航空摄影与地形图投影

航空摄影与地形图投影
航空摄影与地形图投影

影像地图(ohotographic map)是一种带有地面遥感影像的地图,是以航空和航天遥感影像为基础,经几何纠正,配合以线划和少量注记,将制图对象综合表示在图面上的地图,是利用航空像片或卫星遥感影像,通过几何纠正、投影变换和比例尺归化,运用一定的地图符号、注记,直接反映制图对象地理特征及空间分布的地图。

依影像获取方法分为航空影像地图和卫星影像地图两种。其特点在于以地表影像直接显示自然地理要素和某些易于识别的地物,如地势、地貌、水系、森林、耕地、居民点、道路网等;影像无法显示或不易识别的地物,则用符号或注记表示,如等高线、高程点、特征地物、地名以及各种属性注记等。具有形象、直观、富立体感、易读以及地物平面精度较高、相对关系明确、细部反映真实、成图周期短等优点。由于地表自然地理特征千差万别,影像地图在制作技术、表现形式、规范化、标准化方面尚在探索和试验中,主要应用于各种资源调查与专题制图。随着计算机辅助制图的发展以及航天摄影测量的实用化,影像地图作为一种“影像地图化”方向和产品,势必得到迅速发展和广泛利用。

影像地图是具有影像内容、线划要素、数学基础、图廓整饰的地图。通常我们所看到的地图是以纸张、布或其他可见真实大小的物体为载体的,地图内容是绘制或印制在这些载体上。而电子地图是存储在计算机的硬盘、软盘、光盘或磁带等介质上的,地图内容是通过数字来表示的,需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析。电子地图上可以表示的信息量远远大于普通地图,如公路在普通地图上用线划来表示位置,线的形状、宽度、颜色等不同符号表示公路的等级及其他信息。在电子地图上,是通过一串X、Y坐标表示位置,通过线划的属性表示公路的等级及其他信息,比如…1?表示高速公路、…2?表示国道等,电子地图上的线划属性可以有很多,比如公路等级、名称、路面材料、起止点名称、路宽、长度、交通流量等等信息都可以作为一条道路的属性记录下来,能够比较全面地描述道路的情况,这些是普通地图简单的符号不可能表示出来的。

电子地图是地图制作和应用的一个系统,是由电子计算机控制所生成的地图,是基于数字制图技术的屏幕地图,是可视化的实地图。“在计算机屏幕上可视化”是电子地图的根本特征。

电子地图的特点有如下6个:

1.可以快速存取显示。

2.可以实现动画。

3.可以将地图要素分层显示。

4.利用虚拟现实技术将地图立体化、动态化,令用户有身临其境之感。

5.利用数据传输技术可以将电子地图传输到其他地方。

6.可以实现图上的长度、角度、面积等的自动化测量。

最新版本电子地图下载地址:https://www.360docs.net/doc/07282150.html,/

电子地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接,形成新的地图。可以对电子地图进行任意比例尺、任意范围的绘图输出。非常容易进行修改,缩短成图时间。可以很方便地与卫星影像、航空照片等其他信息源结合,生成新的图种。可以利用数字地图记录的信息,派生新的数据,如地图上等高线表示地貌形态,但非专业人员很难看懂,利用电子地图的等高线和高程点可以生成数字高程模型,将地表起伏以数字形式表现出来,可以直观立体地表现地貌形态。这是普通地形图不可能达到表现效果。

国家测绘局现有全国范围的1∶400万、1∶100万、1∶25万电子地图,今后还要生产1∶5万电子地图,这些是国家基础地理信息系统的重要组成部分,是其他各部门专业信息管理、分析的载体。各省、市测绘及城市规划部门生产了大量的大比例尺电子地图,如1∶5000,1∶2000,1∶1000等,可用于城市规划建设、交通、旅游、汽车导航等许多部门。所有这些数字地图将各部门日常工作由原来一大堆地图翻来翻去,变成为计算机前作业,科学、

准确、直观,大大提高效率。

电子地图种类很多,如地形图、栅格地形图、遥感影像图、高程模型图、各种专题图等等。

Google继在去年10月收购Keyhole后,首次向广大用户推出一个免费的基于卫星图片的地图软件。这与之前收购了Picasa后的计划颇为相似。Google Earth的功能犹如该公司的在线地图服务——Google Map,用户可以在一副3D地图上放大目的地或获得驾车指南。

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Keyhole总经理John Hanke表示,Google Earth利用宽带流以及3D图形技术,这点好似视频游戏,可以让用户交互式地探索世界——要搜索的目的地最近可以是自家的邻居;最远可以是全球某个角落。此外,Google Earth与Google Map最大的不同点是,Google Earth 还可以让用户旋转角度来观看地形和建筑物,为地图增添注释。

Google Earth功能简介:

1. 结合卫星图片,地图,以及强大的Gogole搜索技术;全球地理信息就在眼前。

2. 从太空漫游到邻居一瞥;

3. 目的地输入,直接放大;

4. 搜索学校,公园,餐馆,酒店;

5. 获取驾车指南;

6. 提供3D地形和建筑物,其浏览视角支持倾斜或旋转;

7. 保存和共享搜索和收藏夹;

8. 添加自己的注释。

电子地图与纸质地图相比较有以下特点:(1)电子地图以计算机屏幕和投影大屏幕为媒介,而传统地图一般以纸张作为信息的载体。(2)电子地图的制作、管理、阅读和使用能实现一体化,对不满意的地方能够方便实时地进行修改。而传统纸质地图的生产、管理和使用都是分开的。(3)电子地图显示地图内容的详略程度是可以随时调控的,而传统纸质地图的内容是固定的、不变的。(4)电子地图能把图形、图像、声音和文字合成在一起,而纸质地图则做不到。(5)电子地图的使用要依赖专门的设备,而纸质地图的使用则不需要。(6)电子地图由于受计算机屏幕尺寸和屏幕分辨率的限制,整幅地图显示的效果受影响,以分块分层显示为主。而传统纸质地图以图幅为单位整页出版印刷,幅面大,读图的整体印象深刻,地理要素相互之间的关系明白清楚。

