赤平投影法

赤平投影图原理
赤平投影图是一种地图投影方法，用于将地球表面的经纬度坐标转化为平面坐标。

赤平投影图的原理是将地球表面投影到一个平面上，使得地球上的点在投影平面上的位置与其在地球上的位置保持一致。

赤平投影图的基本原理是将地球投影到一个与地球赤道平行的平面上。

在赤平
投影图中，地球的赤道线被映射为一条直线，而其他纬度线则呈现出一种放射状的形态。

经度线在赤平投影图上呈现为平行于赤道线的直线。

赤平投影图的优点是保持了地球表面上的角度关系和形状关系，使得地球上的
点在投影平面上的位置相对准确。

然而，赤平投影图也存在一些缺点，如在高纬度地区，地图的形状会出现扭曲，使得地图上的距离和面积不再准确。

为了绘制赤平投影图，需要使用一些数学公式和计算方法。

首先，需要确定投
影中心的经度和纬度。

然后，根据地球上的点的经纬度坐标，利用公式计算出该点在投影平面上的坐标。

最后，将计算得到的坐标绘制在地图上，形成赤平投影图。

赤平投影图在地图制作、导航、航海等领域有着广泛的应用。

通过赤平投影图，人们可以更直观地了解地球的地理特征和分布情况。

同时，赤平投影图也为地理信息系统（GIS）的开发和应用提供了基础。

总结起来，赤平投影图是一种将地球表面的经纬度坐标转化为平面坐标的方法。

它通过将地球投影到一个与赤道平行的平面上，保持了地球上点的位置关系。

赤平投影图在地图制作和导航等领域有着广泛的应用，并为GIS的发展提供了基础。

岩质边坡的稳定问题历来是边坡工程稳定性分析和研究的重要课题。

岩质边坡的变形和破坏主要受岩体中发育的各类结构面所控制。

利用极射赤平投影(以下简称赤平投影)方法进行岩质边坡稳定性的分析，可直观地表明各组结构面的组合关系、组合切割体与边坡的相对关系、不稳结构体可能变形失稳的方向等，由此得到边坡变形的边界条件，对边坡的稳定性作出定性分析和评价。

从20世纪80年代，赤平投影方法开始引进到工程地质学中，用于分析工程岩质边坡的整体稳定性，现已得到了广泛应用，是目前分析岩质边坡稳定问题的主要方法之一。

笔者综合已有理论分析方法与工程实践，从简洁、实用的角度出发，结合工程实例，总结提出赤平投影法分析岩质边坡稳定性的图解模板，谨供同行研究参考。

1 赤平投影法分析岩质边坡稳定性的基本方法赤平投影法在进行工程岩质边坡的稳定性分析赤平投影法分析岩质边坡稳定性图解模板时，具有一定的假设前提，即边坡岩体是刚性的，不考虑内部块体之间的应变，同时忽略条件力的作用，只考虑块体滑动力与抗滑力的作用。

1． 1 岩体中发育 1 组结构面的情况边坡岩体中仅发育 1 组结构面时，可能的失稳岩体滑动方向即为结构面的倾向，边坡稳定性分析比较简单，可以概括为 3 种工况:( 1)当结构面倾向与边坡倾向相反，则不考虑结构面倾角大小，边坡是稳定的;( 2)当结构面倾向与边坡倾向相对一致，倾角大于边坡倾角，边坡是较稳定的;(3)当结构面倾向与边坡倾向相对一致，倾角小于边坡倾角，边坡是不稳定的。

