世界地圖常用地圖投影知識大全

1、.世界地圖常用地圖投影知識大全2009-09-30 13:20在不同的場合和用途下使用不同的地圖投影 , 地圖投影方法及分類名目眾多 , 象 : 墨卡托投影 , 空間斜軸墨卡托投影 , 桑遜投影 , 摩爾維特投影 , 古德投影 , 等差分緯線多圓錐投影 , 橫軸等積方位投影 , 橫軸等角方位投影 , 正軸等距方位投影 , 斜軸等積方位投影 , 正軸等角圓錐投影 , 彭納投影 , 高斯 - 克呂格投影 , 等角圓錐投影等等。一、世界地圖常用投影1、等差分緯線多圓錐投影（ PolyconicProjectionWith MeridionalIntervalon SameParallel Decre

2、ase Away From Central Meridian by Equal Difference）普通多圓錐投影的經(jīng)緯線網(wǎng)具有很強的球形感，但由于同一緯線上的經(jīng)線間隔相等，在編制世界地圖時， 會導(dǎo)致圖形邊緣具有較大面積變形。 1963 年中國地圖出版社在普通多圓錐投影的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了等差分緯線多圓錐投影。等差分緯線多圓錐投影的赤道和中央經(jīng)線是相互垂直的直線，中央經(jīng)線長度比等于 1；其它緯線為凸向?qū)ΨQ于赤道的同軸圓弧，其圓心位于中央經(jīng)線的延長線上，中央經(jīng)線上的緯線間隔從赤道向高緯略有放大；其它經(jīng)線為凹向?qū)ΨQ于中央經(jīng)線的曲線，其經(jīng)線間隔隨離中央經(jīng)線距離的增加而按等差級數(shù)遞減；極點投影成圓弧

3、( 一般被圖廓截掉 ), 其長度等于赤道的一半（圖 2-30 ）。通過對大陸的合理配置，該投影能完整地表現(xiàn)太平洋及其沿岸國家，突出顯示我國與鄰近國家的水陸關(guān)系。從變形性質(zhì)上看，等差分緯線多圓錐投影屬于面積變形不大的任意投影。我國絕大部分地區(qū)的面積變形在10%以內(nèi)。中央經(jīng)線和± 44o 緯線的交點處沒有角度變形，隨遠離該點變形愈大。全國大部分地區(qū)的最大角度變形在 10o 以內(nèi)。等差分緯線多圓錐投影是我國編制各種世界政區(qū)圖和其它類型世界地圖的最主要的投影之一。類似投影還有正切差分緯線多圓錐投影（Polyconic Projection with MeridionalIntervals o

4、n Decrease Away From Central Meridian by Tangent），該投影是 1976.年中國地圖出版社擬定的另外一種不等分緯線的多圓錐投影。 該投影的經(jīng)緯線形狀和上一個投影相同，其經(jīng)線間隔從中央經(jīng)線向東西兩側(cè)按與中央經(jīng)線經(jīng)差的正切函數(shù)遞減。該投影屬于角度變形不大的任意投影，角度無變形點位于中央經(jīng)線和緯度± 44o 的交點處，從無變形點向赤道和東西方向角度變形增大較慢，向高緯增長較快。面積等變形線大致與緯線方向一致，緯度± 30o 以內(nèi)面積變形為 10%-20%，在± 60o 處增至 200%?？傮w來看，世界大陸輪廓形狀表達較好，我

5、國的形狀比較正確，大陸部分最大角度變形均在 6o 以內(nèi)；大部分地區(qū)的面積變形在10-20 以內(nèi)。我國常采用該投影編制世界地圖。2. 古德投影 （Goode Projection）從偽圓柱投影的變形情況來看， 中央經(jīng)線是一條沒有變形的線， 離開它越遠，變形越大。因此，為了更大程度地減小投影變形， 同時使各部分的變形分布相對均勻， 1923 年美國地理學(xué)家古德（ J.Paul Goode）提出了一種對偽圓柱投影進行分瓣的投影方法，即古德投影。古德投影的設(shè)計思想是對摩爾維特等積偽圓柱投影進行“分瓣投影”， 即在整個制圖區(qū)域的幾個主要部分，分別設(shè)置一條中央經(jīng)線，然后分別進行投影。投影的結(jié)果，全圖被分成

6、幾瓣，各瓣通過赤道連接在一起，地圖上仍無面積變形，核心區(qū)域的長度、角度變形和相應(yīng)的偽圓柱投影相比明顯減小，但投影的圖形卻出現(xiàn)了明顯的裂縫，這種盡量減少投影變形，而不惜圖面的連續(xù)性是古德投影的重要特征（圖2-29 ）?；匚豆诺峦队暗脑O(shè)計思想，不難看出：盡可能地減小投影變形，而不惜圖面的連續(xù)，是該投影設(shè)計的重要思路。3、摩爾維特投影 （Mollweide Projection）摩爾維特投影是一種經(jīng)線為橢圓曲線的正軸等積偽圓柱投影。 該投影的的中央經(jīng)線為直線，離中央經(jīng)線經(jīng)差± 900 的經(jīng)線為一個圓，圓的面積等于地球面積的一半，其余的經(jīng)線為橢圓曲線。赤道長度是中央經(jīng)線的兩倍。緯線是間隔不等

