中国常用的地图投影
常用的地图投影
第一节圆锥投影一、圆锥投影的基本概念1．圆锥投影的定义圆锥投影的概念可用图5-1来说明：设想将一个圆锥套在地球椭球上而把地球椭球上的经纬线网投影到圆锥面上，然后沿着某一条母线(经线)将圆锥面切开面展成平面，就得到圆锥投影。
2．圆锥投影的分类①按圆锥面与地球相对位置的不同，可分正轴、横轴、斜轴圆锥投影，见图5－2，但横轴、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。
②按标准纬线分为切圆锥投影和割圆锥投影切圆锥投影，视点在球心，纬线投影到圆锥面上仍是圆，不同的纬线投影为不同的圆，这些圆是互相平行的，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，则呈扇形，其顶角小于360度。
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差成正比，但比经差小。
在割圆锥投影上，两条纬线投影后没有变形，是双标准纬线，两条割线符合主比例尺，离开这两条标准纬线向外投影变形逐渐增大，离开这两条标准纬线向里投影变形逐渐减小，凡是距标准纬线相等距离的地方，变形数量相等，因此圆锥投影上等变形线与纬线平行。
③圆锥投影按变形性质分为等角、等积和等距圆锥投影三种。
构成圆锥投影需确定纬线的半径ρ和经线间的夹角δ，ρ是纬度的函数用公式表示为。
δ是经差λ的函数。
用公式表示为，对于不同的圆锥投影它是不同的。
但对于某一具体的圆锥投影（），它的值是相同的。
当=1时（圆锥顶角为180 度），为方位投影；=0 时（圆锥体的顶角小到0度），为圆柱投影。
方位投影和圆柱投影都可看成是圆锥投影的特例。
3．基本公式在制图实践中，广泛采用正轴圆锥投影。
对于斜轴、横轴圆锥投影，由于计算时需经过坐标换算，且投影后的经纬形状均为复杂曲线，所以较少应用。
因此本文只研究正轴圆锥投影。
下面研究正轴圆锥投影的一般公式。
圆锥投影中纬线投影后为同心圆圆弧，经线投影后相交于一点的直线束，且夹角与经差成正比见图5-3。
常用的几种地图投影
在这些公式中略去六次以上各项的 原因，是因为这些值不超过0.005m，这 样在制图上是能满足精度要求的。实用 上将化为弧度，并以秒为单位，得：
xs y
"
N
"2
2
"2
sin cos
"3
N
"4
24
"4
sin cos3 (5 tan 2 9 2 4 4 )
2
1 n ,m r n P 1, tan(45 ) a 4
四、等距离圆锥投影 正轴等距离圆锥投影沿经线保持等 距离，即 m 1 ，根据此条件可推导出 正轴等距离投影的公式。
, c s x s cos , y sin (c s) a b m 1, P n , sin r r 2 ab
式中： 为纬线投影半径，函数 f 取决
于投影的性质(等角、等积或等距离投
影)，它仅随纬度的变化而变化； 是地
球椭球面上两条经线的夹角； 是两条 常数。
经线夹角在平面上的投影； 是小于1的
在正轴圆锥投影中，经纬线投影后正
交，故经纬线方向就是主方向。因此经
纬线长度比(
m, n )也就是极值长度比
二、圆柱投影的分类 圆柱投影可以按变形性质而分为等 角、等面积和任意投影(其中主要是等距 离投影)见图。此外尚有所谓透视圆柱投 影，其特点是建立x坐标的方法不同，从 变形性质上看，也是属于任意投影。见
图5－10
按“圆柱面”与地球不同的相对位臵 可分为正轴、斜轴和横轴投影。又因 “圆柱面”与地球球体相切(于一个大圆) 或相割(于两个小圆)而分为切圆柱或割 圆柱投影。见图5－11，5－12。
第四、五章地图投影2三种常用投影
圆锥投影
圆柱投影
方位投影
几何投影:
源于透视几何学原理，以几何特征为依据，将椭球 面上的经纬线网投影到几何面上，然后将几何面展为平面。
圆锥投影:
以圆锥面作投影面，使圆锥面与球面相切或 相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面 展为平面而成。
正轴：圆锥轴与地轴重合 横轴：圆锥轴与地轴垂直 斜轴：圆锥轴与地轴斜交
在墨卡托投影中它成为两点之间的直线(墨卡托 投影是等角投影，而经线又是平行直线，那末两点 间的一条等方位曲线在该投影中当然只能是连接两 点的一条直线)。