国内电子地图站点:

https://www.360docs.net/doc/07282150.html,(全国完整的导航电子地图)

城市吧(三维地图)

丁丁地图(msn机器人)

百度地图(和mapbar合作推出)

google地图(google earth 本地化)

https://www.360docs.net/doc/07282150.html, (自己画地图)

电子地图的兴起以及未来发展趋势

进入新世纪以来,随着互联网的不断普及,地图已经从纸上走到了互联网和个人电脑甚至手持设备里面。如今,人们可以很容易的在电子地图里面搜索感兴趣的地点,行车线路和公交线路等,大大方便了地图使用者。除了传统的地理信息服务,各大地图和内容提供商还研发了基于电子地图的许多有趣应用。如今,电子地图已经越来越多的成为人们一个常用工具。

可以预计在将来,电子地图将集成更多的应用,并且更多的应用3D技术和卫星技术,让人们的出行和日常生活更方便。

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PS,详解利用比例尺怎么计算距离:根据地图上的比例尺,可量算任意两地之间的直线距离。具体方法是:先看好比例关系,在两处两地的图上距离(厘米),然后根据比例尺算出实际距离。例如:比例尺是“6百万分之一”,即图上1厘米的距离代表实际上六百万厘米,即60千米:若两处图上距离为5厘米,则两地实际距离为:60千米×5=300千米。

比例尺的大小:由于比例尺是分式,分母越大,比例尺越小。也就是说,图上1厘米代表的实际距离越长,比例尺的值越小。如1:1000的比例尺大于1:100000的比例尺。

同样图幅的地图,比例尺较大的,表示的范围较小,但内容详尽:比例尺较小的,表示的范围较小,但是内容较简略。

根据绘制的内容要求不同,可选择相应的比例尺,如绘制学校平面图或一个社区的平面图,一定要选用大比例尺,而绘制一张中国或者亚洲的地图则一定要用小比例尺。全部摘自baidu知道

地图投影和坐标系统

地图投影和坐标系统 在ArcGIS中,每一个dataset都有一个坐标系统。它的目的是在一个通用的坐标框架例如map中集成其它地理数据图层。坐标系统允许你将datasets集成到地图中,同时也做各种各样集成分析的操作,例如叠加不同数据源和坐标系统的图层。 什么是坐标系? 坐标系允许地理数据集使用通用的位置来集成。坐标系是一个参考系统用于代表地理要素的位置,影像以及观测点,例如通用框架下的GPS点。 每一个坐标系统都由以下几部分来定义: (1)它的测量框架要嘛是地理的(球面坐标,从地球中心开始测量)或者是平面的(地理坐标被投影到二维的平面) (2)测量单位(投影坐标一般是feet或者是meters,而球面坐标系一般是经纬

度坐标) (3)地图投影的定义是为投影坐标系的 (4)其它的测量系统属性,例如大地椭球体,大地水准面以及投影坐标等其它的一个或者多个水平面,中央经线以及可能的X,Y偏移量等。 坐标系统的类型: GIS中一般使用两种通用的坐标系统: (1)球体坐标系,例如经纬度。这通常称为地理坐标系统。 (2)根据某种地图投影,例如横轴Mercator,Alber等面投影,或者是Robinson投影,投影坐标系统。所有的这些都提供了各种机制将地球表面投影成二维的平面系。投影坐标系统一般称为地图投影。 更详细的内容,请参照:地理参考和投影坐标系统 投影系统(不论是地理还是投影)提供了定义真实世界坐标的框架。在ArcGIS中,坐标系统用于自动将其它来显示目录的数据集集成到一个通用的数据集中做投影分析用。 ArcGIS自动集成坐标系统是Known的数据集 ArcGIS中所有地理数据集都有一个定义好的坐标生活经验统允许他们在地球表面上定位。如果你的数据集有一个定义好的坐标系统,那么ArcGIS就会自动将你的数据集跟其它的进行动态投影用于显示,3D可视以及分析等。如果数据集本身不含有空间参考,那么它们就