这是一种最基本、理想的状况，实际工程边坡岩体中分布的结构面远较之复杂。

1． 2 岩体中发育 2 组结构面的情况边坡岩体中发育 2 组结构面时，边坡的稳定则主要受控于结构面的组合情况。

用赤平投影方法，根据结构面和边坡的产状作赤平投影图，分析结构面组合交线与边坡投影弧的相对关系，判断边坡的稳定状态，通常有以下 5 种情况( 如图 1)。

图 1 两组结构面和边坡的赤平投影关系图(1)图1中，2组结构面(J1，J2)的交点(M)位于人工边坡(cS)及天然边坡(nS)投影弧的对侧(图1－a)。

实验九_用赤平投影方法解析断层节理构造引言：断层和节理是地质学中常见的构造特征，对于地质构造的解析具有重要意义。

在实际地质工作中，常常使用各种方法对断层和节理进行研究和解析。

赤平投影方法是一种常用的方法之一，通过将地质构造在二维平面上进行投影，可以方便地进行分析和解析。

本实验将介绍用赤平投影方法解析断层、节理构造的步骤和方法，并通过实际案例进行说明。

一、实验目的1.掌握赤平投影方法的基本原理和操作步骤；2.了解断层和节理的地质构造特征；3.通过实际案例，学会用赤平投影方法解析断层、节理构造。

二、实验仪器与材料1.地质构造示意图；2.地质切割线图；3.赤平纸；4.细线笔；5.铅笔；6.直尺；7.刻度尺。

三、实验步骤1.准备工作-准备地质构造示意图和地质切割线图，并使用细线笔绘制出地质构造的线条；-准备赤平纸，可以通过将透明纸和红色透明胶带叠加粘贴在一起制作；-使用直尺和刻度尺，在赤平纸上划出X轴和Y轴，并标注单位。

2.投影步骤-将地质切割线图放在赤平纸上，使其与X轴平行；-使用细线笔，在赤平纸上绘制出地质构造的投影线条，注意保持线条的平直和平行；-根据需要，可以使用铅笔在投影线条上标注重要的构造特征。

3.解析与分析-根据投影线条的特点，分析断层和节理的走向和倾向，判断其构造特征；-根据地质构造示意图和投影线条的关系，确定断层和节理的空间位置和相对大小；-可以通过对投影线条进行测量和分析，确定断层和节理的长度、倾角等参数。

四、实验案例【插入地质构造示意图】【插入投影线条图】根据投影线条的特点，我们可以得到以下解析结果：-断层的走向为N30°E，倾向为75°，倾角为40°左右；-节理的走向为N60°E，倾向为85°，倾角为50°左右；-断层的相对大小约为节理的2倍；-断层和节理的空间位置较为紧密，但断层的分布较为连续，而节理的分布较为离散。

