各种地图投影

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§2 圆柱投影
一、圆柱投影的概念 圆柱投影是假定以圆柱面作为投影面，使圆柱面与
地球相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上， 然后把柱面沿一母线剪开展为平面而成。
圆柱投影：等角圆柱投影、等积圆柱投影、任意圆柱 投影
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§3 高斯——克吕格投影
1、 概念 等角横切椭圆柱投影是以椭圆柱作为投影
面，使地球椭球体的某条经线与椭圆柱相切， 然后按照等角条件，将中央经线东西两侧各 一定范围内的地区投影到圆柱面上，再将其 展开平面而成。
该投影由德国高斯于19世纪20年代拟定， 经克吕格1912年对投影公式加以补充，称为 高斯－克吕格投影。
因为方里网同时又是平行于直角坐标轴的坐 标线，又称直角坐标网。
我国规定在1:5000,1:1万，1:2.5万，1:5万， 1:10万地形图上必须绘出方里网。
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6、坐标规定
在高斯－克吕格投影上，规定以中央经线 为X轴，赤道为Y轴，两轴的交点为坐标原点 。X值在赤道以北为正，以南为负，Y坐标值 在中央经经以东为正，以西为负，我国的X 值均为正，但Y值在中央经线以西为负，运 用起来很不方便，故将各带的坐标纵轴西移 500km，并冠以带号，称通用坐标。
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二、圆柱投影变形分析及应用
正轴圆柱投影中，经纬线是直交的，故经纬线方向 的长度比就是最大、最小长度比，m、n相当于a、b。
圆柱投影的各种变形是随纬度的变化而变化，在同一 条纬线上各种变形数值各自相等，因此等变形线与纬线 平行，呈平行线状分布。在切圆柱投影上，赤道是一条 没有变形的线，称为标准纬线，从赤道向南、北方向变 形逐渐增大。在割圆柱投影上，两条相割的纬线是标准 纬线，在两条割线之间的纬线长度比小于1，以外大于1， 离开标准纬线愈远，变形愈大。圆柱投影适宜于制作赤 道附近和赤道两侧沿东西方向延伸地区的地图。
墨卡托投影等角航线为直线，对航海具有重要意义。 等角圆柱投影在编制航海图中被广泛应用。
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§5 方位投影
以平面作为辅助投影面，使球体与平面相切或相割，将球体 表面上的经纬网投影到平面上。
一、方位投影的分类
1、 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。
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2、 根据透视关系可以分为：非透视方位 投影和透视方位投影。
3、根据投影圆面与地球相切或相割的关 系：分为切方位投影和割方位投影。
4、根据投影的变形性质可以分为：等角 方位投影、等积方位投影和等距方位投影。
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4、高斯投影分带（ 6°分带和3°分带） 我国规定1：1万－1：50万比例尺地形图
均采用高斯－克吕格投影。
1：1万采用3°分带； 1：2.5万---1:50万均采用经差6°分带。
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5、坐标网
包括经纬线网和方里网。
经纬线网是指由经线和纬线所构成的坐标网， 指示物体在地面的地理位置，又称地理坐标网。
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①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。
②投影具有等角的性质。
③中央经线投影后保持长度不变。
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2、经纬线特征
中央经线和赤道为互相垂直的 直线，其他经线均为凹向并对称 于中央经线的曲线，其他纬线均 为以赤道为对称轴的向两极弯曲 的曲线，经纬线成直角相交。
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§4 墨卡托投影
正轴等角圆柱投影由荷兰制图学家墨卡托于1569 年所创，故名墨卡托投影。
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墨卡托投影的经纬线是互为垂直的平行直线， 经线间隔相等，纬线间隔由赤道向两极逐渐扩 大。图上任意一点，角度变形为0。
墨卡托投影有正轴等角切圆柱投影和正轴等 角割圆柱投影两种情况。
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正轴等角切圆柱投影中，赤道没有变形；随着纬度 的增高，变形逐渐增大。割圆柱投影中，相割的两条纬 线没有变形，是两条标准纬线。在两条标准纬线之间是 负向变形，离开标准纬线愈远，变形愈大，赤道上负向 变形最大。在两条标准纬线以外是正向变形，离开标准 纬线愈远，变形愈大。
切圆柱投影适用于作赤道附近地区的地图、割图柱 投影适用于作和赤道对称沿线方向延伸地区的地图。
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3、高斯—克吕格投影的变形分布
①角度没有变形，面积比为长度比的平方； ②中央经线没有长度变形。其余经线长度比均大于1， 距中央经线愈远变形愈大； ③在同一条经线上，长度变形随纬度的降低而增大， 变形最大值在赤道上； ④在同一条纬线上，长度变形随距中央经线距离的 增大而增大，最大变形在边缘经线与赤道的交点上。 为了保证地图的精度，采用分带投影方法，将投影 范围的东西界加以限制，使其变形不超过一定的限度， 把许多带结合起来，可以为整个区域的投影。
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2、圆锥投影的分类
1）按照圆锥面与地球相对位置的不同分类
正轴圆锥投影：圆锥轴与地轴重合； 横轴圆锥投影：圆锥轴与地轴垂直； 斜轴圆锥投影：圆锥轴与地轴斜交；
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2）按照标准纬线分类 可分为：切圆锥投影和割圆锥投影； 3）按照变形性质分类 可分为：等角圆锥投影、等积圆锥投影和等距圆锥投影。
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第五章 几种常用的地图投影
§1 圆锥投影 §2 圆柱投影
§3 墨卡托投影
§4 高斯—克吕格投影 §5 方位投影 §6 其它投影 §7 地图投影的选择 §8 地图投影变换
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§1 圆锥投影
一、圆锥投影的基本概念
1、圆锥投影的定义
以圆锥表面作为辅助投影面，使椭球体与圆锥 表面相切或相割，将椭球体表面上的经纬网投影 到圆锥表面上，然后再将圆锥表面展成平面。
现行图式规定，1:5000，1:1万，1:2.5万，1:5 万，1:10万地形图图幅内不绘制经纬线网；
1:25万和1:50万地形图应在图幅内绘制经纬线 网。经纬线间隔分别为15分×10分,30分×20分。
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方里网是指平行于投影坐标轴的两组平行线 所构成的方格网。由于是每隔整千米绘出坐标 纵线和横线，称方里网。