地理投影名词解释

地理投影名词解释

1 等角投影(又称“正形投影”) conformal projection

等角投影是地图投影的一类。

定义:在一定范围内,投影面上任何点上两个微分线段组成的角度投影前后保持不变的一类投影。任何点上二微分线段组成的角度投影前后保持不变的一类投影。是角度和形状保持正确的投影,也称正形投影。

经纬线投影后正文,变形椭圆为大小不同的圆,同一点上任意方向上的长度比相等。没有角度变形,但面积变形最大,主要依靠增大面积变形而达到保持角度不变,等角投影的经纬线正交,即成90°,图上任意两个方向的夹角与实地相对应的角度相等。等角投影的缺点是面积变形比其他投影大,只有在小面积内可保持形状和实际相似。用等角投影编制的地图有航海图、航空图、洋流图、风向图、气象图及军用地图等。

同义词:正形投影;相似投影

常用的墨卡托投影就是一种等角投影。

2 等积投影 equivalent projection

等积投影是地图投影的一种,是地图上任何图形面积经主比例尺放大以后与实地上相应图形面积保持大小不变的一类投影。即投影面积与实地面积相等的投影——面积比为1。满足等积条件,在地图投影中最容易达到。变形椭圆为长短轴各不相同的椭圆,面积相等,但角度变形最大,主要是依靠增大角度变形而保持面积相等。用这种投影编制的地图,因为面积没有变化,所以有利于在地图上进行面积对比,但形状变形比其他投影大。多用来绘制经济图,行政区图和人口图。

3 等距投影 equidistant projection

等距投影是一种任意投影。沿某一特定方向之距离,投影之后保持不变,即沿该特定方向长度之比等于1。在实际应用中多把经线绘成直线,并保持沿经线方向距离相等,面积和角度有些变形,多用于绘制交通图。通常是在沿经线方向上等距离,此时投影后经纬线正文。该投影既有角度变形又有面积变形,两种变形量值近似相等,且介于等角和等积投影之间。适用于沿某一特定方向量测距离的地图、教学地图和交通地图等。

4 任意投影 arbitrary projection

角度变形、面积变形和长度变形同时存在的一种投影。

地图投影的一类。长度、面积和角度都有变形,是既不等角又不等积的投影。这种投影图虽然各方面都有变形,但是它的面积,角度等误差都较小。特别是在应用部分变形不大,适合于绘制各种无特殊要求的地

图,如教学地图。

在任意投影中,有一种较为特殊:等距离投影。字面上看该投影无长度变形,事实上只是在标准线上距离不变。

5 方位投影 azimuthal projection

方向角(direction angle)又称天顶投影。方位投影使一个平面与地球仪相切或相割,以这个平面做投影面,将地球仪上的经纬线投影到平面上,形成投影网。即以平面为投影面的一类投影。投影平面与地球仪相切或相割的切点在赤道的称横方位,切点在极点的称正方位,切点在任意点的称斜方位。按照变形的性质又可分为等角方位投影、等距方位投影、等积方位投影。

以一特定方向起始按顺时针所量得某方向线的水平角。地图投影中,一般以某一主方向为起始方向。 方位投影分为非透视方位投影和透视方位投影。前者按变形性质又分为等角、等积和任意(包括等距离)投影;后者随视点位置不同又分为正射、外心、球面和球心投影。按投影面与地球的相对位置分为正轴、横轴、斜轴方位投影以及切方位投影与割方位投影。在正轴投影中,纬线投影为同心圆,经线为同心圆半径,两经线间的夹角与实地经度差相等。对于横轴或斜轴方位投影,等高圈投影为同心圆,垂直圈投影为同心圆半径,两垂直圈间的交角与实地方位角相等。除横轴投影的赤道与中央经线和斜轴投影的中央经线是直线外,其余经纬线均为对称于中央经线的曲线。等变形线为同心圆,正轴时与纬圈一致,横轴或斜轴时与等高圈一致。该投影适宜于具有圆形轮廓的地区。在两极地区,适宜用正轴投影,赤道附近地区,适宜用横轴投影,其它地区用斜轴投影。

6 圆柱投影 cylindrical projection

是地图投影的一类。假想一个圆柱与地球相切或相割,以圆柱面作为投影面,将球面上的经纬线投影到圆柱面上,在正常位置的圆锥投影中,圆锥面展平后纬线为平行直线,经线也是平行直线,而且与纬线直交。圆柱投影按变形性质可分为等角投影,等积投影和任意投影。按圆柱面与地球的相对位置可分为正轴投影、斜轴投影和横轴投影,其中,以等角圆柱投影应用最广,其次为任意圆柱投影。

以圆柱面为承影面的一类投影。假想用圆柱包裹着地球且与地球面相切(割) ,将经纬网投影到圆柱面上,再将圆柱面展开为平面而成。

7 圆锥投影 conic projection

以圆锥面为承影面的一类投影。假想用圆锥包裹着地球且与地球面相切(割) ,将经纬网投影到圆锥面上,再将圆锥面展开为平面而成。一般用的是正轴圆锥投影。

(一)圆锥投影构成的一般公式

圆锥投影是假定以圆锥面作为投影面,使圆锥面与地球相切或相割,将球面上的经纬线投影到圆锥面上,然后把圆锥面沿一条母线剪开展为平面而成。当圆锥面与地球相切时,称为切圆锥投影;当圆锥面与地球

相割时,称为割圆锥投影。

按圆锥与地球相对位置的不同,也有正轴、横轴和斜轴圆锥投影。但横轴和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。

图2-39是正轴切圆锥投影示意图,视点在地球中心,纬线投影在圆锥面上仍为圆,不同的纬线投影为不同的圆,这些圆都互相平行,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,则成扇形,其顶角小于360°,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度差成正比。

设球面上两条经线间的夹角为λ(图2-40),其投影在平面上为δ,δ与λ成正比,即δ=Cλ(C 为常数)。纬线投影为同心圆弧,设其半径为ρ,它随纬度的变化而变化,即ρ是纬度j 的函数,ρ=f(j )。所以圆锥投影的平面极坐标一般公式为:

如以圆锥顶点S’为原点,中央经线为X 轴,通过S’点垂直于X 轴的直线为Y 轴,则圆锥投影的直角坐标公式为:

x=-rcosd

y=rsind

通常在绘制圆锥投影时,以制图区域最南边的纬jS 与中央经线的交点为坐标原点,则其直角坐标公式为: x=rS-rcosd

y=rsind

式中rS 为投影区域最南边纬线jS 的投影半径。

根据(2-22)式可知,圆锥投影需要决定ρ的函数形式,由于P 的函数形式不同,圆锥投影有很多种。c 称为圆锥系数(圆锥常数),它与圆锥的切、割位置等条件有关,对于不同的圆锥投影,它是不同的。但对于某一个具体的圆锥投影,C 值是固定的。总的来说,C 值小于1,大于0,即0<c <1。当c=1时为方位投影,c=0时为圆柱投影,所以可以说方位投影和圆柱投影都是圆锥投影的特例。