在地球面上，任意两点间的最短距离是大圆航线，而不 是等角航线，沿等角航线航行，虽领航简便，但航程较远。
远洋航行时，把两者结合起来，即在球心投影图 上，起、终点连成直线即为大圆航线，然后把该大圆 航线所经过的主要特征点转绘到墨卡托投影图上，依 次将各点连成直线，各段直线就是等角航线。航行时， 沿此折线而行。
球心投影图上的等角航线和大圆航线
墨 卡 托 投 影 上 的 等 角 航 线 和 大 圆 航 线
方位投影: 以平面作投影面，使平面与球面相切或相割，
将球面上的经纬线投影到平面上而成。
根据球面与投影面的相对部位不同，分为正轴投 影，横轴投影，斜轴投影: 正轴方位投影，投影面与地轴相垂直； 横轴方位投影，投影面与地轴相平行； 斜轴方位投影，投影面与地轴斜交。
方位投影变形特点：
① 等变形线与纬圈一致； ②在切方位投影中，切点上无变形，随着远离切点，变形增大； ③ 在割方位投影中，在所割小圆上 ，角度变形与 “切”的情况一样，其他变形（长度变形与面积变形）则自 2 1 所割小圆向内与向外增大。
1．正轴方位投影: 切点在极点（φ =90。）经线为从一点 向外放射的直线束，纬线为以切点为圆心的同心圆。投影 中心为各经线的交点，所以投影后的夹角δ 与经差λ 相等 即δ =λ ，并且因为经线和纬线相互正交。主要作两极地 图。 2．横轴方位投影: 切点在赤道（φ =0。）除经过切点的经 线和赤道投影的直线外，其余经纬线都是曲线，主要用于 东、西半球图。 3．斜轴方位投影: 切点在任意纬度（0。＜φ ＜90。）除经 过切点的经线投影为直线外，其余经纬线都为曲线，主要 用于编大陆半球图、大洲图、大洋图，全球航空图以及机 场为中心的航行半径图，地震带的范围图，大城市交通图 等。
我国常用的地图投影
我国常用的地图投影 (Li)
我国的GIS应用工程所采用的投影一般与我国基本地形图系列一致的地图投影系统，这就是大中比例尺（1：50万以上）的高斯—克吕格投影（横轴等角切椭圆柱投影）和小比例尺（1：100万以下）时的兰勃特（Lambert)投影（正轴等角割圆锥投影）。
我国基本比例尺地形图（1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000），除1：100万外均采用高斯—克吕格投影为地理基础。
我国1：100万地形图采用了Lambert投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百分之一地图投影保持一致。
我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影和属于同一投影系统的阿尔伯斯（Albers）投影（正轴等面积割圆锥投影）。
第二章下 常用地图投影
（2）变形规律
切点没变形，离切点越远，变形越 大。 等变形线是以切点为圆心的同心圆。 切点向任意一点的方位角没变形。
斜轴等积方位投影
（3）用途
主要用于绘制水、陆半球，除非洲、南极洲以外的各 大洲（例如亚洲、欧洲、大洋洲、北美洲、南美洲）。 适合中高纬地区呈圆形区域的国家或地区。（例如包 含南海诸岛的中国全国）
（2）经纬线形状
纬线投影成一组平行直 线，经线投影成与纬线垂 直的平行直线。 纬线间距，从赤道向两极 放大，经线间距相等。
（3）变形特点
角度没有变形。 赤道没有变形，离赤道越远，面积变形越大。 等变形线是平行于纬线的直线。
（4）用途
常用于绘制世界时区图、世界交通图。 适合绘制赤道附近沿东西延伸的国家或地区 由于等角航线投影为直线，所以广泛用来绘制 海图。
2、正轴割圆锥投影（南海诸岛作插图的中国全图）
正轴等角割圆锥投影(Lambert conformal projection兰勃特) 正轴等积割圆锥投影(Albers projection亚尔勃斯)
（1）投影的几何概念
以圆锥投影作为投影面，使圆锥面与球面相割 （两条割线为标准线），按等角或等积条件将球面 上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平 面而成。
纬线投影为同心圆弧，经线投影为放射状直线。纬 线间隔从标准纬线向南向北是逐渐缩小的。
（3）变形规律
①两条标准线没有变形，离标 准线越远变形越大。 ②等变形线是平行于纬线的圆 弧。 ③在两条标准线之间，长度比 小于 1 ，为负变形；而在两 条标准线之外，长度比大于 1，为正变形。