五、实验总结赤平投影方法是一种简便而常用的解析断层、节理构造的方法。

极射赤平投影原理极射赤平投影是一种地图投影方法，又称为极射投影或天体赤平投影。

它是一种将地球表面投影到一个切平面上的方法，保持地球的极点在地图的中心，使得赤道线在地图上呈现为直线，而经纬线则变成半圆形。

极射赤平投影的主要应用领域包括天文学、地理学以及地图制作等。

极射赤平投影的基本原理是将地球表面上的点，投影到位于地球极点与地球中心之间的一个平面上。

在极射赤平投影中，将地球的极点作为投影的中心，地球表面上的每一个点都沿着从极点到该点的直线被投影到平面上。

这种投影方法使得地球的周长圆变成了一个大圆，而经纬线则成为半圆形。

同时，由于赤道与极点之间的投影长度较长，因此在极射赤平投影中，赤道区域显得更为扭曲，而高纬度地区则比较平缓。

极射赤平投影的优点是可以在投影图上直观地看到赤道线、经线、纬线以及地球的极点。

它在天文学领域中被广泛应用，用于绘制天球图和天空赤平图，方便研究天文现象和观测星体的位置。

此外，在地理学中，极射赤平投影也可用于制作大比例尺地图，以及展示极地和高纬度地区的地理信息。

然而，极射赤平投影也存在一些缺点。

首先，它会引起地图上地理特征的形变和扭曲。

由于赤道区域在投影中较长，因此经度线在赤道区域内变形更为严重，会导致经线错位和拉长。

此外，在高纬度地区，极射赤平投影也存在较大的面积形变和形状变化，使得地图上的地理区域较难准确表示。

极射赤平投影的具体实现可以通过数学公式和计算机图形处理来完成。

数学公式包括投影点坐标的计算方法，以及经纬度坐标与平面坐标的相互转换方法。

计算机图形处理技术则用于实现将地球表面上的点投影到平面上，并进行图形绘制和渲染。

总之，极射赤平投影是一种将地球表面投影到平面上的方法，可用于绘制天球图和天空赤平图，以及制作大比例尺地图。

它在天文学和地理学领域中具有广泛的应用，但也存在地图形变和扭曲的问题。

通过数学公式和计算机图形处理技术，可以实现极射赤平投影的具体实现。

极射赤平投影基本作图方法极射赤平投影基本作图方法§1 极射赤平投影的基本原理一、投影要素1、投影球—以任意长为半径的球，球面即球表面2、赤平面—过投影球球心的水平面3、基圆—赤平面与球面相交的大圆，或称赤平大圆凡过球心的平面与球面相交的大圆，统称为大圆，不过球心的一球面与球面相交所成的圆统称小圆。

4、极射点—球上两极发射点，分上半球投影和下球投影。

二、平面和直线的投影的解析（一）平面投影1、过球心的平面投影任何一个过球心的无限伸展的平面（岩层面、断层面、节理面或轴面等），必然于球面相交成球面大圆，球面大圆与极射点的连线必然穿过赤平面，在赤平面上这些穿透点的连线即为该平面的相应大圆的赤平投影，简称大圆弧。

1）直立大圆（平面）——为基圆直径2）水平大圆（平面）——为基圆本身3）倾斜大圆（平面）——以基圆直径为弧的大圆弧性质：球面大圆投影后在赤平面上仍为一个圆。

2、不过球心的平面投影不过球心的平面与球面相交成直径小于球直径的小圆、球面小圆投影仍为一个小圆。

1）直立小圆（平面）——部分为基圆内一条弧，部位为基圆外一条弧2）水平小圆（平面）——为基圆的同心圆3）倾斜小圆（平面）①全部位于圆基内的小圆②部位于基圆内，部分在基圆外③全部在基圆外性质：1）球面大圆或球面小圆投影在赤平面仍为一个圆2）半径角距相等的球面小圆（即面积相等的小圆），其投影小圆面积不等，近基圆圆心处，远离圆在大。

3）任何过极射点（P）的球面大圆或小圆其赤平投影均为一条直线。

4）球面大圆或小圆在赤平面上的投影圆的圆心（R’）与作图圆心（C）是不重合的；只有水平球面大圆和水平球面小圆投影后，投影圆心（R’）作图圆心（C）与基圆的圆心O点重合，并且投影圆的圆心（R’）与基圆圆心（O）愈远，R’与C分离愈大。

（二）直线投影过球心的直线无限延伸心交于球面两点，称极点。

1、铅直线投影点为基圆圆心2、水平线投影点为基圆直径的两个端点3、倾斜线股影点，一个在基圆内，另一个在基圆外，称对距点，其角距为180°三、投影网：吴尔福网和施密特网（一）吴氏网的结构及成因原理吴氏网的结构：基圆、径几大圆弧、纬向小圆弧、东西、南北经纬线，间距2°，误差±0.5°1、基圆，赤平大圆，代表水平面，0°-360°方位角刻度2、经向大圆弧，由一系列走向SN的，向东或西倾斜，倾角不同（0°-90°），间隔2°的投影大圆弧（代表倾斜平面）组成。

一、序言岩质边坡稳定性分析方法有许多，但无论是平面滑动的单一楔形断面滑体、单滑块和多滑块分析法，还是楔体滑动的仿平面分析法、楔体分割法、立体分析法、霍克分析法以及《岩土工程勘察规范》（GB50021－94）推荐法等，在计算边坡稳定性系数时，需要知道滑体控制平面（包括结构面和坡面、坡顶面）或直线（包括平面的法线）的地质产状，以及平面与平面、直线与直线、直线与平面间夹角等。