(二)圆锥投影的变形分布规律

圆锥投影的纬线是同心圆弧,经线是同心圆弧的半径。经纬线是直交的,所以经纬线的长度比就是最大、最小长度比。

由图2-41可以看出,球面上经线微分弧长AB=Rdj,纬线微分弧长

AD=rdl=Rcosjdl;

在投影平面上,经线微分线段A’B’=-dρ(d ρ带负号,是因为变量A’B’与动径SA’的方向相反),纬线微分线段A’D’=ρd δ。根据长度比定义,可得

由上面几式可以看出,圆锥投影的各种变形都是纬度j 的函数,与经度λ无关。也就是说,圆锥投影的各

种变形是随纬度的变化而变化,在同一条纬线上各种变形的数值各自相等,因此,等变形线与纬线平行,呈同心圆弧状分布。在切圆锥投影上,相切的纬线是一条没有变形的线,称为标准纬线,从标准纬线向南、北方向变形逐渐增大(图2-42)。

在割圆锥投影上,球面与圆锥面相割的两条纬线,是标准纬线,在两条标准纬线之间的纬线长度比小于1,两条标准纬线以外的纬线长段比大于1,离标准纬线愈远,变形愈大。

根据圆锥投影变形分布情况,这种投影适于制作中纬度沿东西方向延伸地区的地图。由于地球上广大陆地位于中纬度地区,又因为圆锥投影经纬线网形状比较简单,所以它被广泛应用于编制各种比例尺地图。 圆锥投影按变形性质可以分为等角、等积和任意(其中所谓等距投影是任意投影的一种)三类投影。无论哪一种均有切圆锥与割圆锥之分。

(三)等角圆锥投影

等角圆锥投影的条件是使地图上没有角度变形,即ω=0。为了保持等角条件,必须使图上任一点的经线长度比与纬线长度比相等,即m=n。在切圆锥投影上,相切的纬线为标准纬线,其长度比等于1;从标准纬线向南、北方向纬线长度比均大于1,因而经线长度比也要相应的扩大,使其值与纬线长度比相等。表2-11为标准纬线j0=35°的等角圆锥投影变形数值表。从这个表中可以看出,在单标准纬线等角圆锥投影中,标准纬线没有变形;从标准纬线向南、北方向变形逐渐增加,但在距离标准纬线纬差相同的地方,变形数值是不等的,标准纬线以北比标准纬线以南变形增加的要快些。

在割圆锥投影上,相割的两条纬线为标准纬线,其长度比等于1;两条标准纬线之间,纬线长度比小于1,因而经线长度比也要相应的小;两条标准纬线之外,纬线长度比大于1,经线长度比也要相应的大,同时使任一点上经线长度比与纬线长度比相等。表2-12为标准纬线j1=25°、j2=45°的等角割圆锥投影各种变形数值表。从表中数值可以看出,在双标准纬线等角圆锥投影上,两条标准纬线没有变形;在两条标准纬线之间长度变形是向负的方向增加,即投影后的经纬线长度均比地面上相应的经纬线长度缩短了;在两条标准纬线以外长度变形向正的方向增加,即投影后的经纬线长度均比地面上相应的经纬线长度伸长了。面积变形也是如此,在两条标准纬线以内是负向变形,在两条标准纬线以外是正向变形。变形增加的速度也是北边比南边快些。

等角圆锥投影应用很广。如我国地图出版社1957年出版的《中华人民共和国地图集》中的分省地图是采用这种投影编制的,两条标准纬线的纬度为j1=25°,j2=45°;1981年出版的《中华人民共和国地图集》中,分省地图采用边纬线与中纬线长度变形绝对值相等的双标准纬线等角圆锥投影;1960年和1972年出版的《世界地图集》中大多数分国地图均采用了等角圆锥投影。世界上有些国家,如法国、比利时、西班牙等国都曾采用这种投影作为地形图的数学基础。此外,西方国家出版的许多挂图、地图集中亦广泛采用等角圆锥投影。

1962年联合国于波恩举行的世界百万分之一国际地图技术会议制定的规范建议,新编国际百万分之一地图采用双标准纬线等角圆锥投影。这样可使世界1∶100万普通地图与1∶100万世界航空图的数学基础一致。该投影自赤道起按纬差4°分带。北纬84°以北和南纬80°以南采用等角方位投影。

1978年我国新制订的《1∶100万地形图编绘规范》,规定采用边纬线与中纬线长度变形绝对值相等的等角割圆锥投影,作为1∶100万分幅地形图的数学基础。也是按纬差4°分带,每个投影带的两条标准纬线近似为j1=jS+35’,j2=jN-35’(jS 为每一带最南边纬线的纬度,jN 为每一带最北边纬线的纬度),各带长度变形最大值为±0.03%,面积变形最大值为±0.06%。

(四)等积圆锥投影

等积圆锥投影的条件是使地图上没有面积变形,即P=1。为了保持等积条件,必须使投影图上任一点的经线长度比与纬线长度比互为倒数,即m=1/n。

在切圆锥投影上,相切的纬线为标准纬线,其长度比等于1;从标准纬线向南、北方向纬线长度比均大于1,因而经线长度比要相应的小,其值是纬线长度比的倒数。在割圆锥投影上,相割的两条纬线为标准纬线,其长度比等于1;两条标准纬线之间,纬线长度比小于1,因而经线长度比要相应的大;两条标准纬线之外,纬线长度比大于1,经线长度比要相应的小,同时使任一点上经线长度比与纬线长度比互为倒数。表2-13为等积割圆锥投影(标准纬线j1=25°,j2=47°)各种变形数值。从表中数值可以看出,在双标准纬线等积圆锥投影中,面积没有变形;两条标准纬线没有变形;在两条标准纬线之内,纬线变形是向负的方向增加,经线变形是向正的方向增加;在两条标准纬线以外,纬线变形是向正的方向增加,经线变形向负的方向增加。角度变形随离标准纬线愈远而愈大。

等积圆锥投影常用以编制行政区划图、人口密度图及社会经济地图等。例如中国地图出版社出版的1∶800万、1∶600万和1∶400万《中华人民共和国地图》采用了双标准纬线(j1=25°、j2=47°)等积圆锥投影。以前还曾用过标准纬线为25°和45°以及边纬线(jS=18°、jN=54°)和中纬线(jM=36°)长度变形绝对值相等的等积圆锥投影。其他国家出版的许多挂图、桌图和地图集中,亦广泛采用等积圆锥投影。

