Arcgis制图中常用的地图投影解析

地理信息系统常用的地图投影,高斯-克吕格投影墨卡托投影UTM投影兰勃特投影阿尔伯斯投影,高斯克吕格投影实质上是横轴切圆柱正形投影,Y,该投影是等角横切椭圆柱投影。想象有一椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线（称中央子午线或轴子午线）相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定的投影方法将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即成为投影面。,高斯平面直角坐标系以中央经线和赤道投影后为坐标轴，中央经线和赤道交点为坐标原点，纵坐标由坐标原点向北为正，向南为负，规定为X轴，横坐标从中央经线起算，向东为正，向西为负，规定为Y轴。所以，高斯-克吕格坐标系的X、Y轴正好对应一般GIS软件坐标系中的Y和X。,高斯投影的条件和特点,高斯投影的条件中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影的对称轴投影具有等角性质中央经线投影后保持长度不变高斯投影的特点中央子午线长度变形比为1，其他任何点长度比均大于1在同一条经线上，长度变形随纬度的降低而增大，在赤道处为最大在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带边缘投影属于等角性质，没有角度变形，面积比为长度比的平方长度比的变形线平行于中央子午线,高斯投影6和3带分带,为了控制变形，我国地图采用分带方法。我国1：1.25万1：50万地形图均采用6度分带，1：1万及更大比例尺地形图采用3度分带，以保证必要的精度。6度分带从格林威治零度经线起，每6度分为一个投影带，该投影将地区划分为60个投影带，已被许多国家作为地形图的数字基础。一般从南纬度80到北纬度84度的范围内使用该投影。3度分带法从东经1度30分算起，每3度为一带。这样分带的方法在于使6度带的中央经线均为3度带的中央经线；在高斯克吕格6度分带中中国处于第13带到23带共12个带之间；在3度分带中，中国处于24带到45带共22带之间。,等角性别适合系列比例尺地图的使用与编制;径纬网和直角坐标的偏差小，便于阅读使用;计算工作量小，直角坐标和子午收敛角值只需计算一个带。由于高斯-克吕格投影采用分带投影，各带的投影完全相同，所以各投影带的直角坐标值也完全一样，所不同的仅是中央经线或投影带号不同。为了确切表示某点的位置，需要在Y坐标值前面冠以带号。如表示某点的横坐标为米，前面两位数字“20”即表示该点所处的投影带号。,高斯-克吕格投影的优点,注意跨带计算！,定义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。特性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。,墨卡托投影等角正切圆柱投影,墨卡托投影的用途,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。,UTM投影（通用墨卡托投影）实质上是横轴割圆柱正形投影,84,80,该投影为横轴等角割圆柱投影，可以改善高斯投影，用圆柱割地球于两条等高圈上，投影后这两条割线上没有变形，但离开这两条割线越远则变形越大，在两条割线以内长度变为负值，在两条割线意外长度变为正值。,UTM投影特点和用途,特点中央子午线长度变形比为0.9996该投影将世界划分为60个投影带，每带经度差为6度，已被许多国家作为地形图的数字基础投影带编号为1,2,360连续编号，第1带在177W和180W之间，且连续向东计算其它同高斯投影用途UTM投影已经被许多国家和地区采用作为地形图的数学基础，其中有美国、日本、加拿大、泰国、阿富汗、巴西、法国和瑞士等约80个国家。有的国家局部采用UTM投影作为地图数学基础。我国的卫星影像资料常采用UTM投影。,高斯投影和UTM投影的异同,从比例因子看，高斯-克吕格投影中央经线上的比例系数为1，UTM投影为0.9996，从分带方式看，两者的分带起点不同，高斯-克吕格投影自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为3；UTM投影自西经180起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为-177，因此高斯-克吕格投影的第1带是UTM的第31带。两投影的东伪偏移都是500公里，高斯-克吕格投影北伪偏移为零，UTM北半球投影北伪偏移为零，南半球则为10000公里。,兰勃特Lambert投影实质上是正轴等角割圆锥投影,设想用一个圆锥正割于球面两条标准纬线，应用等角条件将地球面投影到圆锥面上，然后沿圆锥一条母线剪开，展开即为兰勃特投影平面。兰勃特等角投影后纬线为同心圆弧，经线为同心圆半径。,兰勃特投影的变性分布规律,角度没有变形两条标准纬线上没有任何变形等变形和纬线一致，即痛一条纬线上的变形处处相等在同一经线上，两标准纬线外侧为整变形（长度比大于1），而两标准纬线之间为负变形（长度比小于1）。变形比较均匀，变形绝对值也比较小同一纬线上等经差的线段长度相等，两条纬线间的经纬线长度处处相等,阿尔伯斯投影正轴等面积投影,为双标准纬