星.谷歌地图”（图2），将地图切换到谷歌地图。
图2
3.同样将地图缩放到全国可见，对比之前的图，我们可以发现当地图是“卫星.谷歌地球”的时候（坐标系为WGS84）全国的范围看起来相比于“卫星.谷歌地图”（坐标系为墨卡托投影）看起来更加的扁平（图3）。
总结起来就是WGS84坐标系的地图看起来更加的扁平，墨卡托图片看起来更加的方正。
图3
方法二
1.在左侧的搜索栏输入“故宫博物院”，将地图调整到整个故宫博物院范围均可
见（图4）。
图4
2.将地图切换到“卫星.谷歌地图”，（之前为“卫星.谷歌地球”），切换方法：“在线地图”→“卫星地图”→“卫星.谷歌地图”（图5），将地图切换到谷歌
地图。
图5
3.同样搜索“故宫博物院”，将地图调整到整个故宫博物院的范围可见，对比之前的图我们可以发现，“卫星.谷歌地球”下故宫博物院的范围相比于“卫星.谷歌地图”下看起来更加的的扁平（图6）。
说明一下：这里直观的看起来好像WGS84坐标更加的“方正”，而墨卡托看起来是“扁平”的，其实不然，我这里说的“扁平”是指的水平方向的“扁平”，我们可以理解为WGS84坐标是墨卡托坐标上下往中间压缩而得到的。
图6
4.好了，到这里已经说清楚了WGS84坐标的地图和墨卡托地图的区分方法了，即WGS84坐标在水平方向相比于墨卡托坐标更加的扁平。
谷歌地球是WGS84坐标的，谷歌卫星地图是墨卡托坐标的，所以谷歌地球的地图看起来更加的扁平。
写了这
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