(五)等距圆锥投影

等距圆锥投影的条件是沿经线方向长度没有变形,即m=1。等距切圆锥投影,相切的纬线为标准纬线,没有变形;从标准纬线向南、北方向纬线长度比大于1,经线长度比等于1,面积变形和角度变形均随离标准纬线愈远而愈大。等距割圆锥投影,相割的两条纬线为标准纬线,没有变形;两条标准纬线以内,纬线长度比小于1;两条标准纬线以外,纬线长度比大于1,经线长度比等于1;在两条标准纬线之内,面积变形向负的方向增加;在两条标准纬线以外,面积变形向正的方向增加,角度变形随离标准纬线愈远,变形愈大。表2-14为双标准纬线(j1=25°、j2=47°)等距圆锥投影各种变形数值。

等距圆锥投影上虽然具有长度、面积和角度变形,但变形值却比较小,它的角度变形小于等积圆锥投影,

面积变形小于等角圆锥投影。

等距圆锥投影在我国出版的地图中不常见。在国外则有用的。例如苏联出版的苏联全图,一般常用j1=47°、j2=62°的等距割圆锥投影。

(六)几种圆锥投影变形性质的图形判别

圆锥投影经纬线形式具有共同的特征。经线为放射状直线,夹角相等;纬线为同心圆弧。如果地图上没有注明变形性质,则可以根据一条经线上的纬线间隔变化来判断。

纬线为同心圆弧,其长度比从图上不易直接观察出来。但是经线是同心圆弧的半径——直线。由于投影的变形性质不同,经线长度比就不同,它在图形上表现为纬线间隔的变化是不一样的。根据表2-15可以得出以下结论:沿着经线量取纬差相等的纬线间隔,从地图中心向南、北方向逐渐扩大者,为等角圆锥投影;

若纬线间隔从地图中心向南、北方向逐渐缩小者,为等积圆锥投影;纬线间隔相等者,则为等距圆锥投影。

8 伪方位投影 pseudo—azimuthal projection

地图投影的一种。属条件投影。

又称“拟方位投影”,是在方位投影的基础上,根据某些条件加以改变而成的。

在正轴投影中,纬线仍为同心圆,中央经线为直线,其他经线为对称于中央经线的曲线,并相交于极点。在横轴和斜轴投影中,经纬线为复杂的曲线。

按投影性质,伪方位投影无等角投影和等积投影,只有任意投影。其等变形线形状有卵形、椭圆形或三叶玫瑰形等。

能适应各种特殊要求,常用于编制小比例尺地图。

9 伪圆柱投影 pseudo—cylindrical projection

是地图投影的一种。属“条件投影”。

它是按一定的条件修改圆柱投影而得。该投影的纬线是一组平行的直线,两极则表现为点或线的形式;其经线,除中央经线为一直线外,其余经线均为对称于中央经线的曲线。由于经纬线不是垂直相交,因此不存在等角投影,常用的以等积伪圆柱投影为多。该投影主要用于绘制世界图、大洋图和分洲图。该投影又称“拟圆柱投影”。

10 伪圆锥投影 pseudo—conic projection

地图投影的一类,属条件投影。

伪圆锥投影是在圆锥投影的基础上,根据某些条件改变经线形状而成的。这类投影的纬线形状与圆锥投影类似,即纬线为同心圆弧,圆心位于中央经线上,但经线则不同,除中央经线为直线外,其余的经线均为对称于中央经线的曲线。

按投影的变形性质,伪圆锥投影和伪圆柱投影一样,没有等角投影,因为这种投影经纬线不直交。伪圆锥

投影只有等积投影和任意投影。最常用的伪圆锥投影是等积伪圆锥投影。

等积伪圆锥投影又称彭纳投影,由法国水利工程师彭纳(Rigobert-Bonne )于1752年首先提出并应用于法国地形图而得名。彭纳投影的中央经线为直线,其长度比等于1,即m0=1;纬线为同心圆弧,沿纬线长度比等于1,即n=1;图上面积与实际相应的面积相等,即P=1。在一条纬线上的经线间隔相等,在中央经线上纬线间隔相等,中央经线与所有的纬线正交,中央纬线与所有的经线正交。

这个投影没有面积变形,中央经线和中央纬线是两条没有变形的线,离开这两条线愈远,变形愈大。 彭纳投影主要用于编制小比例尺的大洲图。例如,我国地图出版社出版的《世界地图图2-51彭纳投影及其最大角度变形集》中的亚洲政区图,英国《泰晤士世界地图集》中的澳大利亚与西南太平洋地图,都是采用的彭纳投影。

11 多圆锥投影 polyconic projection

(一)多圆锥投影的概念

在切圆锥投影中,离开标准纬线愈远,变形愈大。如果制图区域包含纬差较大时,则在边缘纬线处将产生相当大的变形。因此,采用双标准纬线圆锥投影比采用单标准纬线圆锥投影变形要小些。如果有更多的标准纬线,则变形会更小些,多圆锥投影就是由这样的设想建立起来的。假设有许多圆锥与地球面上的纬线相切,将球面上的经纬线投影于这些圆锥面上,然后沿同一母线方向将圆锥剪开展成平面,如图2-48所示。由于圆锥顶点不是一个,所以纬线投影为同轴圆弧,其圆心都在中央经线的延长线上,除中央经线为直线外,其余的经线投影为对称于中央经线的曲线。凡是经纬线形式符合上述特征的,均称为多圆锥投影。由于多圆锥投影的经纬线系弯曲的曲线,具有良好的球形感,所以它常用于编制世界地图。

(二)普通多圆锥投影

普通多圆锥投影除了中央经线和每一条纬线的长度比等于1外,即m0=1,n=1其余经线长度比均大于1。这个投影在中央经线上纬线间隔相等,在每一条纬线上经线间隔相等。普通多圆锥投影属于任意投影,中央经线是一条没有变形的线,离开中央经线愈远,变形愈大。这个投影适于作南北方向延伸地区的地图。美国海岸测量局曾用此投影制作美国海岸附近地区的地图。

普通多圆锥投影的另一个用途是绘制地球仪用的图形。把整个地球按一定经差分为若干带,每带中央的经线都投影为直线,各带的投影图在赤道相接,将这样的图形贴于预制的球胎上,就成为一个地球仪。

(三)改良多圆锥投影

改良多圆锥投影是由普通多圆锥改良而成的。过去长时期国际上用它编绘百万分之一分幅地图,这是由1909年伦敦国际地理学会议决定的,故又名国际百万分之一地图投影。

国际百万分之一地图,在纬度0°—60°范围内,按纬差4°、经差6°分幅;在纬度60°—76°范围内,按纬差4°、经差12°分幅;在纬度76°—88°范围内按纬差4°、经差24°分幅。每幅单独投影。每幅图的南北两条边纬线是同轴圆弧,其圆心位于中央经线的延长线上。将这两条纬线按经差1°等分,过相应分点连成的直线即为各条经线。其他纬线是4等分各经线后,将相应分点联成的平滑曲线。