地图投影的基本问题

3.地图投影的基本问题 3.1地图投影的概念 在数学中,投影(Project)的含义是指建立两个点集间一一对应的映射关系。同样,在地图学中,地图投影就是指建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一对应关系。地图投影的基本问题就是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上。凡是地理信息系统就必然要考虑到地图投影,地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性,在各类地理信息系统的建立过程中,选择适当的地图投影系统是首先要考虑的问题。由于地球椭球体表面是曲面,而地图通常是要绘制在平面图纸上,因此制图时首先要把曲面展为平面,然而球面是个不可展的曲面,即把它直接展为平面时,不可能不发生破裂或褶皱。若用这种具有破裂或褶皱的平面绘制地图,显然是不实际的,所以必须采用特殊的方法将曲面展开,使其成为没有破裂或褶皱的平面。 3.2地图投影的变形 3.2.1变形的种类 地图投影的方法很多,用不同的投影方法得到的经纬线网形式不同。用地图投影的方法将球面展为平面,虽然可以保持图形的完整和连续,但它们与球面上的经纬线网形状并不完全相似。这表明投影之后,地图上的经纬线网发生了变形,因而根据地理坐标展绘在地图上的各种地面事物,也必然随之发生变形。这种变形使地面事物的几何特性(长度、方向、面积)受到破坏。把地图上的经纬线网与地球仪上的经纬线网进行比较,可以发现变形表现在长度、面积和角度三个方面,分别用长度比、面积比的变化显示投影中长度变形和面积变形。如果长度变形或面积变形为零,则没有长度变形或没有面积变形。角度变形即某一角度投影后角值与它在地球表面上固有角值之差。 1)长度变形 即地图上的经纬线长度与地球仪上的经纬线长度特点并不完全相同,地图上的经纬线长度并非都是按照同一比例缩小的,这表明地图上具有长度变形。 在地球仪上经纬线的长度具有下列特点:第一,纬线长度不等,其中赤道最长,纬度越高,纬线越短,极地的纬线长度为零;第二,在同一条纬线上,经差相同的纬线弧长相等;第三,所有的经线长度都相等。长度变形的情况因投影而异。在同一投影上,长度变形不仅随地点而改变,在同一点上还因方向不同而不同。 2)面积变形 即由于地图上经纬线网格面积与地球仪经纬线网格面积的特点不同,在地图上经纬线网格面积不是按照同一比例缩小的,这表明地图上具有面积变形。 在地球仪上经纬线网格的面积具有下列特点:第一,在同一纬度带内,经差相同的网络面积相等。第二,在同一经度带内,纬线越高,网络面积越小。然而地图上却并非完全如此。如在图4-9-a上,同一纬度带内,纬差相等的网格面积相等,这些面积不是按照同一比例缩

不同类型地图使用的投影与坐标系

不同类型地图使用的投影与坐标系 (2016-08-12 15:29:29) 不同类型地图使用的投影与坐标系 1.概念辨析 地图投影跟大地坐标系是完全两个东西,尽管具有相关性。地球椭球体则是另一 个东西。实际上地图编绘涉及三个基本的东西:椭球体、地图投影、大地坐标系。三者密切关联。(百科知识) 要绘制地图,首先考虑用什么椭球体,这是投影和坐标系的基础——我国三代坐标系使用三种椭球体。 三者之间的关系:先有个椭球体,然后是投影到承影面,然后是添加经纬网。椭 球体是基础,投影是转换函数,是数学关系,大地坐标系是参照系。因此,同一椭球体可以用不同的投影;而同一投影,也可以用不同的大地坐标系。 但是一般三者是协调一致的,如我国的三代坐标系,有对应的椭球体、投影类型、基准面(坐标系)。 从地图反映地球表面来看,整个过程涉及五个环节:地球~椭球体~投影~坐标系~地图。而地球是球面的,是一个曲面,而地图是平面的,二者的结构性矛盾,导致我们不得不采用一系列转换,这个转换中不可避免地产生扭曲、变形和误差。具体关系:总结:地球(地球表面,存在高低起伏)→椭球体(光滑球面,相关参数)→投影(投影方式:几何投影与解析投影)→坐标系(地理坐标系与平面直角坐标系)→地图。 2. 我国三代坐标系 我们经常给影像投影时用到的北京54、西安80和2000坐标系是投影直角坐标系,如下表所示为国内坐标系采用的主要参数。从中可以看到我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的大地基准面。 表:北京54、西安80和2000坐标系参数列表 坐标名称投影类型椭球体基准面 北京54Gauss Kruger (Transverse Mercator) Krasovsky D_Beijing_1954 西安80Gauss Kruger (Transverse Mercator) IAG75D_Xian_1980 CGCS2000Gauss Kruger (Transverse Mercator) CGCS2000D_China_2000

几种常见地图投影各自的特点及其分带方法

高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影,是一种“等角横切圆柱投影”。德国数学家、物理学家、天文学家高斯(Carl Friedrich Gauss,1777一 1855)于十九世纪二十年代拟定,后经德国大地测量学家克吕格(Johannes Kruger,1857~1928)于 1912年对投影公式加以补充,故名。设想用一个圆柱横切于球面上投影带的中央经线,按照投影带中央经线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件,将中央经线两侧一定经差范围内的球面正形投影于圆柱面。然后将圆柱面沿过南北极的母线剪开展平,即获高斯一克吕格投影平面。 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(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

地图投影

世界地图常用地图投影知识大全 在不同的场合和用途下使用不同的地图投影,地图投影方法及分类名目众多,象:墨卡托投影,空间斜轴墨卡托投影,桑逊投影,摩尔维特投影,古德投影,等差分纬线多圆锥投影,横轴等积方位投影,横轴等角方位投影,正轴等距方位投影,斜轴等积方位投影,正轴等角圆锥投影,彭纳投影,高斯-克吕格投影,等角圆锥投影等等。 一、世界地图常用投影 1、等差分纬线多圆锥投影(Polyconic Projection With Meridional Interval on Same Parallel Decrease Away From Central Meridian by Equal Difference) 普通多圆锥投影的经纬线网具有很强的球形感,但由于同一纬线上的经线间隔相等,在编制世界地图时,会导致图形边缘具有较大面积变形。1963年中国地图出版社在普通多圆锥投影的基础上,设计出了等差分纬线多圆锥投影。 等差分纬线多圆锥投影的赤道和中央经线是相互垂直的直线,中央经线长度比等于1;其它纬线为凸向对称于赤道的同轴圆弧,其圆心位于中央经线的延长线上,中央经线上的纬线间隔从赤道向高纬略有放大;其它经线为凹向对称于中央经线的曲线,其经线间隔随离中央经线距离的增加而按等差级数递减;极点投影成圆弧(一般被图廓截掉),其长度等于赤道的一半(图2-30)。 通过对大陆的合理配置,该投影能完整地表现太平洋及其沿岸国家,突出显示我国与邻近国家的水陆关系。从变形性质上看,等差分纬线多圆锥投影属于面积变形不大的任意投影。我国绝大部分地区的面积变形在10%以内。中央经线和±44o纬线的交点处没有角度变形,随远离该点变形愈大。全国大部分地区的最大角度变形在10o以内。等差分纬线多圆锥投影是我国编制各种世界政区图和其它类型世界地图的最主要的投影之一。

