测量投影知识
轴测投影—轴测投影的基本知识(工程制图课件)
Y1
P
Z1 Z
X1
O1
O
X
图3 正轴测投影
02 轴测投影的分类
轴测图
正轴测图 斜轴测图
正等轴测图 p = q = r 正二等轴测图 p = q r 或 p q=r 或 p= r q 正三轴测图 p q r
斜等轴测图 p = q = r 斜二等轴测图 p = q r 或 p q=r 或 p= r q 斜三轴测图 p q r
测投影图，简称轴测图。
Y1
P
Z1 Z
Y
X1
O1
S
O
X
图2 轴测投影的形成
01 轴测投影的形成
Y1
P
Z1 Z
Y
X1
O1
S
O
X
轴测轴：形体上的直角坐标轴OX、OY、OZ 在轴测投影面上的投影O1X1、 O1Y1、 O1Z1 称为轴测轴。
轴间角：相邻两根轴测轴之间的夹角 ∠X1O1Y1、 ∠X1O1Z1 、 ∠Y1O1Z1称为轴间 角。
《工程制图》
轴测投影的基本知识
（a）
（b）
图1
三面正投影图与轴测投影图
（a）三面正投影图 （b）轴测投影图
轴测投影的基本知识
1 轴测投影的形成 2 轴测投影图的分类 3 轴测投影图的投影特性
01 轴测投影的形成
将空间形体连同确定其空间位置的直角坐标系，沿不平行于任一坐标面
的方向，用平行投影法将其投影到单一投影面上，所得到的投影称为轴
02
轴测投影的分类
Z
Y
O
S
Z1 X Y1
O1
P
X1
图4 斜轴测投影
第一种情况
当坐标系O-XYZ中的三个坐标轴 都与投影面P相倾斜，投影线S与
投影坐标知识点总结
投影坐标知识点总结一、投影坐标的基本概念1. 地球的形状地球是一个近似于椭球形的几何体，由于地球表面的曲率和不规则性，很难在平面上准确地表示地球表面的形状和位置。
因此，为了在平面上准确地表示地球表面的点的位置，需要采用投影的方法将地球表面投影到平面上。
2. 投影的概念投影是一种数学方法，它将三维空间中的点或曲线投影到二维平面上。
在地理学和地图制图中，通常将地球表面上的点投影到平面上，得到投影坐标。
投影的目的是在保持地球表面上的角度和形状的基础上，将地球表面上的点的位置准确地表示在平面上。
3. 投影坐标的含义投影坐标是用来表示地球表面上的点在平面坐标系中的位置。
它通常由横坐标（X坐标）和纵坐标（Y坐标）组成。
投影坐标可以用来表示地理位置、测量距离和面积等信息，是地图制图和测量中常用的一种坐标系统。
二、常用的投影方法1.经纬度投影经纬度投影是最常用的一种投影方法，它是将地球表面上的点的经度和纬度直接作为投影坐标。
经纬度投影的优点是简单直观，易于理解和使用，但在表示面积和距离时存在一定的畸变。
2.等角投影等角投影是一种保角投影方法，它保持地球表面上任意两点之间的角度不变。
这种投影方法能够准确地表示地球表面上的角度和形状，但在表示面积和距离时存在一定的畸变。
3.等距投影等距投影是一种保距投影方法，它保持地球表面上任意两点之间的距离不变。
这种投影方法能够准确地表示地球表面上的距离，但在表示角度和形状时存在一定的畸变。
4.等积投影等积投影是一种保面积投影方法，它保持地球表面上的面积不变。
这种投影方法能够准确地表示地球表面上的面积，但在表示角度和形状时存在一定的畸变。
5.其他投影方法除了上述的几种常用的投影方法外，还有许多其他的投影方法，如墨卡托投影、兰伯特投影、阿尔伯斯投影等。
每种投影方法都有其特点和适用范围，需要根据具体的应用需求来选择合适的投影方法。
三、常见的投影坐标系统1.平面直角坐标系平面直角坐标系是最常用的一种坐标系统，它采用直角坐标系表示地球表面上的点的投影坐标。
第一章 投影基本知识
第一部分点与直线一、已知各点的空间位置，画出其投影图（尺寸由立体图量取，并取整）。
知识点：点的投影规律1、1、点的投影规律（一般点、投影轴上点、投影面内点）——高平齐（Z）；长对正（X）；宽相等（Y）（相对原点）。