这个投影南北两条边纬线长度比等于1,其余纬线长度比均小于1,以中央纬线长度比为最小。在按经差6°的分幅中,距中央经线经差为±2°(在按经差12°的分幅中,距中央经线经差为±4°,在按经差24°的分幅中,距中央经线经差为±8°)的经线长度比等于1,中间经线长度比小于1,边缘经线长度比大于1。这种投影按变形性质来说属任意投影。由于每一幅图包括的范围不大,因而变形很小。在我国范围内长度变形不超过0.06%,面积变形不超过0.12%,角度最大变形不超过5’。故总的来说,这种投影精度还是很高的。但因它不具有等角条件,故现已被等角圆锥投影所取代。

(四)等差分纬线多圆锥投影

这个投影是由我国地图出版社于1963年设计的一种不等分纬线的多圆锥投影。赤道和中央经线是互相垂直的直线,其他纬线为对称于赤道的同轴圆弧,其圆心均在中央经线的延长线上;其他经线为对称于中央经线的曲线,各经线间的间隔,随离中央经线距离的增大而逐渐缩短,按等差递减。极点为圆弧,其长度为赤道的1/2。

这种投影的变形性质属任意投影。我国绝大部分地区的面积变形在10%以内,面积比等于1的等变形线自东向西横贯我国中部;中央经线和纬度±44°交点处没有角度变形,我国境内绝大部分地区的角度最大变形在10°以内,少数地区在13°左右。地图出版社用这一投影编制过数种比例尺的世界政区图和其他类型的世界地图。

1976年地图出版社又拟定了另外一种不等分纬线多圆锥投影——正切差分纬线多圆锥投影,这个投影的经

线间隔,由中央经线向东西两侧按与中央经线经差的正切函数递减。正切函数随角度增加递增速度越来越快。因此,正切差分纬线多圆锥投影的经线间隔,在中央经线附近变化较小,在远离中央经线的地方,变化较大。地图出版社1981年出版的1:1400万世界全图采用了这个投影。

12 球心投影(又称“日曼投影”、“大环投影”) gnomonic projection 13 正射投影 orthographic projection

正射投影又称“直角投影”。属任意性质的视透方位投影。即投影平面切于地球面上一点,视点在无限远处,投影光线是互相平行的直线,并与投影平面相垂直。可显示出半球。按投影面位置可分为正轴、横轴与斜轴三种。投影中心无变形,离中心越远变形越大,所有纬线圈(正轴)或等高圈(横轴、斜轴)无长度变形。此投影变形较大,不适用于一般地图,常用于天体图,如月球图或其他天体图。

14 透视投影 perspective projection

透视投影是用中心投影法将形体投射到投影面上,从而获得的一种较为接近视觉效果的单面投影图。它具消失感、距离感、相同大小的形体呈现出有规律的变化等一系列的透视特性,能逼真地反映形体的空间形象。透视投影也称为透视图, 简称透视。在建筑设计过程中,透视图常用来表达设计对象的外貌,帮助设计构思,研究和比较建筑物的空间造型和立面处理,是建筑设计中重要的辅助图样。

透视投影符合人们心理习惯,即离视点近的物体大,离视点远的物体小,远到极点即为消失,成为灭点。它的视景体类似于一个顶部和底部都被切除掉的棱椎,也就是棱台。这个投影通常用于动画、视觉仿真以及其它许多具有真实性反映的方面。

15 球面投影 stereographic projection

16 正轴投影 normal projection

正轴投影又称“极地投影”。投影面的轴与地球自转轴一致的一类投影。见附图。正轴方位投影指平面切于极点,又称“极地方位投影”,正轴圆柱投影指圆柱面与赤道相切;正轴圆锥投影指圆锥面与某一条纬线相切。当投影面与球面相割时,正轴方位投影割于一条纬线,正轴圆柱与圆锥投影则割于两条纬线。 17 横轴投影 transverse projection

18 斜轴投影 oblique projection

19变比例投影 varioscale projection

20 分瓣投影 interrupted projection

21 多焦点投影 polyfocal projection

22 兰勃特投影 Lambert projection

兰勃特投影是由德国数学家兰勃特(J.H.Lambert )拟定的正形圆锥投影。有两种:①等角圆锥投影。设想用一个正圆锥切于或割于球面,应用等角条件将地球面投影到圆锥面上,然后沿一母线展开成平面。投影

后纬线为同心圆圆弧,经线为同心圆半径。没有角度变形,经线长度比和纬线长度比相等。适于制作沿纬线分布的中纬度地区中、小比例尺地图。国际上用此投影编制1∶100万地形图和航空图;②等积方位投影。设想球面与平面切于一点,按等积条件将经纬线投影于平面而成。按投影面与地球面的相对位置,分为正轴、横轴和斜轴3种。在正轴投影中,纬线为同心圆,其间隔由投影中心向外逐渐缩小,经线为同心圆半径。在横轴投影中,中央经线和赤道为相互垂直的直线,其他经线和纬线分别为对称于中央经线和赤道的曲线。在斜轴投影中,中央经线为直线,其他经线为对称于中央经线的曲线。该投影无面积变形,角度和长度变形由投影中心向周围增大。横轴投影和斜轴投影较常应用,东西半球图和分洲图多用此投影。 23 格灵顿投影 Grinten projection

24 彭纳投影 Bonne projection

彭纳投影即等积伪圆锥投影。为法国人彭纳所创。中央经线是直线,其他经线为对称于中央经线的曲线。纬线为同心圆弧。中央经线和标准纬线上没有变形,离开这两条线越远变形越大。图上所有纬线都保持长度不变,面积相等。彭纳投影常用作大洲图。

25 阿伯斯投影 Albers projection

阿伯斯投影,又名“正轴等积割圆锥投影”,“双标准纬线等积圆锥投影”。圆锥投影的一种。为阿伯斯(Albers )拟定,故名。纬线为同心圆弧,经线为圆的半径,经线夹角与相应的经差成正比。两条割纬线投影后无任何变形。投影区域面积保持与实地相等。

26 双标准纬线投影 projection with two standard parallels

27 墨卡托投影 Mercator projection

又称正轴等角圆柱投影。圆柱投影的一种,由荷兰地图学家墨卡托(G. Mercator)于1569年创拟。为地图投影方法中影响最大的。

设想一个与地轴方向一致的圆柱切于或割于地球,按等角条件将经纬网投影到圆柱面上,将圆柱面展为平面后,得平面经纬线网。投影后经线是一组竖直的等距离平行直线,纬线是垂直于经线的一组平行直线。各相邻纬线间隔由赤道向两极增大。一点上任何方向的长度比均相等,即没有角度变形,而面积变形显著,随远离标准纬线而增大。该投影具有等角航线被表示成直线的特性,故广泛用于编制航海图和航空图等。 墨卡托投影在切圆柱投影与割圆柱投影中,最早也是最常用的是切圆柱投影。

28 通用横墨卡托投影 Universal Transverse Mercator projection,UTM 29 通用横球面投影 Universal Polar Stereographic projection, UPS