人教版地理高二选修7第二章第一节地图和地图投影A卷

人教版地理高二选修7第二章第一节地图和地图投影A卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共15题;共36分) 1. (2分) GIS中,不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上。叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。 城市交通图层与城市人口分布图层的叠加,可以()。 A . 为商业网点选址 B . 分析建筑设计的合理性 C . 计算城市水域面积 D . 估算工农业生产总值 【考点】 2. (2分)湖水、长江水、黄河水三种含沙量水体反射光谱曲线图,关于图示信息的叙述,正确的是()。 A . 分析使用的地理信息技术是GIS B . ①②曲线对应的是湖水、黄河水 C . 0.7波长λ/μm的反射率区分度最大 D . 含沙量与反射率呈正相关 【考点】 3. (2分)两颗卫星同时运行,每隔九天可以覆盖地球一遍,说明遥感技术 A . 受地面限制条件少 B . 测量范围小、距离远 C . 手段多,获得信息量大 D . 获得资料速度快、周期短 【考点】 4. (2分)有关遥感技术的叙述,不正确的是()。

A . 遥感的关键装置是传感器 B . 遥感技术的主要环节是目标物→传感器→成果 C . 飞机遥感图像分辨率比卫星对地物的分辨率高 D . 遥感技术能在短时间内获得全面资料,以便及时安全安排防灾、救灾工作 【考点】 5. (2分)下列说法不正确的是否()。 A . GIS技术是地图的延伸 B . RS技术是地图的延伸 C . GPS技术可为用户提供精确的三维坐标 D . GIS技术可分析、处理GPS技术及GPS技术提供的图像和数据 【考点】 6. (2分) GIS是用于空间分析的计算机系统,某中学地理小组将它作于课题研究。据此回答: 华北平原地势平坦开阔,土壤深厚肥沃,夏季高温多雨,适宜冬小麦和玉米轮作。若该结论是通过GIS而得到的,那么这属于下列GIS能解决的哪一类问题() A . 趋势分析 B . 模式分析 C . 与分布、位置有关的基本问题 D . 模拟问题 【考点】 7. (2分)下列关于电子地图的说法,正确的是() A . 制作所有地图都需要电子地图作底图 B . 外出学习或旅行,可以先在电子地图上查找出行路线 C . 电子地图可以完全代替纸质地图 D . 电子地图就是分层设色地形图 【考点】 8. (4分)在遥感技术中,可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。

坐标系统与地图投影--基础知识

空间参照系统和地图投影 导读:正如上一章所描述的,一个要素要进行定位,必须嵌入到一个空间参照系中,因为GIS所描述是位于地球表面的信息,所以根据地球椭球体建立的地理坐标(经纬网)可以作为所有要素的参照系统。因为地球是一个不规则的球体,为了能够将其表面的内容显示在平面的显示器或纸面上,必须进行坐标变换。 本章讲述了地球椭球体参数、常见的投影类型。考虑到目前使用的1:100万以上地形图都是采用高斯——克吕格投影,本章最后又对该种投影类型和相关的地形图分幅标准做了简单介绍。 1.地球椭球体基本要素 1.1地球椭球体 1.1.1地球的形状 为了从数学上定义地球,必须建立一个地球表面的几何模型。这个模型由地球的形状决定的。它是一个较为接近地球形状的几何模型,即椭球体,是由一个椭圆绕着其短轴旋转而成。 地球自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面,有高山、丘陵和平原,又有江河湖海。地球表面约有71%的面积为海洋所占用,29%的面积是大陆与岛屿。陆地上最高点与海洋中最深处相差近20公里。这个高低不平的表面无法用数学公式表达,也无法进行运算。所以在量测与制图时,必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面。当海洋静止时,它的自由水面必定与该面上各点的重力方向(铅垂线方向)成正交,我们把这个面叫做水准面。但水准面有无数多个,其中有一个与静止的平均海水面相重合。可以设想这个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面,这就是大地水准面(图4-1)。 图4-1:大地水准面

大地水准面所包围的形体,叫大地球体。由于地球体内部质量分布的不均匀,引起重力方向的变化,导致处处和重力方向成正交的大地水准面成为一个不规则的,仍然是不能用数学表达的曲面。大地水准面形状虽然十分复杂,但从整体来看,起伏是微小的。它是一个很接近于绕自转轴(短轴)旋转的椭球体。所以在测量和制图中就用旋转椭球来代替大地球体,这个旋转球体通常称地球椭球体,简称椭球体。 1.1.2地球的大小 关于地球椭球体的大小,由于采用不同的资料推算,椭球体的元素值是不同的。现将世界各国常用的地球椭球体的数据列表如下: 表4-1:各种地球椭球体模型 椭球体名称年代长半轴(米)短半轴(米)扁率 白塞尔(Bessel) 1841 6377397 6356079 1:299.15 克拉克(Clarke) 1880 6378249 6356515 1:293.5 克拉克(Clarke) 1866 6378206 6356584 1:295.0 海福特(Hayford) 1910 6378388 6356912 1:297 克拉索夫斯基1940 6378245 6356863 1:298.3 I.U.G.G 1967 6378160 6356775 1:298.25 埃维尔斯特(Everest) 1830 6377276 6356075 1:300.8 1.1.3椭球体的半径 地球椭球体表面是一个规则的数学表面。椭球体的大小,通常用两个半径:长半径a和短半径b,或由一个半径和扁率来决定。扁率α表示椭球的扁平程度。扁率的计算公式为:α=(a-b)/a。这些地球椭球体的基本元素a、b、α等,由于推求它的年代、使用的方法以及测定的地区不同,其结果并不一致,故地球椭球体的参数值有很多种。中国在1952年以前采用海福特(Hayford)椭球体,从1953-1980年采用克拉索夫斯基椭球体。随着人造地球卫星的发射,有了更精密的测算地球形体的条件。1975年第16届国际大地测量及地球物理联合会上通过国际大地测量协会第一号决议中公布的地球椭球体,称为GRS(1975),中国自1980年开始采用GRS(1975)新参考椭球体系。由于地球椭球长半径与短半径的差值很小,所以当制作小比例尺地图时,往往把它当作球体看待,这个球体的半径为6371公里。 1.1.4高程 地面点到大地水准面的高程,称为绝对高程。如图2所示,P0P0'为大地水准面,地面点A和B到P0P0'的垂直距离H A和H B为A、B两点的绝对高程。地面点到任一水准面的高程,称为相对高程。如图2中,A、B两点至任一水准面P1P1'的垂直距离H A'和H B'为A、B两点的相对高程。