中国地图（南海诸岛作插图）的标准线： ϕ 1=25°，ϕ 2=45/47°
我国分省地图投影标准纬线
我国分省地图投影标准纬线正轴圆锥投影和圆柱投影最适宜于沿纬线伸展的地区，特别是正轴圆锥投影适宜于中纬度地区，正轴圆柱投影最适宜于低纬度和赤道地区。
对于沿经线伸展的地区，宜采用横轴圆柱投影。
xx分省（区）地图投影的选择：（1）从制图区域的形状和位置来看：我国绝大多数省（区）处于中纬度地区，因此最适宜采用圆锥投影；对于个别省区，如广东省包括南海诸岛及南中国海域，它位于赤道附近地区，可采用正轴圆柱投影；对于经差较小的地区，亦可采用高斯—克吕格投影。
即正轴等角圆锥投影；正轴等角割圆柱投影；宽带高斯—克吕格投影。
我国目前各省（区）按制图区域单幅地图选择投影时，所采用的两条标准纬线如下：注：北京市、天津市标准纬线同河北省，上海市标准纬线同江苏省。
xx采用正圆柱投影。
另一种情况,是采用分带投影的方法，即把相近的同纬度省（区）合用一个投影，把全国各省（区）分别采用若干个正轴等角圆锥投影，下表是将全国各省（区）分为10个投影带，计算得采用正轴等角圆锥投影时长度变形小于0.5%，xx常用的地图投影举例（1）世界地图的投影：正轴等角割圆柱投影（2）半球地图的投影：东半球图：横轴等积方位投影φ0=0，λ0=±70横轴等角方位投影φ0=0，λ0=±70西半球图：横轴等积方位投影φ0=0，λ0=-110横轴等角方位投影φ0=0，λ0=-110xxxx地图：正轴等距离方位投影、正轴等角方位投影、正轴等面积方位投影(3)xx地图的投影：斜轴等面积方位投影φ0=+40，λ0=+90；φ0=+40，λ0=+85彭纳投影φ0=+40，λ0=+80；φ0=+30，λ0=+80(4)xx全图（xx作插图）正轴等面积割圆锥投影:两条标准纬线曾采用φ1=2400，φ2=4800或φ1=2500，φ2=45 00或φ1=23 30，φ2=48 30.目前常采用φ1=25 00，φ2=47 00。
三种常用地图投影介绍地理ppt
λ
椭球面上经线的夹角
m d Md
α
小于1的常数
n
r
sin a b
2 ab
或者：
tan 45 a
4 b
6
思考： 正轴圆锥投影的变形主要受什么因素影响？
7
2、双标准纬线等角圆锥投影
8
投影公式：
K U
,
x s cos
y sin
m
n
3
正轴：圆锥轴与地轴重合 横轴：圆锥轴与地轴垂直 斜轴：圆锥轴与地轴斜交
横轴、斜轴圆锥投影实际上很少应用。 凡在地图上注明是圆锥投影的，一般都是正轴圆锥投影。
4
对正轴圆锥投影，设区域中央经线投影作为X轴， 区域最低纬线与中央经线交点为原点。
5
1、圆锥投影（正轴）的一般公式：
f
x s cos y sin
由于每幅图的纬差仅为4°，因此投影的变形极小，长度变形 在边纬与中纬上为±0.030％，面积变形约为长度变形的两倍。
14
拼接裂隙： 投影的特点决定了：
图幅的东西方向拼接不会产 生裂隙；但南北方向拼接时， 因投影带不同，会产生裂隙。
裂隙距 裂隙角 图幅经差 L 边长 当纬度较低时，裂隙角增大， L也增大，裂隙距自然也增大。
r
K
rU
P
m2
n2
K
rU
2
0
α, K 均为投影常数：
lg r1 lg r2
lg U2 lg U1
K
r1U1
r2U
2
tan 45
U
2 ,sin e sin
tane 45
2
9
面积比等 变形线
3.3常用地图投影
摩尔维特投影常用来编制世界，大洋图，由于离中央 经线经差±900的经线是一个圆，且圆面积恰好等于半 球面积，因此，该投影也用来编制东、西半球地图。
4、分瓣伪圆柱投影
——古德投（Goode
•
Projection）
1923年美国地理学家古德（J.Paul Goode）提出了一种对伪圆柱投影进行分 瓣的投影方法，即古德投影。 • 全图被分成几瓣，各瓣通过赤道连接在 一起，地图上仍无面积变形，核心区域的 长度、角度变形和相应的伪圆柱投影相比 明显减小，但投影的图形却出现了明显的 裂缝，这种尽量减少投影变形，而不惜图 面的连续性是古德投影的重要特征
17
3、伪圆柱投影
（1）桑逊投影（Sanson Projection）
•