地理投影名词解释

1 等角投影(又称“正形投影”) conformal projection

等角投影是地图投影的一类。

定义:在一定范围内,投影面上任何点上两个微分线段组成的角度投影前后保持不变的一类投影。任何点上二微分线段组成的角度投影前后保持不变的一类投影。是角度和形状保持正确的投影,也称正形投影。

经纬线投影后正文,变形椭圆为大小不同的圆,同一点上任意方向上的长度比相等。没有角度变形,但面积变形最大,主要依靠增大面积变形而达到保持角度不变,等角投影的经纬线正交,即成90°,图上任意两个方向的夹角与实地相对应的角度相等。等角投影的缺点是面积变形比其他投影大,只有在小面积内可保持形状和实际相似。用等角投影编制的地图有航海图、航空图、洋流图、风向图、气象图及军用地图等。

同义词:正形投影;相似投影

常用的墨卡托投影就是一种等角投影。

2 等积投影 equivalent projection

等积投影是地图投影的一种,是地图上任何图形面积经主比例尺放大以后与实地上相应图形面积保持大小不变的一类投影。即投影面积与实地面积相等的投影——面积比为1。满足等积条件,在地图投影中最容易达到。变形椭圆为长短轴各不相同的椭圆,面积相等,但角度变形最大,主要是依靠增大角度变形而保持面积相等。用这种投影编制的地图,因为面积没有变化,所以有利于在地图上进行面积对比,但形状变形比其他投影大。多用来绘制经济图,行政区图和人口图。

3 等距投影 equidistant projection

等距投影是一种任意投影。沿某一特定方向之距离,投影之后保持不变,即沿该特定方向长度之比等于1。在实际应用中多把经线绘成直线,并保持沿经线方向距离相等,面积和角度有些变形,多用于绘制交通图。通常是在沿经线方向上等距离,此时投影后经纬线正文。该投影既有角度变形又有面积变形,两种变形量值近似相等,且介于等角和等积投影之间。适用于沿某一特定方向量测距离的地图、教学地图和交通地图等。

4 任意投影 arbitrary projection

角度变形、面积变形和长度变形同时存在的一种投影。

地图投影的一类。长度、面积和角度都有变形,是既不等角又不等积的投影。这种投影图虽然各方面都有变形,但是它的面积,角度等误差都较小。特别是在应用部分变形不大,适合于绘制各种无特殊要求的地

图,如教学地图。

在任意投影中,有一种较为特殊:等距离投影。字面上看该投影无长度变形,事实上只是在标准线上距离不变。

5 方位投影 azimuthal projection

方向角(direction angle)又称天顶投影。方位投影使一个平面与地球仪相切或相割,以这个平面做投影面,将地球仪上的经纬线投影到平面上,形成投影网。即以平面为投影面的一类投影。投影平面与地球仪相切或相割的切点在赤道的称横方位,切点在极点的称正方位,切点在任意点的称斜方位。按照变形的性质又可分为等角方位投影、等距方位投影、等积方位投影。

以一特定方向起始按顺时针所量得某方向线的水平角。地图投影中,一般以某一主方向为起始方向。 方位投影分为非透视方位投影和透视方位投影。前者按变形性质又分为等角、等积和任意(包括等距离)投影;后者随视点位置不同又分为正射、外心、球面和球心投影。按投影面与地球的相对位置分为正轴、横轴、斜轴方位投影以及切方位投影与割方位投影。在正轴投影中,纬线投影为同心圆,经线为同心圆半径,两经线间的夹角与实地经度差相等。对于横轴或斜轴方位投影,等高圈投影为同心圆,垂直圈投影为同心圆半径,两垂直圈间的交角与实地方位角相等。除横轴投影的赤道与中央经线和斜轴投影的中央经线是直线外,其余经纬线均为对称于中央经线的曲线。等变形线为同心圆,正轴时与纬圈一致,横轴或斜轴时与等高圈一致。该投影适宜于具有圆形轮廓的地区。在两极地区,适宜用正轴投影,赤道附近地区,适宜用横轴投影,其它地区用斜轴投影。

6 圆柱投影 cylindrical projection

是地图投影的一类。假想一个圆柱与地球相切或相割,以圆柱面作为投影面,将球面上的经纬线投影到圆柱面上,在正常位置的圆锥投影中,圆锥面展平后纬线为平行直线,经线也是平行直线,而且与纬线直交。圆柱投影按变形性质可分为等角投影,等积投影和任意投影。按圆柱面与地球的相对位置可分为正轴投影、斜轴投影和横轴投影,其中,以等角圆柱投影应用最广,其次为任意圆柱投影。

以圆柱面为承影面的一类投影。假想用圆柱包裹着地球且与地球面相切(割) ,将经纬网投影到圆柱面上,再将圆柱面展开为平面而成。

7 圆锥投影 conic projection

以圆锥面为承影面的一类投影。假想用圆锥包裹着地球且与地球面相切(割) ,将经纬网投影到圆锥面上,再将圆锥面展开为平面而成。一般用的是正轴圆锥投影。

(一)圆锥投影构成的一般公式

圆锥投影是假定以圆锥面作为投影面,使圆锥面与地球相切或相割,将球面上的经纬线投影到圆锥面上,然后把圆锥面沿一条母线剪开展为平面而成。当圆锥面与地球相切时,称为切圆锥投影;当圆锥面与地球

相割时,称为割圆锥投影。

按圆锥与地球相对位置的不同,也有正轴、横轴和斜轴圆锥投影。但横轴和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。

图2-39是正轴切圆锥投影示意图,视点在地球中心,纬线投影在圆锥面上仍为圆,不同的纬线投影为不同的圆,这些圆都互相平行,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,则成扇形,其顶角小于360°,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度差成正比。

设球面上两条经线间的夹角为λ(图2-40),其投影在平面上为δ,δ与λ成正比,即δ=Cλ(C 为常数)。纬线投影为同心圆弧,设其半径为ρ,它随纬度的变化而变化,即ρ是纬度j 的函数,ρ=f(j )。所以圆锥投影的平面极坐标一般公式为:

如以圆锥顶点S’为原点,中央经线为X 轴,通过S’点垂直于X 轴的直线为Y 轴,则圆锥投影的直角坐标公式为:

x=-rcosd

y=rsind

通常在绘制圆锥投影时,以制图区域最南边的纬jS 与中央经线的交点为坐标原点,则其直角坐标公式为: x=rS-rcosd

y=rsind

式中rS 为投影区域最南边纬线jS 的投影半径。

根据(2-22)式可知,圆锥投影需要决定ρ的函数形式,由于P 的函数形式不同,圆锥投影有很多种。c 称为圆锥系数(圆锥常数),它与圆锥的切、割位置等条件有关,对于不同的圆锥投影,它是不同的。但对于某一个具体的圆锥投影,C 值是固定的。总的来说,C 值小于1,大于0,即0<c <1。当c=1时为方位投影,c=0时为圆柱投影,所以可以说方位投影和圆柱投影都是圆锥投影的特例。