2、2、立体图的画法（轴向测量；轴向平行作图法——各线都分别平行于轴线）3、3、答案见下图：二、已知点的一个投影和下列条件，求其余两个投影。
（1）（1） A点与V面的距离为20mm。
（2） B点在A点的左方10mm。
知识点：1、点的投影规律（一般点、投影轴上点、投影面内点）——高平齐（Z）；长对正（X）；宽相等（Y）（相对原点）。
2、立体图的画法（轴向测量；轴向平行作图法——各线都分别平行于轴线）3、答案见下图：三、已知点A（35、20、20），B（15、0、25），求作它们的投影图。
答案见下图：四、已知各点的两个投影，求作出第三投影。
答案见下图：五、判断下列各点的相对位置。
知识点：点的相对位置（X—大左小右；Y—大前小后；Z—大上小下）；坐标的量取。
答案见下图：六、已知点B在点A的左方10mm，下方15mm，前方10mm；点C在点D的正前方10mm，作出点B和点C的三面投影。
答案见下图：七、已知A点（10，10，15）；点B距离投投影面W、V、H分别为20、15、5；点C在点A左方10，前方10，上方5，作出A、B、C的三面投影。
答案见下图：距离相等，点B的三个坐标值有什么关系，作出点B的各投影。
知识点：1、点的投影规律:高平齐（Z ）；长对正（X ）；宽相等（Y ）（相对原点）——点到H 、V 、W 面的距离分别为：Z 、Y 、X 。
2、若点B 到H 、V 、W 面的距离相等，则：Z b =Y b =X b 。
2、答案见下图：九、判断下列各直线对投影面的相对位置，并画出三面投影。
答案见下图：个解）。
答案见下图：十一、求线段AB的实长及其与H、V面的倾角α、β知识点：直角三角形法求直线的倾角及线段实长。
第一章 投影的基本知识
本章主要内容
第一节 投影的形成与分类 第二节 常用投影图表示法 第三节 三面正投影 第四节 点、直线、平面的投影 第五节 形体的投影 第六节 形体的剖切 第七节 轴测投影
第一节 投影的形成与分类
一、 投影的形成
如右图1-1所示，把光源S称为 投影中心，光线(SA、SB、SC、SD) 称为投射线，光线的射向称为投射 方向，落影的平面（如地面、墙面 等）称为投影面，影子的轮廓（abc） 称为投影，用投影表示物体的形状 和大小的方法称为投影法，用投影 法画出的物体图形称为投影图。
Z
Z
a’ b’
a’
b” YW
a’
a”
b’ b”
YW a’
b
YH
YH
特殊位置的点：
当点在某一投影面上时，它的坐标必有一个为 零，三个投影中必有两个投影位于投影轴上；
当点在某一投影轴上时，它的坐标必有两个为 零，三个投影中必有两个投影位于投影轴上， 另一个投影则与坐标原点重合；
当点在坐标原点上时，它的三个坐标均为零。
a” YW
投影特性：
❖直线的三个投影仍为直线，但不反映实长； ❖直线的各个投影都倾斜于投影轴
一般位置线的判别 ：
三个投影三个斜，定是一般位置线。
2. 两直线的相对位置 空间两直线有三种不同的相对位置，即相交、平行和
交叉。
两相交直线或两平行直线都在同一平面上，所以它们 都称为共面线。
两交叉直线不在同一平面上，所以称为异面线。
如图3.23中，A、B是位于同一 投射线上的两点，它们在H面 上的投影a和b相重叠。A在H 面上为可见点，点B为不可见 点。
图1-16 重影点
被挡住的投 影加( )
轴测投影的基本知识
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1.线性尺寸 轴测图线性尺寸，应标注在各自所在的坐标面内，尺 寸线应与被注长度平行，尺寸界线应平行于相应的轴测轴， 尺寸数字的方向应平行于尺寸线，如出现字头向下倾斜时， 应将尺寸线断开，在断开处以水平方向注写尺寸数字。轴 测图的尺寸起止符号宜用小圆点。轴测图线性尺寸的标注 如图5-2所示。