地图投影的基本理论

第一节地图投影的概念与若干定义 一、地图投影的产生 我们了解地球上的各种信息并加以分析研究,最理想的方法是将庞大的地球缩小,制成地球仪,直接进行观察研究。这样,其上各点的几何关系——距离、方位、各种特性曲线以及面积等可以保持不变。 一个直径30厘米的地球仪,相当于地球的五千万分之一;即使直径1米的地球仪,也只有相当于地球的一千三百万分之一。在这一小的球面上是无法表示庞大地球上的复杂事物。并且,地球仪难于制作,成本高,也不便于量测使用和携带保管。 通过测量的方法获得地形图,这一过程,可以理解为将测图地区按一定比例缩小成一个地形模型,然后将其上的一些特征点(测量控制点、地形点、地物点)用垂直投影的方法投影到图纸(图4-1)。因为测量的可观测范围是个很小的区域,此范围内的地表面可视为平面,所以投影没有变形;但对于较大区域范围,甚至是半球、全球,这种投影就不适合了。 由于地球(或地球仪)面是不可展的曲面,而地图是连续的平面。因此,用地图表示地球的一部分或全部,这就产生了一种不可克服的矛盾——球面与平面的矛盾,如强行将地球表面展成平面,那就如同将桔子皮剥下铺成平面一样,不可避免地要产生不规则的裂口和褶皱,而且其分布又是毫无规律可循。为了解决将不可展球面上的图形变换到一个连续的地图平面上,就诞生了“地图投影”这一学科。 二、地图投影的定义 鉴于球面上任意一点的位置是用地理坐标()表示,而平面上点的位置是用直角坐标(X,Y)或极坐标()表示,因此要想将地球表面上的点转移到平面上去,则必须采用一定的数学方法来确定其地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面与平面之间建立点与点之间对应函数关系的数学方法,称为地图投影。 三、地图投影的实质 球面上任一点的位置均是由它的经纬度所确定的,因此实施投影时,是先将球面上一些经纬线的交点展绘在平面上,并将相同经度、纬度的点分别连成经线和纬线,构成经纬网;然后再将球面上的点,按其经纬度转绘在平面上相应位置处。由此可见,地图投影的实质就是将地球椭球体面上的经纬网按照一定的数学法则转移到平面上,建立球面上点()与平面上对应点之间的函数关系。 这是地图投影的一般方程式,当给定不同的具体条件时,就可得到不同种类的投影公式,依据各自公式将一系列的经纬线交点()计算成平面直角坐标系(X,Y),并展绘在平面上,连各点得经纬线得平面表象(图4-2)。经纬网是绘制地图的“基础”,是地图的主要数学要素。 四、地图投影的基本方法 (一)几何透视法 系利用透视关系,将地球表面上的点投影到投影面上的一种投影方法。例如,我们假设地球按比例缩小成一个透明的地球仪般球体,在其球心、球面或球外安置光源,将透明球体上的经纬线、地物和地貌投影到球外的一个平面上,所形成的图形,即为地图。 图4-3即是将地球体面分别投影在平面和圆柱体面上的透视投影示意图。几何透视法只能解决一些简单的变换问题,具有很大的局限性,例如,往往不能将全球投影下来。随着数学分析这一学科的出现,人们就普遍采用数学分析方法来解决地图投影问题了。(二)数学解析法 在球面与投影平面之间建立点与点的函数关系(数学投影公式),已知球面上点位的地理坐标,根据坐标转换公式确定在平面上的对应坐标的一种投影方法。

世界地图常用地图投影知识大全

世界地图常用地图投影知识大全 2009-09-30 13:20 在不同的场合和用途下使用不同的地图投影,地图投影方法及分类名目众多,象:墨卡托投影,空间斜轴墨卡托投影,桑逊投影,摩尔维特投影,古德投影,等差分纬线多圆锥投影,横轴等积方位投影,横轴等角方位投影,正轴等距方位投影,斜轴等积方位投影,正轴等 角圆锥投影,彭纳投影,高斯-克吕格投影,等角圆锥投影等等。 一、世界地图常用投影 1、等差分纬线多圆锥投影(Polyconic Projection With Meridional Interval o nSame Parallel Decrease AwayFrom Central Meridian by E qual Difference) 普通多圆锥投影的经纬线网具有很强的球形感,但由于同一纬线上的经线间隔相等,在编制世界地图时,会导致图形边缘具有较大面积变形。1963年中国地图出版社在普通多圆锥投影的基础上,设计出了等差分纬线多圆锥投影。 等差分纬线多圆锥投影的赤道和中央经线是相互垂直的直线,中央经线长度比等于1;其它纬线为凸向对称于赤道的同轴圆弧,其圆心位于中央经线的延长线上,中央经线上的纬线间隔从赤道向高纬略有放大;其它经线为凹向对称于中央经线的曲线,其经线间隔随离中央经线距离的增加而按等差级数递减;极点投影成圆弧(一般被图廓截掉),其长度等于赤道的一半(图2-30)。 通过对大陆的合理配置,该投影能完整地表现太平洋及其沿岸国家,突出显示我国与邻近国家的水陆关系。从变形性质上看,等差分纬线多圆锥投影属于面积变形不大的任意投影。我国绝大部分地区的面积变形在10%以内。中央经线和±44o纬线的交点处没有角度变形,随远离该点变形愈大。全国大部分地区的最大角度变形在10o以内。等差分纬线多圆锥投影是我国编制各种世界政区图和其它类型世界地图的最主要的投影之一。

