[GIS] 常见地图投影 - 投影坐标系 - UTM|高斯克吕格|兰勃特等角投影|墨卡托投影
文章目录
- 我国常见的地图投影情况
- 墨卡托投影
- 特征
- 适用
- 通用横轴墨卡托投影UTM
- 用途
- 类型
- 特点
- 座标编排
- 兰勃特等角投影
- 特点
- 适用
- 高斯-克吕格投影
- 形成条件
- 特点
- 适用
- 分带
- 6度带
- 3度带
- 高斯投影和UTM的比较
我国常见的地图投影情况
投影名称 | 投影类型 | 介绍 | 特征 | 用途 |
---|---|---|---|---|
墨卡托投影 | 正轴等角圆柱投影 | 圆柱割于地球,投影到圆柱面上,展开 |
1. 等角。长度和面积变形明显,基准纬线无变形 2. 经纬线平行成直角,经线间隔相等、纬线不等 |
航海图、航空图 |
通用横轴墨卡托UTM | 横轴割圆柱等角投影 | 使用笛卡尔坐标系,标记南纬80°-北纬84°的地区 |
1. 每6°一带,由西向东01-60,中央经线为直线且为投影对称轴 2. 两条割线没有变形 |
1. 美国世界军用地图、地球资源卫星像片 2. 某些国家局部采用UTM作为地图数学基础,我国卫星影像资料常采用 |
高斯克里格投影 | 横轴切圆柱等角投影 |
1. 6°带:0°开始(中国72E-136E,13-23带) 2. 3°带:从1°30′开始 |
1. 中央精度和赤道投影后互为垂直的直线且为投影对称轴 2. 等角,中央经度不变形,赤道变形最厉害 |
适合幅员广大地区,按经线分带进行投影,各带变形情况相似,利于全球地图拼接 |
兰勃特等角投影 | 等角正轴割圆锥投影 | 德国数学家兰勃特 |
1. 小而均匀 2. 等角 3. 两条标准纬线无变形,同一纬线变形处处相同,变形均匀、两条纬线间经纬线长度处处相等 |
1. 制作沿纬线分布的中纬度地区中、小比例尺地图 2. 1:100万地形图和航空图(我国1:100万采用兰勃特投影) 3. 东西半球图和分洲图多用此投影 |
墨卡托投影
1569荷兰地图学家墨卡托 正轴等角圆柱投影
- 正轴,等角条件,圆柱割于地球
- 投影到圆柱面上,展开
- 最早最常用的切圆柱投影
特征
- 没有角度变形->各方向长度比相等
- 经纬线都是平行直线,且相交成直角
- 经线间隔相等
- 纬线间隔从基准纬线处向两极逐渐增大
- 长度和面积变形明显,基准纬线无变形,从基准纬线处向两极变形逐渐增大
但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
适用
航海图和航空图: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
通用横轴墨卡托投影UTM
【介绍】它使用笛卡儿座标系,标记南纬80°至北纬84°之间的所有位置
用途
- 美国编制世界各地军用地图和地球资源卫星像片所采用的投影系统
- 某些国家局部采用UTM作为地图数学基础
- 我国的卫星影像资料常采用UTM
类型
横轴割圆柱等角投影
- 圆柱割于南纬80°、北纬84°两条等高圈上
- 两条割线没有变形,离这两条割线越远变形越大
- 割线以内,长度变形为负值,以外为正值
特点
- 和高斯相似,角度没有变形,中央经线为直线,且为投影的对称轴
- 中央经线的比例因子取0.9996是为了保证离中央经线约330km处有两条不失真的标准经线
- 6°标准,从西经180自西向东进行投影带分类,共分60个投影带
6°带内长度变形较小
座标编排
【格式】[经度区间][纬度区间] [方格座标]
例子:50Q 1947 3910
含义:经纬 北距 东距
【纬度区间】从南纬80°开始,每8°被编排为一个纬度区间,"C"至"X"编排
【经度区间】
- 每6°被编排为一经度区间
每一个经度区间均以一个数字表示,由西向东数以01至60编排
兰勃特等角投影
Lambert conformal conic(德国数学家兰勃特)
等角正轴割圆锥投影
特点
- 小而均匀
- 没有角度变形
- 两条标准纬线无变形
- 同一纬线上变形处处相同、变形均匀、两条纬线间经纬线长度处处相等
适用
- 制作沿纬线分布的中纬度地区中、小比例尺地图
- 1:100万地形图和航空图
我国1:100万采用兰勃特投影 - 东西半球图和分洲图多用此投影
高斯-克吕格投影
高斯提出,克吕格补充
横轴切圆柱等角投影
为了减少长度变形的误差,进行分带
形成条件
- 中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线,且为投影的对称轴
- 等角性质
- 中央经线投影后长度不变
特点
- 中央经线没有变形,其他地方长度比都大于1(投影后更长了)
- 只有中央经度不变形,离中央经线越远,变形越大
- 离赤道越近,变形越大
- 等角投影,面积比为长度比的平方
- 长度比的等变形线平行于中央子午线
适用
适合幅员广大的地区,按经线分带进行投影,各带变形情况相似,利于全球地图拼接
分带
6度带
从0°开始
中国72E136E,跨越了1323共11个带
3度带
从1°30′开始
高斯投影和UTM的比较
方面 | 高斯投影 | UTM |
---|---|---|
投影方式 | 等角横轴切圆柱 | 等角横轴割圆柱投影 |
计算结果 | 投影后中央经线保持长度不变,比例系数为1 | 圆柱割于地球南纬80°、北纬84°,割线上没有变形中央经线长度比0.996 |
分带方式 | 0°子午线起,间隔6°,自西向东,第一带中央经线3° | 自西经180°起,每隔6°,自西向东,第1带的中央经度为-177° |
坐标偏移 |
东伪偏移500公里 北伪偏移为0 |
东伪偏移500公里 UTM北半球投影北伪偏移为0,南半球为10000公里 |
精度 |
等角 中央子午线长度不变,其他曲线的长度均变长(投影比>1) 赤道变形最大 |
等角 中央子午线0.9996,分带子午线投影比大于1,长度变形大幅度缩小 |
应用 | 我国基本比例尺地形图1:2.5W、1:5w、1:10w、1:25w、1:50w采用高斯6°分带;1:5000、1:1w地形图采用高斯3°分带 |
主要用于美国的军用地图及地球资源卫星所用遥感数据 某些国家局部采用UTM作为地图数学基础 我国卫星影像资料采用UTM投影 目前国外软件或国外进口仪器配套软件往往不支持高斯,但支持UTM,因此常有把UTM投影当做高斯投影的现象 |
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