（1）正等测图。三个轴向伸缩系数都相等的轴测 图，称为正等测图，简称正等侧。
(2）正二测图。只有两个轴向伸缩系数相等的轴测 图，称为正二测图，简称正二侧。
(3）正三测图。三个轴向伸缩系数都不相等的轴测 图，称为正三测图，简称正三侧。
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2.斜轴测图 当投影方向倾斜于轴测投影面时得到的投影图， 称为斜轴测图。斜轴测图可分为正面斜轴测图和水平 斜轴测图。
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1.2 轴测图的基本参数 结合图5-1对轴测图的基本参数进行解释。 （1）轴测轴。 直角坐标轴的轴测投影轴，简称轴测轴，用O 1X 1、O 1Y 1、O 1Z 1表示。 （2）轴间角。 在轴测投影面P上，三个轴测投影轴之间的夹角称为 轴间角，用∠X 1O 1Z 1 ∠Y 1O 1Z 1、∠X 1O 1Y 1表示。
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2.圆径尺寸 轴测图中的圆径尺寸应标注在圆所在的坐标面内； 尺寸线与尺寸界线应分别平行于各自的轴测轴。圆弧 半径和小圆直径尺寸也可引出标注，但尺寸数字应注 写在平行于轴测轴的引出线上。轴测图圆径尺寸的标 注如图5-3所示。
轴测投影的基本知识
轴测投影的优点在于表现物体的立体感和空间感效果好，易于理解；缺点在于不能精确表达物体的所有几何形状 和尺寸。其他工程图样的优点在于能够精确表达物体的几何形状和尺寸；缺点在于对于非专业人士来说可能较难 理解。
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06
轴测投影与其他投影方法 的比较
与正投影的比较
适用场景
正投影适用于绘制工程图、建筑图纸 等需要精确表达物体所有几何形状和 尺寸的场合。轴测投影适用于绘制透 视图、效果图等需要表现物体立体感 的场合。
绘制难度
正投影需要较高的绘图技巧和精确度， 而轴测投影相对简单，易于掌握。
与透视投影的比较
适用场景
失真
由于是投影转换，轴测投影可能会造成物体的某 些形状和线条失真，特别是对非正方形的物体。
立体感减弱
由于是将三维物体投影到二维平面，物体的立体 感可能会减弱，难以表达深度和远近关系。
表达信息有限
轴测投影只能从一个或几个固定角度展示物体， 难以全面表达物体的所有面和细节。
使用注意事项
选择合适的投影角度
02
轴测投影的类型与分类
正轴测投影
总结词
正轴测投影是一种将物体沿三个坐标轴方向进行拉伸的投影方法，能够保持物体的形状和大小不变。
详细描述
正轴测投影分为三种类型，即正等轴测投影、正二等轴测投影和正三等轴测投影。在正等轴测投影中 ，物体沿三个坐标轴方向按相同的比例进行拉伸，而在正二等轴测投影和正三等轴测投影中，物体沿 两个坐标轴方向的拉伸比例不同。
透视投影适用于绘制风景画、人物画等 需要表现物体立体感和空间感的场合。 轴测投影适用于绘制工程图、建筑图纸 等需要精确表达物体形状较高的绘图技巧和精确度， 而轴测投影相对简单，易于掌握。
轴测投影—轴测投影的基本知识(建筑制图)
（2）斜轴测投影：当投影方向与轴测投影面倾斜时，称为斜轴测投影，如图4-5。 采用斜投影法得到的轴测投影图，称为斜轴测图。根据轴向变形系数的不同，斜轴测投影图可分为三类：
p = q = r 斜等轴测图 p = r ≠q或 p = q≠r斜二轴测图 p ≠q ≠r斜三轴测 工程中常用：斜二测图，见图4-6（b）(c)，图4-5(a)斜二测投影图。