地图投影和坐标系

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。北京54:长轴6378245m,短轴6356863,扁率1/298.2997381 西安80:长轴6378140m,短轴6356755,扁率1/298.25722101 WGS84:长轴6378137.000m,短轴6356752.314,扁率 1/298.257223563,第一偏心率0.0818********,第二偏心率 0.082095040121 这些参数不同,决定了椭球模型的几何中心是不同的。那么为什么这三种坐标系的参数有这么大差别呢?除了测量精度不同之外,还有一个原因,就是侧重点不一样。 WGS84是面向全球的,所以它尽量逼近整个地球表面,优点是范围大,缺点是局部不够精确。 北京54用的是前苏联的参数,它是面向苏联的,所以它在前苏联区域这个曲面尽量逼近,而其它国家地区偏多少它不管。它以苏联的普尔科沃为中心,离那越远,误差就越大。 西安80是面向中国的,所以它在中国区域这个曲面尽量逼近,而其它国家地区偏多少它不管。而且这个逼近是以西安附近的大地原点为中心的,也就是说,在西安大地原点处,模型和真实地表参考海平面重合,误差为0,而离大地原点越远的地方,误差越大。所谓的大地原点就是这么来的,它是人为去定的,而不是必须在那里,它要尽量放在中国的中间,使得总的误差尽量小而分布均匀。然后,我国在自已境内进行的建筑,测绘,勘探什么的所绘制的图,都以这个大地原点为基准,去建立各种用途的地表坐标系,就能统一起来了。

地理坐标系统与投影坐标系统的区别

地理坐标系统简介 2008-01-28 14:34 地理坐标系,也可称为真实世界的坐标系,是用于确定地物在地球上位置的坐标系。一个特定的地理坐标系是由一个特定的椭球体和一种特定的地图投影构成,其中椭球体是一种对地球形状的数学描述,而地图投影是将球面坐标转换成平面坐标的数学方法。绝大多数的地图都是遵照一种已知的地理坐标系来显示坐标数据。 1.地球椭球体 地球是一个表面很复杂的球体,人们以假想的平均静止的海水面形成的“大地体”为参照,推求出近似的椭球体,理论和实践证明,该椭球体近似一个以地球短轴为轴的椭园而旋转的椭球面,这个椭球面可用数学公式表达,将自然表面上的点归化到这个椭球面上,就可以计算了。下面列举了一些常用的一些椭球及参数: 1)海福特椭球(1910) 我国52年以前采用的椭球 a=6378388m b=6356911.9461279m α=0.33670033670 2)克拉索夫斯基椭球(1940 Krassovsky) 北京54坐标系采用的椭球 a=6378245m b=6356863.018773m α=0.33523298692 3)1975年I.U.G.G推荐椭球(国际大地测量协会1975) 西安80坐标系采用的椭球 a=6378140m b=6356755.2881575m α=0.0033528131778 4)WGS-84椭球(GPS全球定位系统椭球、17届国际大地测量协会) WGS-84坐标系椭球 a=6378137m b=6356752.3142451m α=0.00335281006247 最常用的地理坐标系是经纬度坐标系,这个坐标系可以确定地球上任何一点的位置,如果我们将地球看作一个椭球体,而经纬网就是加在地球表面的地理坐标参照系格网,经度和纬度是从地球中心对地球表面给定点量测得到的角度,经度是东西方向,而纬度是南北方向,经线从地球南北极穿过,而纬线是平行于赤道的环线。地理坐标可分为天文地理坐标和大地地理坐标:天文地理坐标是用天文测量方法确定的,大地地理坐标是用大地测量方法确定的。我们在地球椭球面上所用的地理坐标系属于大地地理坐标系,简称大地坐标系。 确定椭球的大小后,还要进行椭球定向,即把旋转椭球面套在地球的一个适当的位置,这一位置就是该地理坐标系的“坐标原点”,是全部大地坐标计算的起算点,俗称“大地原点”。 需要说明的是经纬度坐标系不是一种平面坐标系,因为度不是标准的长度单位,不可用其量测面积长度;平面坐标系(又称笛卡儿坐标系),因其具有以下特性:可量测水平X方向和竖直Y方向的距离,可进行长度、角度和面积的量测,可用不同的数学公式将地球球体表面投影到二维平面上而得到广泛的应用。而每一个平面坐标系都有一特定的地图投影方法。 2.地图投影 是为解决由不可展的椭球面描绘到平面上的矛盾,用几何透视方法或数学分析的方法,将地球上的点和线投影到可展的曲面(平面、园柱面或圆锥面)上,将此可展曲面展成平面,建立该平面上的点、线和地球椭球面上的点、线的对应关系。