桑逊投影是一种经线为正炫曲线的正轴等 积伪圆柱投影，又称桑逊-弗兰斯蒂德 （Sanson- Flamsteed）投影。该投影的纬线 为间隔相等的平行直线，经线为对称于中央经 线的正弦曲线（图2-27）。中央经线长度比为 1，即m0＝1，且n=1， p=1。桑逊投影为等面 积投影，赤道和中央经线是两条没有变形的线， 离开这两条线越远，长度、角度变形越大。因 此，该投影中心部分变形较小，除用于编制世 界地图外，更适合编制赤道附近南北延伸地区 的地图，如非洲、南美洲地图等。
• 彭纳投影 4、伪圆柱投影
3.3.3 中国地图常用投影
斜轴方位投影
正轴割圆锥投影
1、斜轴方位投影
（1）斜轴等积方位投影 全中国地图，亚洲地图，半球地图 （2）斜轴等角割方位投影 中国全图 （3）斜轴等距方位投影 行政区图，交通地图
2、正轴割圆锥投影
1）正轴等角割圆锥投影 全中国及各省或大区域的地势图、气象 图与气候图，专题图。 2）正轴等积割圆锥投影 行政区划图、土地利用图、土壤图。森 林分布图。 3）正轴等距割圆锥投影 交通图及要求距离不变形的图
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中国常用的地图投影举例
第三节中国常用的地图投影举例
科学事业的发展同社会制度和经济基础是密切相联系的，旧中国是一个半封建半殖民地的国家，测绘事业也濒于停顿，编制出版的少量地图质量也很差，更少考虑到采用自己设计及计算的地图投影。
在解放前出版的几种地图中曾采用过的几种地图投影，也多半是因循国外陈旧的地图投影，很少自行设计新投影。
解放后，在党和政府的领导下，非常重视测绘科学事业的发展，我国测绘工作者不仅在地图投影的理论上有了研究，同时结合我国具体情况，设计了一些适合于我国情况的新的地图投影。
下面介绍我国出版的地图中常用的一些地图投影。
世界地图的投影
等差分纬线多圆锥投影
正切差分纬线多圆锥投影(1976年方案)
任意伪圆柱投影：a=0．87740，6=0．85
当φ=65°时P=1．20
正轴等角割圆柱投影
半球地图的投影
东半球图
横轴等面积方位投影φ0=0°，λ0=+70°
横轴等角方位投影φ0=0°，λ0=+70°
西半球图
横轴等面积方位投影φ0=0°，λ0=-110°
横轴等角方位投影φ0=0°，λ0=-110°
南、北半球地图
正轴等距离方位投影
正轴等角方位投影
正轴等面积方位投影
亚洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=+40°，λ0=+90°
φ0=+40°，λ0=+90°
彭纳投影标准纬线φ0=+40°，中央经线λ0=+80°标准纬线φ0=+40°，中央经线λ0=+80°
欧洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=52°30′，λ0=20°
正轴等角圆锥投影φ1=40°30′，λ0=65°30′
北美洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=+45°，λ0=-100°
彭纳投影
南美洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=0°，λ0=+20°
桑逊投影λ0=+20°
澳洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=-25°，λ0=+135°
正轴等角圆锥投影φ1=34°30′，φ2=-15°20′
拉丁美洲地图的投影斜轴等面积方位投影φ0=-10°，λ0=-60°
中国地图的投影中国全图
斜轴等面积方位投影
φ0=-27°30′λ0=+105°
或φ0=30°00′λ0=+105°
或φ0=35°00′λ0=+105°
斜轴等角方位投影(中心点位置同上)
彭纳投影
伪方位投影
中国全图(南海诸岛作插图)
正轴等面积割圆锥投影
两条标准纬线曾采用
φ1=24°00′，φ2=48°00′
或φ1=25°00′，φ2=45°00′
或φ1=23°30′，φ2=48°30′
目前常采用
φ1=25°00′，φ2=47°00′
正轴等角割圆锥投影
中国分省(区)地图的投影正轴等角割圆锥投影
正轴等面积割圆锥投影
正轴等角圆柱投影
高斯－克吕格投影(宽带)
中国大比例尺地图的投影多面体投影(北洋军阀时期)
等角割圆锥投影(兰勃特投影) (解放前)
高斯－克吕格投影(中华人民共和国成立以后)。