(二)圆锥投影的变形分布规律

圆锥投影的纬线是同心圆弧,经线是同心圆弧的半径。经纬线是直交的,所以经纬线的长度比就是最大、最小长度比。

由图2-41可以看出,球面上经线微分弧长AB=Rdj,纬线微分弧长

AD=rdl=Rcosjdl;

在投影平面上,经线微分线段A’B’=-dρ(d ρ带负号,是因为变量A’B’与动径SA’的方向相反),纬线微分线段A’D’=ρd δ。根据长度比定义,可得

由上面几式可以看出,圆锥投影的各种变形都是纬度j 的函数,与经度λ无关。也就是说,圆锥投影的各

种变形是随纬度的变化而变化,在同一条纬线上各种变形的数值各自相等,因此,等变形线与纬线平行,呈同心圆弧状分布。在切圆锥投影上,相切的纬线是一条没有变形的线,称为标准纬线,从标准纬线向南、北方向变形逐渐增大(图2-42)。

在割圆锥投影上,球面与圆锥面相割的两条纬线,是标准纬线,在两条标准纬线之间的纬线长度比小于1,两条标准纬线以外的纬线长段比大于1,离标准纬线愈远,变形愈大。

根据圆锥投影变形分布情况,这种投影适于制作中纬度沿东西方向延伸地区的地图。由于地球上广大陆地位于中纬度地区,又因为圆锥投影经纬线网形状比较简单,所以它被广泛应用于编制各种比例尺地图。 圆锥投影按变形性质可以分为等角、等积和任意(其中所谓等距投影是任意投影的一种)三类投影。无论哪一种均有切圆锥与割圆锥之分。

(三)等角圆锥投影

等角圆锥投影的条件是使地图上没有角度变形,即ω=0。为了保持等角条件,必须使图上任一点的经线长度比与纬线长度比相等,即m=n。在切圆锥投影上,相切的纬线为标准纬线,其长度比等于1;从标准纬线向南、北方向纬线长度比均大于1,因而经线长度比也要相应的扩大,使其值与纬线长度比相等。表2-11为标准纬线j0=35°的等角圆锥投影变形数值表。从这个表中可以看出,在单标准纬线等角圆锥投影中,标准纬线没有变形;从标准纬线向南、北方向变形逐渐增加,但在距离标准纬线纬差相同的地方,变形数值是不等的,标准纬线以北比标准纬线以南变形增加的要快些。

在割圆锥投影上,相割的两条纬线为标准纬线,其长度比等于1;两条标准纬线之间,纬线长度比小于1,因而经线长度比也要相应的小;两条标准纬线之外,纬线长度比大于1,经线长度比也要相应的大,同时使任一点上经线长度比与纬线长度比相等。表2-12为标准纬线j1=25°、j2=45°的等角割圆锥投影各种变形数值表。从表中数值可以看出,在双标准纬线等角圆锥投影上,两条标准纬线没有变形;在两条标准纬线之间长度变形是向负的方向增加,即投影后的经纬线长度均比地面上相应的经纬线长度缩短了;在两条标准纬线以外长度变形向正的方向增加,即投影后的经纬线长度均比地面上相应的经纬线长度伸长了。面积变形也是如此,在两条标准纬线以内是负向变形,在两条标准纬线以外是正向变形。变形增加的速度也是北边比南边快些。

等角圆锥投影应用很广。如我国地图出版社1957年出版的《中华人民共和国地图集》中的分省地图是采用这种投影编制的,两条标准纬线的纬度为j1=25°,j2=45°;1981年出版的《中华人民共和国地图集》中,分省地图采用边纬线与中纬线长度变形绝对值相等的双标准纬线等角圆锥投影;1960年和1972年出版的《世界地图集》中大多数分国地图均采用了等角圆锥投影。世界上有些国家,如法国、比利时、西班牙等国都曾采用这种投影作为地形图的数学基础。此外,西方国家出版的许多挂图、地图集中亦广泛采用等角圆锥投影。

1962年联合国于波恩举行的世界百万分之一国际地图技术会议制定的规范建议,新编国际百万分之一地图采用双标准纬线等角圆锥投影。这样可使世界1∶100万普通地图与1∶100万世界航空图的数学基础一致。该投影自赤道起按纬差4°分带。北纬84°以北和南纬80°以南采用等角方位投影。

1978年我国新制订的《1∶100万地形图编绘规范》,规定采用边纬线与中纬线长度变形绝对值相等的等角割圆锥投影,作为1∶100万分幅地形图的数学基础。也是按纬差4°分带,每个投影带的两条标准纬线近似为j1=jS+35’,j2=jN-35’(jS 为每一带最南边纬线的纬度,jN 为每一带最北边纬线的纬度),各带长度变形最大值为±0.03%,面积变形最大值为±0.06%。

(四)等积圆锥投影

等积圆锥投影的条件是使地图上没有面积变形,即P=1。为了保持等积条件,必须使投影图上任一点的经线长度比与纬线长度比互为倒数,即m=1/n。

在切圆锥投影上,相切的纬线为标准纬线,其长度比等于1;从标准纬线向南、北方向纬线长度比均大于1,因而经线长度比要相应的小,其值是纬线长度比的倒数。在割圆锥投影上,相割的两条纬线为标准纬线,其长度比等于1;两条标准纬线之间,纬线长度比小于1,因而经线长度比要相应的大;两条标准纬线之外,纬线长度比大于1,经线长度比要相应的小,同时使任一点上经线长度比与纬线长度比互为倒数。表2-13为等积割圆锥投影(标准纬线j1=25°,j2=47°)各种变形数值。从表中数值可以看出,在双标准纬线等积圆锥投影中,面积没有变形;两条标准纬线没有变形;在两条标准纬线之内,纬线变形是向负的方向增加,经线变形是向正的方向增加;在两条标准纬线以外,纬线变形是向正的方向增加,经线变形向负的方向增加。角度变形随离标准纬线愈远而愈大。

等积圆锥投影常用以编制行政区划图、人口密度图及社会经济地图等。例如中国地图出版社出版的1∶800万、1∶600万和1∶400万《中华人民共和国地图》采用了双标准纬线(j1=25°、j2=47°)等积圆锥投影。以前还曾用过标准纬线为25°和45°以及边纬线(jS=18°、jN=54°)和中纬线(jM=36°)长度变形绝对值相等的等积圆锥投影。其他国家出版的许多挂图、桌图和地图集中,亦广泛采用等积圆锥投影。