几种地图投影的特点及分带方法

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”。德国数学家、物理学家、天文学家高斯(CarlFriedrichGauss,1777一1855)于十九世纪二十年代拟定,后经德国大地测量学家克吕格(JohannesKruger,1857~1928)于1912年对投影公式加以补充,故名。设想用一个圆柱横切于球面上投影带的中央经线,按照投影带中央经线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件,将中央经线两侧一定经差范围内的球面正形投影于圆柱面。然后将圆柱面沿过南北极的母线剪开展平,即获高斯一克吕格投影平面。 高斯一克吕格投影后,除中央经线和赤道为直线外,其他经线均为对称于中央经线的曲线。高斯-克吕格投影没有角度变形,在长度和面积上变形也很小,中央经线无变形,自中央经线向投影带边缘,变形逐渐增加,变形最大处在投影带内赤道的两端。由于其投影精度高,变形小,而且计算简便(各投影带坐标一致,只要算出一个带的数据,其他各带都能应用),因此在大比例尺地形图中应用,可以满足军事上各种需要,并能在图上进行精确的量测计算。 按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带,这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。分带时既要控制长度变形使其不大于测图误差,又要使带数不致过多以减少换带计算工作,据此原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带,以便分带投影。通常按经差6度或3度分为六度带或三度带。六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带,带号依次编为第1、2…60带。三度带是在六度带的基础上分成的,它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合,即自1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带,带号

地图投影、参考坐标系与ArcGIS动态投影及空间校正

地图投影、参考坐标系与ArcGIS动态投影及空间校正(转载) 一、关于大地水准面、大体椭球体与大地基准面 地球自然表面是一个起伏不平,十分不规则的表面,有高山、深谷、丘陵和平原,又有江河湖海。陆地上最高点珠穆朗玛峰海拔高度为8848.13米,海洋中最深处在马里亚纳海沟为-11034米,两者相差近20公里。这个高低不平的表面无法用数学公式表达。所以在量测与制图时,必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面。 当海洋静止时,它的自由水面必定与该面上各点的重力方向(铅垂线方向)成正交,我们把这个面叫做水准面。设想这个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面,这就是大地水准面。大地水准面所包围的形体,叫大地球体。由于地球体内部质量分布的不均匀,引起重力方向的变化,导致处处和重力方向成正交的大地水准面成为一个不规则的、仍然是不能用数学表达的曲面。 大地水准面形状虽然十分复杂,但从整体来看,起伏是微小的。它是一个很接近于绕自转轴(短轴)旋转的椭球体。所以在测量和制图中就用旋转椭球来代替大地球体,这个旋转球体通常称大地椭球体。地球椭球体表面是一个规则的数学表面。椭球体的大小,通常用两个半径—长半径a和短半径b,或由一个半径和扁率a来决定。扁率表示椭球的扁平程度。 地图坐标系由大地基准面和地图投影确定,大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的大地基准面,我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。大地基准面由椭球体本身及椭球体和地表上一点(视为原点)间之关系来定义。此关系能以6个量来定义,通常(但非必然)是大地纬度、大地经度、原点高度、原点垂线偏差之两分量及原点至某点的大地方位角。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系,1978年采用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系,目前GPS定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统,WGS84基准面采用WGS84椭球体,它是一地心坐标系,即以地心作为椭球体中心的坐标系。因此相对同一地理位置,不同的大地基准面它们的经纬度坐标是有差异的。 椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系,也就是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面,如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体,但它们的大地基准面显然是不同的。在目前的GIS商用软件中,大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义,即三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值;三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时,分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角;最后是比例校正因子,用于调整椭球大小。北京54、西安80相对WGS84的转换参数至今没有公开,实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转换,在只有一个已知控制点的情况下(往往如此),用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数,当工作区范围不大时,精度也足够了。 二、关于投影 投影是为解决由不可展的椭球面描绘到平面上的矛盾,用几何透视方法或数学分析的方法,将地球上的点和线投影到可展的曲面(平面、园柱面或圆锥面)上,将此可展曲面展成平面,建立该平面上的点、线和地球椭球面上的点、线的对应关系。 地图投影的过程是可以想象用一张足够大的纸去包裹地球,将地球上的地物投射到这张纸上。地球表面投影到平面上、圆锥面或者圆柱面上,然后把圆锥面、圆柱面沿母线切开后展成平面。根据这张纸包裹的方式,地图投影又可以分成:方位投影、圆锥投影和圆柱投影。根据这张纸与地球相交的方式,地图投影又可以分成切投影和割投影,在切线或者割线上的

实验指导四 空间数据处理与地图投影

实验四空间数据处理与地图投影 一、实验目的 1.掌握空间数据处理(融合、拼接、剪切、交叉、合并)的基本方法,原理。 2.掌握地图投影变换的基本原理与方法。 3.掌握ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术,同时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:ArcGIS 10.2 2.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、实验内容与步骤 1. 空间数据处理 1.1 裁剪要素 在ArcMap中,添加数据“云南县界.shp”、“Clip.shp”(Clip 中有四个实体) 开始编辑,激活Clip图层。选中Clip图层中的一个实体(注意不要选中“云南县界”中的实体!)

图4-1 编辑Clip 点击按钮,打开ArcToolBox; 选择“Analysis Tools->Extract”,双击“Clip”,弹出窗口剪切窗口,指定输入实体为“云南县界”,剪切实体为“Clip”(必须为多边形实体),并指定输出实体类路径及名称,这里请命名为“云南 县界_Clip1”如图4-5; 图4-2 工具箱

图4-3 剪切窗口 依次选中Clip主题中其它三个实体,重复以上的操作步骤,完成操作后将得到共四个图层——“云南县界_Clip1”,“云南县界_Clip2”,“云南县界_Clip3”,“云南县界_Clip4”); 操作完成后,一定要“Save Editors”。 图4-4 生成四个剪切图层