4. 轴测投影的性质 轴测投影是单面平行投影，具有平行投影的一切性质。见图4-4、4-5。 （1）空间形体上互相平行的线段，轴测投影仍互相平行； （2）形体上平行于坐标轴的线段，其轴测投影仍平行于相应的轴测轴； （3）空间形体上两条平行线段的长度之比，等于其轴测投影长度之比； （4）形体上平行于坐标轴的线段，其轴测投影与其实长之比等于相应的轴向变形系数。 注：凡轴向线段，画轴测图时，可按其尺寸乘以相应的伸缩系数直接沿轴测量。而对于空间不平行于坐标轴的直线，即 非轴向线段，不可在图上直接量取。
那么轴测投影有什么特点？怎样画轴测投影图呢？
知识点一 轴测投影概述
1. 轴测投影概述 轴测投影是用一组互相平行的投射线沿不平行于任一坐标面的方向将形体连同确定其空间位置的三个坐标轴一起投影到 一个投影面所得到的投影，立体感强，直观，易看懂，见图4-2。
2. 轴测投影的形成
如图4-3中，将形体连同确定其空间位置的直角坐标系OX、OY、OZ，用平行投影法沿S方向向选定的一个投影面P上做 平行投影，所得到的单面投影，称为轴测投影图。这种投影方法称为轴测投影法。
任务四 轴测投影的了解
知识点一 轴测投影概述
任务内容
01 知识点一 轴测投影概算 02 知识点二 正轴测图
前面所学的正投影图能够完整、准确地表达形体的真实形状和大小，而且作图简便，所以在工程实践中被广泛采用。但 正投影图缺乏立体感，在识读时必须把三个投影图联系起来，才能想象出空间形体的形状，要有一定的识图能力才能看懂，如 图4-1（a）。所以在工程中通常采用轴侧投影作为一种辅助图样来进行交流和影的分类 根据投影方向S与轴测投影面P是否垂直，轴测投影分两类。如图4-4，当投影方向与轴测投影面垂直时，称为正轴测投 影( S⊥P)。 采用正投影法得到的轴测投影图，称为正轴测投影图。根据轴向变形系数的不同，正轴测图分三类： p = q = r 正等轴测图 、p = r ≠q 正二轴测图、p ≠q≠ r正三轴测图
投影定理知识点总结
投影定理知识点总结一、投影的定义在三维空间中，当一个点P在一个平面上投影到另一个平面上时，它在投影平面上的投影点P'就是点P在投影平面上的垂线与该平面的交点。
投影的过程可以理解为点P向某个方向投射到另一个平面上的过程。
二、投影的性质1. 平行投影性质：如果被投影体与投影平面之间的边的方向相同，那么它们的投影将是相似的。
2. 零投影性质：如果被投影体与投影平面之间的边互相垂直，那么它们的投影将是共线的。
3. 线段投影性质：被投影体上的线段在投影平面上的投影是被投影线段的两个端点对应的投影点组成的线段。
4. 面投影性质：被投影体的面在投影平面上的投影是这个面在投影平面上的正射影。
三、投影的应用1. 工程测量中的投影：在建筑工程、地理测量和制图等领域中，投影定理常常用来确定物体在平面上的投影，从而进行测量和绘图。
2. 三维图形的展示：在计算机图形学中，投影定理被广泛应用于三维图形的投影和展示，例如计算机辅助设计、虚拟现实等领域。
3. 高等数学中的应用：在高等数学的几何向量、线性代数等课程中，投影定理常常用于分析向量的投影、直线和平面的相交等问题。
四、投影定理的例题讲解1. 例题一：已知直线l经过点A(1,2,3)且与平面2x+3y+z=4垂直，求l在平面上的投影。
解：由于直线l与平面2x+3y+z=4垂直，所以直线l在平面上的投影是l在该平面上的垂线与该平面的交点。
2. 例题二：已知空间中有一个正方体，其底面上的对角线AB的中点为O(1,1,1)，求AB的中点在正方体上的投影。
解：由于正方体的底面为一个正方形，在平面上投影时，正方体的底面上的对角线AB的中点在平面上的投影即为该对角线中点在平面上的投影。
5. 例题三：已知三维空间中有一个直线l，其方程为x=2t,y=3t,z=4t，求直线l在平面x+y+z=1上的投影。
解：直线l在平面x+y+z=1上的投影即为直线l在该平面上的垂线与该平面的交点。
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测量投影知识