(五)等距圆锥投影

等距圆锥投影的条件是沿经线方向长度没有变形,即m=1。等距切圆锥投影,相切的纬线为标准纬线,没有变形;从标准纬线向南、北方向纬线长度比大于1,经线长度比等于1,面积变形和角度变形均随离标准纬线愈远而愈大。等距割圆锥投影,相割的两条纬线为标准纬线,没有变形;两条标准纬线以内,纬线长度比小于1;两条标准纬线以外,纬线长度比大于1,经线长度比等于1;在两条标准纬线之内,面积变形向负的方向增加;在两条标准纬线以外,面积变形向正的方向增加,角度变形随离标准纬线愈远,变形愈大。表2-14为双标准纬线(j1=25°、j2=47°)等距圆锥投影各种变形数值。

等距圆锥投影上虽然具有长度、面积和角度变形,但变形值却比较小,它的角度变形小于等积圆锥投影,

面积变形小于等角圆锥投影。

等距圆锥投影在我国出版的地图中不常见。在国外则有用的。例如苏联出版的苏联全图,一般常用j1=47°、j2=62°的等距割圆锥投影。

(六)几种圆锥投影变形性质的图形判别

圆锥投影经纬线形式具有共同的特征。经线为放射状直线,夹角相等;纬线为同心圆弧。如果地图上没有注明变形性质,则可以根据一条经线上的纬线间隔变化来判断。

纬线为同心圆弧,其长度比从图上不易直接观察出来。但是经线是同心圆弧的半径——直线。由于投影的变形性质不同,经线长度比就不同,它在图形上表现为纬线间隔的变化是不一样的。根据表2-15可以得出以下结论:沿着经线量取纬差相等的纬线间隔,从地图中心向南、北方向逐渐扩大者,为等角圆锥投影;

若纬线间隔从地图中心向南、北方向逐渐缩小者,为等积圆锥投影;纬线间隔相等者,则为等距圆锥投影。

8 伪方位投影 pseudo—azimuthal projection

地图投影的一种。属条件投影。

又称“拟方位投影”,是在方位投影的基础上,根据某些条件加以改变而成的。

在正轴投影中,纬线仍为同心圆,中央经线为直线,其他经线为对称于中央经线的曲线,并相交于极点。在横轴和斜轴投影中,经纬线为复杂的曲线。

按投影性质,伪方位投影无等角投影和等积投影,只有任意投影。其等变形线形状有卵形、椭圆形或三叶玫瑰形等。

能适应各种特殊要求,常用于编制小比例尺地图。

9 伪圆柱投影 pseudo—cylindrical projection

是地图投影的一种。属“条件投影”。

它是按一定的条件修改圆柱投影而得。该投影的纬线是一组平行的直线,两极则表现为点或线的形式;其经线,除中央经线为一直线外,其余经线均为对称于中央经线的曲线。由于经纬线不是垂直相交,因此不存在等角投影,常用的以等积伪圆柱投影为多。该投影主要用于绘制世界图、大洋图和分洲图。该投影又称“拟圆柱投影”。

10 伪圆锥投影 pseudo—conic projection

地图投影的一类,属条件投影。

伪圆锥投影是在圆锥投影的基础上,根据某些条件改变经线形状而成的。这类投影的纬线形状与圆锥投影类似,即纬线为同心圆弧,圆心位于中央经线上,但经线则不同,除中央经线为直线外,其余的经线均为对称于中央经线的曲线。

按投影的变形性质,伪圆锥投影和伪圆柱投影一样,没有等角投影,因为这种投影经纬线不直交。伪圆锥

投影只有等积投影和任意投影。最常用的伪圆锥投影是等积伪圆锥投影。

等积伪圆锥投影又称彭纳投影,由法国水利工程师彭纳(Rigobert-Bonne )于1752年首先提出并应用于法国地形图而得名。彭纳投影的中央经线为直线,其长度比等于1,即m0=1;纬线为同心圆弧,沿纬线长度比等于1,即n=1;图上面积与实际相应的面积相等,即P=1。在一条纬线上的经线间隔相等,在中央经线上纬线间隔相等,中央经线与所有的纬线正交,中央纬线与所有的经线正交。

这个投影没有面积变形,中央经线和中央纬线是两条没有变形的线,离开这两条线愈远,变形愈大。 彭纳投影主要用于编制小比例尺的大洲图。例如,我国地图出版社出版的《世界地图图2-51彭纳投影及其最大角度变形集》中的亚洲政区图,英国《泰晤士世界地图集》中的澳大利亚与西南太平洋地图,都是采用的彭纳投影。

11 多圆锥投影 polyconic projection

(一)多圆锥投影的概念

在切圆锥投影中,离开标准纬线愈远,变形愈大。如果制图区域包含纬差较大时,则在边缘纬线处将产生相当大的变形。因此,采用双标准纬线圆锥投影比采用单标准纬线圆锥投影变形要小些。如果有更多的标准纬线,则变形会更小些,多圆锥投影就是由这样的设想建立起来的。假设有许多圆锥与地球面上的纬线相切,将球面上的经纬线投影于这些圆锥面上,然后沿同一母线方向将圆锥剪开展成平面,如图2-48所示。由于圆锥顶点不是一个,所以纬线投影为同轴圆弧,其圆心都在中央经线的延长线上,除中央经线为直线外,其余的经线投影为对称于中央经线的曲线。凡是经纬线形式符合上述特征的,均称为多圆锥投影。由于多圆锥投影的经纬线系弯曲的曲线,具有良好的球形感,所以它常用于编制世界地图。

(二)普通多圆锥投影

普通多圆锥投影除了中央经线和每一条纬线的长度比等于1外,即m0=1,n=1其余经线长度比均大于1。这个投影在中央经线上纬线间隔相等,在每一条纬线上经线间隔相等。普通多圆锥投影属于任意投影,中央经线是一条没有变形的线,离开中央经线愈远,变形愈大。这个投影适于作南北方向延伸地区的地图。美国海岸测量局曾用此投影制作美国海岸附近地区的地图。

普通多圆锥投影的另一个用途是绘制地球仪用的图形。把整个地球按一定经差分为若干带,每带中央的经线都投影为直线,各带的投影图在赤道相接,将这样的图形贴于预制的球胎上,就成为一个地球仪。

(三)改良多圆锥投影

改良多圆锥投影是由普通多圆锥改良而成的。过去长时期国际上用它编绘百万分之一分幅地图,这是由1909年伦敦国际地理学会议决定的,故又名国际百万分之一地图投影。

国际百万分之一地图,在纬度0°—60°范围内,按纬差4°、经差6°分幅;在纬度60°—76°范围内,按纬差4°、经差12°分幅;在纬度76°—88°范围内按纬差4°、经差24°分幅。每幅单独投影。每幅图的南北两条边纬线是同轴圆弧,其圆心位于中央经线的延长线上。将这两条纬线按经差1°等分,过相应分点连成的直线即为各条经线。其他纬线是4等分各经线后,将相应分点联成的平滑曲线。