其中平面和直线的产状可以通过现场测量获取，除此之外的几何参数，在没有发明极射赤平投影之前，都是用计算法求得，不仅它们的计算公式复杂，而且计算过程繁琐，也很容易出错。

如果采用极射赤平投影求解边坡稳定性分析所需的几何参数，那就可以简化这些几何参数的计算过程，而且一般情况下只需要在现场测量出各个控制平面的地质产状即可。

二、极射赤平投影的基本原理（一）投影要素极射赤平投影（以下简称赤平投影）以圆球作为投影工具，其进行投影的各个组成部分称为投影要素，包括：1.投影球（也称投射球）：以任意长为半径的球。

2.球面：投影球的表面称为球面。

3.赤平面（也称赤平投影面）：过投影球球心的水平面。

4.大圆：通过球心的平面与球面相交而成的圆，统称为大圆（如图一（a）中ASBN、PSFN、NESW），所有大圆的直径相等，且都等于投影球的直径。

当平面直立时，与球面相交成的大圆称为直立大圆（如图一（a）中PSFN）；当平面水平时，与球面相交成的大圆称为赤平大圆或基圆（如图一（a）中NESW）；当平面倾斜时，与球面相交成的大圆称为倾斜大圆（如图一（a）中ASBN）。

5.小圆：不过球心的平面与球面相而成的圆，统称为小圆（如图一（b）、（c）中AB、CD、FG、PACB）。

当平面直立时，与球面相交成的小圆称为直立小圆（如图一（b）中DC）；当平面水平时，与球面相交成的小圆称为水平小圆（如图一（b）中AB）；当平面倾斜时，与球面相交成的小圆称为倾斜小圆（如图一（b）中FG或图一（c）中PACB）。

赤平投影原理及讲解引言赤平投影是地图学中常用的一种投影方式，其最大的优点是可以充分保证地图上任意一点与赤道的角度都相等。

而赤平投影的实现原理，主要是利用了地球的旋转和中心线的垂直位置。

赤平投影原理坐标系在介绍赤平投影原理之前，我们需要先了解一下坐标系。

通常在地图制作中，我们使用的坐标系为地球坐标系。

地球坐标系是将地球上的点用三维坐标系表示的一种数学模型。

其中，地球坐标系的原点为地球质心，地球的赤道为该坐标系的 XY 平面，而该坐标系的 Z 轴即为地球北极点指向质心的连线。

在地球坐标系中，我们一般采用经度和纬度作为解释地球上位置的方式。

经度是一个定点的短圆弧与本初子午线之间的夹角，而纬度则是一个点与赤道之间的夹角。

它们的表示方式为度、分、秒，分别用符号 °、′、″ 表示。

赤平投影原理赤平投影又称为正射平面投影，需要满足投影面与地球的平面垂直，且中心点正好位于地球的北极或南极上。

投影点与赤道面的夹角都相等。

在赤平投影中，将地球的南北极作为坐标轴的原点，与水平面相交的平面即为投影面。

将该平面放在一张纸上，用垂线去描绘地球上的各个点。

这时，地球上的每一个点都可以在平面上找到一个对应的点，使得该点到点 O（即南极或北极）的距离与该点所对应的角度相等。

由于在赤平投影中，地球上的任何一点都可以延长与南北极的连线垂直于平面，这就形成了“正射平面投影”的名称。

在赤平投影中，投影长度与原长之比始终等于该点到南北极的夹角。

赤平投影的应用赤平投影具有保持等角性的特点，在工程制图、城市规划、制造业等领域得到了广泛的应用。

同时，在天文学中，赤平投影也是观测恒星时使用的一种重要工具。

赤平投影的应用广泛且其实现原理简单，只需将地球的南北极作为坐标轴的原点，与平面相交，以垂线去描绘地球上的各个点，便可以获得等角性的投影效果。