一、投影及其变形
1、投影变形有角度变形、长度变形和面积变形三种。
根据实际需要选择某种变形为零或使其减小到某一适当程度。
如高斯投影，保持角度不变形，但长度和面积有变形。
2、投影长度比与长度变形
投影长度比——投影面上无限小线段 ds 与椭球面上该线段实际长度 dS 之比，以m 表示，m=ds/dS 。
一般m 与点位以及与方向有关。
长度变形—— 长度比与1之差。
v= m-1
v > 0 时，投影后长度将增大，v < 0时，投影后长度缩短。
二、高斯投影及其计算
1、高斯投影又称横轴椭圆柱等角投影。
在高斯投影平面上，中央子午线和赤道的投影都是直线，分别为高斯平面直角坐标系的X 轴和Y 轴。
O N
2、高斯投影的条件：
（1）投影后角度不产生变形，满足正形投影要求；
（2）中央子午线投影后是一条直线；
（3）中央子午线投影后长度不变，其投影长度比恒等于1。
（4）高斯投影除了在中央子午线上没有长度变形外，不在中央子午线上的各点，其长度比都大于1，且离开中央子午线愈远，长度变形愈大。
3、高斯投影的长度比和长度变形
⑴用大地坐标表示的高斯投影长度比m
式中：
⑵用平面坐标表示的高斯投影长度比m
式中y为投影点的横坐标，R为该点处椭球平均曲率半径。
⑶长度变形m-1与横坐标y的关系
4、高斯投影的分带
⑴为限制长度投影变形，采取分带投影。
分带有6度分带和3度分带两种方法。
⑶国家统一坐标的表示方法：直角坐标是以赤道的投影为横抽，用Y表示，以中央子午线的投影为纵轴，用X表示。
X坐标（纵坐标、北方）为正（因为我国在赤道以北，所以纵坐标为正），Y坐标（横坐标、东方）加500km（因为以，以中央子午线的投影为纵轴后会出现横坐标负值，为不使横坐标出现负值，所以将坐标原点西移500km）后前面冠以带号。
如在39带中Y坐标自然值分别为12345.678和-12345.678m，国家统一坐标分别为39512345.678和39487654.322m。
但在坐标计算中应去掉带号，减去500km，恢复坐标自然值。
5、高斯投影坐标计算
高斯投影坐标正算——由（B，L）求（x，y）
高斯投影坐标反算——由（x，y）求（B，L）
6、高斯投影坐标换带计算
高斯投影坐标的换带计算：将一个投影带的平面直角坐标，转换成另外一个投影带的平面直角坐标。
以下情况需要进行坐标换带计算：
（1）当控制网位于两个相邻投影带的边缘地区并横跨两个投影带，为了能在同一带内进行平差计算，必须把控制网起算点的坐标换算到同一个投影带内。
（2）在分带子午线附近地区测图或进行测量工程时，往往需要用到另一带内的控制成果，因此，也需要将这些点的坐标换算到同一带内。
（3）当大比例尺测图时，特别是在工程测量中，为了限制投影变形，常要求采用3°带、1.5°带或任意带投影，而国家控制点成果通常只有6°带坐标，这时就产生了6°带与3°带（或1.5°带、任意带）之间的相互坐标换算问题。
当测区跨不同的投影带时，测图时测区中所有控制点应采用同一投影带的坐标，位于不同投影带的点应进行同一坐标系统（同一个椭球）不同投影带之间的坐标换算：具体情况有以下几种：
6°带坐标→相邻6°带坐标；
6°带坐标→3°带坐标；
3°带坐标→相邻3°带坐标；
6°带或3°带坐标→任意带坐标；
计算程序如下：
首先将某投影带内已知点的平面坐标（x1, y1），按高斯投影坐标反算公式求得其在椭球面上的大地坐标（B, L）；然后根据纬度和所需换算的投影带的中央子午线经度L02，计算该点在新投影带内的经差l2，再按高斯投影坐标正算公式计算该点在新投影带内的高斯平面坐标（x2, y2）。
至此，就完成了高斯投影坐标的换带计算问题。
其计算流程如下：
（x1, y1）→反算（B, l1）→ (B,L=L01+l1）→ (B,l2=L-L02) →正算 (x2, y2）。