《地图投影》考前复习

《地图投影》考前复习 第一章投影概论 地图的数学基础 是指使地图上各种地理要素与相应的地面景物之间保持一定对应关系的数学基础。包括:地图投影、经纬网、坐标网、大地控制点、比例尺等。 两个矛盾:球面与平面之间的矛盾; 大与小的矛盾. 可见,地球椭球面是不可展开的面.无论如何展开都会产生褶皱,拉伸或断裂等无规律变形,无法绘制科学,准确的地图.因此解决 球面与平面之间的矛盾——地图投影(将地球椭球面上的点转换成平面上的点) 大与小的矛盾——比例尺 地图投影: 就是建立平面上的点(用平面直角坐标或极坐标表示)和地球表面上的点(用纬度φ和经度λ表示) 之间的函数关系,用数学式表达这种关系,就是: 地图投影的实质:球面上的经纬网按照一定的数学法则转移到平面图纸上。 地图投影的基本任务:研究将地理坐标描写到平面上建立地图数学基础的各种可能的方法;讨论这些方法的理论、变形规律、实用价值以及不同投影坐标的互相换算等问题。 地图制图的基本要求 地球椭球面是曲面,但地图是平面,需要用一定的数学方法把大地坐标系转化为某投影面上的平面直角坐标系。GIS用各种平面坐标系统去描绘地球,而每种平面坐标均基于特殊的地图投影。地图投影之后的结果记录是以地图作为保存形式的。地图投影的使用保证了空间信息从地理坐标变换为平面坐标后能够保持在地域上的联系和完整性。 进行空间操作和空间分析的基本前提 虽然由于地球表面形态发生了变化,但在一定的空间范围内却提供了很好的近似,可以帮助人们对地理空间建立一个良好的视觉感,进行各种量算以及进一步的空间数据处理和分析。 地图精度的基本要求 随着GIS不断普及,应用层次多样化、应用人员复杂化,很多人因为不懂投影,而一筹莫展;而一部分人在似懂非懂中,不管什么来源的数据,只管数字化建库或者强行配准迭加。 关于数据精度只注意数字化和编辑过程中的偶然误差和外围设备的系统误差,而忽视了地图投影的所产生的变形误差。其后果是:显示或输出的图形文件发生变形或扭曲,有些变形在视觉上不易直接观察。这一方面严重影响到地图的精度,属性数据空间顺序和空间联系分析结果的准确性;另一方面严重的影响到GPS的应用效果。 长度比: 投影面上一微小线段(变形椭圆半径)和球面上相应微小线段(球面上微小圆半径,已按规定的比例缩小)之比。长度比是变量,随位置和方向的变化而变化。 长度变形:

地图投影复习题(补充修改版)

一、名词解释 地图投影:是利用一定数学方法则把地球表面的经、纬线转换到平面上的理论和方法。 投影变换:是将一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的过程。 极值长度比:通常指沿变形椭圆的长半径a与短半径b的长度比之总称。 曲率半径:曲率的倒数,即某点的弯曲程度。 垂直圈:垂直圈又称地平经圈,指天球上经过天顶的任何大圆。 主法截面:通过A点的法线AL可作出无穷多个法截面,为说明椭球体在某点上的曲率起见,通常研究两个相互垂直的法截面的曲率,这种相互垂直的法截面为主法截面。 长度变形:长度变形又称“长度误差”、“长度变异”、“长度相对变形”,是衡量地图投影变形大小的一种数量指标。(公式见课本21页2.3式) 等角航线:是地球表面上与经线相交成相同角度的曲线。 变形椭圆:地球面上一微分圆投影到平面上一般成为微分椭圆,微分椭圆的任意两相互垂直的直径,投影后为微分椭圆的两共轭直径,且该微分椭圆可以表现投影变形的性质和大小。 面积变形:地球面上无限小面积投影到平面上的大小与它原有面积大小的相对变形。 二、简答题 地图投影的目的与意义 地图投影是将立体地球上的种种标线及位置,转换到平面方格坐标的一种方式,在投影出来的地图上,无论是长度和面机,都必须与实际长度面积等比例,位子也必须正确,这是地图投影最基本的原则。 地图投影与其他学科的关系 地图投影同许多学科和应用技术有着密切的联系 1. 与数学:从地图投影的发展来看,它是伴随着数学的发展而前进的; 2. 与测量学:天文-大地测量为测制地图提供地球参考椭球体的大小形状及有关参数,并建立 大地原点;大地测量学在大地原点的基础上所建立的各级三角点,则需要应用地图投影计算出它们的平面直角坐标; 3. 与地图编制:地图编制与地图投影同属于地图学的重要组成部分; 4. 与航海、航天、宇宙飞行:等角投影无角度变形适用于航海和航天图;宇宙飞行可以服务于 地图投影,并可促使地图投影向新的方向发展。 每种投影的性质,要满足的条件及原因 1. 等角投影:要满足的条件是ω=0,m=n,a=b和β=β’; 2. 等面积投影:要满足的条件是vp=P-1=0或P=1; 3. 等距离投影:要满足的条件是正轴经线长度比m=1,斜轴或横轴垂直圈长度比μ1=1。 地图投影学科发展趋势 1. 外星地图投影:随着宇航技术的发展,到时还会增加更多星体的地图投影; 2. 空间地图投影:空间墨卡托(SOM)投影,是一种最适合于陆地卫星扫描影像制图的投影; 卫星轨迹地图投影,包括卫星轨迹圆柱投影和卫星轨迹圆锥投影,其特点是非常简化并能在地图上显示出卫星轨迹和摄影地区,但变形较大,不能代替SOM投影用于大、中比例尺的卫星影像制图; 3. 多焦投影和变化比例尺投影:多焦投影,在同一种投影的地图上,运用不同的投影中心或视 点位置,增大或者缩小局部范围的比例尺,是制图现象的强度或密度与统计面的大小成比例

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