这个投影南北两条边纬线长度比等于1,其余纬线长度比均小于1,以中央纬线长度比为最小。在按经差6°的分幅中,距中央经线经差为±2°(在按经差12°的分幅中,距中央经线经差为±4°,在按经差24°的分幅中,距中央经线经差为±8°)的经线长度比等于1,中间经线长度比小于1,边缘经线长度比大于1。这种投影按变形性质来说属任意投影。由于每一幅图包括的范围不大,因而变形很小。在我国范围内长度变形不超过0.06%,面积变形不超过0.12%,角度最大变形不超过5’。故总的来说,这种投影精度还是很高的。但因它不具有等角条件,故现已被等角圆锥投影所取代。

(四)等差分纬线多圆锥投影

这个投影是由我国地图出版社于1963年设计的一种不等分纬线的多圆锥投影。赤道和中央经线是互相垂直的直线,其他纬线为对称于赤道的同轴圆弧,其圆心均在中央经线的延长线上;其他经线为对称于中央经线的曲线,各经线间的间隔,随离中央经线距离的增大而逐渐缩短,按等差递减。极点为圆弧,其长度为赤道的1/2。

这种投影的变形性质属任意投影。我国绝大部分地区的面积变形在10%以内,面积比等于1的等变形线自东向西横贯我国中部;中央经线和纬度±44°交点处没有角度变形,我国境内绝大部分地区的角度最大变形在10°以内,少数地区在13°左右。地图出版社用这一投影编制过数种比例尺的世界政区图和其他类型的世界地图。

1976年地图出版社又拟定了另外一种不等分纬线多圆锥投影——正切差分纬线多圆锥投影,这个投影的经

线间隔,由中央经线向东西两侧按与中央经线经差的正切函数递减。正切函数随角度增加递增速度越来越快。因此,正切差分纬线多圆锥投影的经线间隔,在中央经线附近变化较小,在远离中央经线的地方,变化较大。地图出版社1981年出版的1:1400万世界全图采用了这个投影。

12 球心投影(又称“日曼投影”、“大环投影”) gnomonic projection 13 正射投影 orthographic projection

正射投影又称“直角投影”。属任意性质的视透方位投影。即投影平面切于地球面上一点,视点在无限远处,投影光线是互相平行的直线,并与投影平面相垂直。可显示出半球。按投影面位置可分为正轴、横轴与斜轴三种。投影中心无变形,离中心越远变形越大,所有纬线圈(正轴)或等高圈(横轴、斜轴)无长度变形。此投影变形较大,不适用于一般地图,常用于天体图,如月球图或其他天体图。

14 透视投影 perspective projection

透视投影是用中心投影法将形体投射到投影面上,从而获得的一种较为接近视觉效果的单面投影图。它具消失感、距离感、相同大小的形体呈现出有规律的变化等一系列的透视特性,能逼真地反映形体的空间形象。透视投影也称为透视图, 简称透视。在建筑设计过程中,透视图常用来表达设计对象的外貌,帮助设计构思,研究和比较建筑物的空间造型和立面处理,是建筑设计中重要的辅助图样。

透视投影符合人们心理习惯,即离视点近的物体大,离视点远的物体小,远到极点即为消失,成为灭点。它的视景体类似于一个顶部和底部都被切除掉的棱椎,也就是棱台。这个投影通常用于动画、视觉仿真以及其它许多具有真实性反映的方面。

15 球面投影 stereographic projection

16 正轴投影 normal projection

正轴投影又称“极地投影”。投影面的轴与地球自转轴一致的一类投影。见附图。正轴方位投影指平面切于极点,又称“极地方位投影”,正轴圆柱投影指圆柱面与赤道相切;正轴圆锥投影指圆锥面与某一条纬线相切。当投影面与球面相割时,正轴方位投影割于一条纬线,正轴圆柱与圆锥投影则割于两条纬线。 17 横轴投影 transverse projection

18 斜轴投影 oblique projection

19变比例投影 varioscale projection

20 分瓣投影 interrupted projection

21 多焦点投影 polyfocal projection

22 兰勃特投影 Lambert projection

兰勃特投影是由德国数学家兰勃特(J.H.Lambert )拟定的正形圆锥投影。有两种:①等角圆锥投影。设想用一个正圆锥切于或割于球面,应用等角条件将地球面投影到圆锥面上,然后沿一母线展开成平面。投影

后纬线为同心圆圆弧,经线为同心圆半径。没有角度变形,经线长度比和纬线长度比相等。适于制作沿纬线分布的中纬度地区中、小比例尺地图。国际上用此投影编制1∶100万地形图和航空图;②等积方位投影。设想球面与平面切于一点,按等积条件将经纬线投影于平面而成。按投影面与地球面的相对位置,分为正轴、横轴和斜轴3种。在正轴投影中,纬线为同心圆,其间隔由投影中心向外逐渐缩小,经线为同心圆半径。在横轴投影中,中央经线和赤道为相互垂直的直线,其他经线和纬线分别为对称于中央经线和赤道的曲线。在斜轴投影中,中央经线为直线,其他经线为对称于中央经线的曲线。该投影无面积变形,角度和长度变形由投影中心向周围增大。横轴投影和斜轴投影较常应用,东西半球图和分洲图多用此投影。 23 格灵顿投影 Grinten projection

24 彭纳投影 Bonne projection

彭纳投影即等积伪圆锥投影。为法国人彭纳所创。中央经线是直线,其他经线为对称于中央经线的曲线。纬线为同心圆弧。中央经线和标准纬线上没有变形,离开这两条线越远变形越大。图上所有纬线都保持长度不变,面积相等。彭纳投影常用作大洲图。

25 阿伯斯投影 Albers projection

阿伯斯投影,又名“正轴等积割圆锥投影”,“双标准纬线等积圆锥投影”。圆锥投影的一种。为阿伯斯(Albers )拟定,故名。纬线为同心圆弧,经线为圆的半径,经线夹角与相应的经差成正比。两条割纬线投影后无任何变形。投影区域面积保持与实地相等。

26 双标准纬线投影 projection with two standard parallels

27 墨卡托投影 Mercator projection

又称正轴等角圆柱投影。圆柱投影的一种,由荷兰地图学家墨卡托(G. Mercator)于1569年创拟。为地图投影方法中影响最大的。

设想一个与地轴方向一致的圆柱切于或割于地球,按等角条件将经纬网投影到圆柱面上,将圆柱面展为平面后,得平面经纬线网。投影后经线是一组竖直的等距离平行直线,纬线是垂直于经线的一组平行直线。各相邻纬线间隔由赤道向两极增大。一点上任何方向的长度比均相等,即没有角度变形,而面积变形显著,随远离标准纬线而增大。该投影具有等角航线被表示成直线的特性,故广泛用于编制航海图和航空图等。 墨卡托投影在切圆柱投影与割圆柱投影中,最早也是最常用的是切圆柱投影。

28 通用横墨卡托投影 Universal Transverse Mercator projection,UTM 29 通用横球面投影 Universal Polar Stereographic projection, UPS


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