7、的平行直線，其間隔從赤道向兩極逐漸減小。同一緯線上的經(jīng)線間隔相等（圖 2-28 ）。摩爾維特投影沒有面積變形。赤道長度比n0=0.9 。中央經(jīng)線與南北緯.* Arabic 04 4 11.8 的兩個交點是沒有變形的點，從這兩點向外變形逐漸增大，而且越向高緯，長度、角度變形增加的程度越大。摩爾維特投影常用來編制世界，大洋圖，由于離中央經(jīng)線經(jīng)差± 900 的經(jīng)線是一個圓，且圓面積恰好等于半球面積，因此，該投影也用來編制東、西半球地圖。4、桑遜投影 （ Sanson Projection）桑遜投影是一種經(jīng)線為正炫曲線的正軸等積偽圓柱投影，又稱桑遜- 弗蘭斯蒂德（ Sanson- Flams

8、teed ）投影。該投影的緯線為間隔相等的平行直線，經(jīng)線為對稱于中央經(jīng)線的正弦曲線（圖 2-27 ）。中央經(jīng)線長度比為 1，即 m01，且 n=1， p=1 。桑遜投影為等面積投影，赤道和中央經(jīng)線是兩條沒有變形的線，離開這兩條線越遠，長度、角度變形越大。因此，該投影中心部分變形較小，除用于編制世界地圖外，更適合編制赤道附近南北延伸地區(qū)的地圖，如非洲、南美洲地圖等。.5、空間斜軸墨卡托投影 （Space Oblique Mercator Projection）這是美國針對陸地衛(wèi)星對地面掃描圖像的需要而設(shè)計的一種近似等角的投影。這種投影與傳統(tǒng)的地圖投影不同，是在地面點地理坐標(biāo)（，）或大地坐標(biāo)（x，

9、 y， z）的基礎(chǔ)上，又加入了時間維，即上述坐標(biāo)是時間t 的函數(shù) , 在四維空間動態(tài)條件下建立的投影。空間斜軸墨卡托投影（簡稱SOM投影），是將空間圓柱面斜切于衛(wèi)星地面軌跡，因此，衛(wèi)星地面軌跡成為該投影的無變形線，其長度比近似等于1。這條無變形線是一條不同于球面大圓線的曲線，其地面軌跡跡只所以是彎曲的，是因為衛(wèi)星在沿軌道運行時地球也在自轉(zhuǎn)，衛(wèi)星軌道對于赤道面的傾角，將衛(wèi)星地面軌跡限制在約±810 之間的區(qū)域內(nèi)（圖 2-26 ）。這種投影，是設(shè)想空間圓柱面為了保持與衛(wèi)星地面軌跡相切，必須隨衛(wèi)星的空間運動而擺動，并且根據(jù)衛(wèi)星軌道運動、 地球自轉(zhuǎn)等幾種主要條件， 將經(jīng)緯網(wǎng)投影到圓柱表面上。

10、在該投影圖上，衛(wèi)星地面軌跡為以某種角度與赤道相交的斜線，衛(wèi)星成像掃描線與衛(wèi)星地面軌跡垂直，并且能正確反映上述幾種運動的影響，可將地面景像直接投影到 SOM投影面上。6、墨卡托投影 （Mercator Projection）墨卡托投影屬于正軸等角圓柱投影。 該投影設(shè)想與地軸方向一致的圓柱與地球相切或相割，將球面上的經(jīng)緯線網(wǎng)按等角的條件投影到圓柱面上，然后把圓柱面沿一條母線剪開并展成平面。經(jīng)線和緯線是兩組相互垂直的平行直線，經(jīng)線間隔相等，緯線間隔由赤道向兩極逐漸擴大（圖 2-25 ）。圖上無角度變形，但面積變形較大。在正軸等角切圓柱投影中，赤道為沒有變形的線，隨著緯度增高，長度、面積變形逐漸增大。

11、在正軸割圓柱投影中，兩條割線為沒有變形的線，離開標(biāo)準(zhǔn)緯線愈遠，長度、面積變形值愈大，等變形線為與緯線平行的直線。.墨卡托投影的等角航線（斜航線）表現(xiàn)為直線。這一特性對航海具有重要意義。但球面上兩點之間的最短距離是大圓航線，而不是等角航線，因此遠洋航行，完全沿等角航線航行是不經(jīng)濟的。墨卡托投影的等角性質(zhì)和把等角航線表現(xiàn)為直線的特性， 使其在航海地圖中得到了廣泛應(yīng)用。另外，該投影也可用來編制赤道附近國家及一些區(qū)域的地圖。二、半球地圖常用投影1、橫軸等積方位投影 （Lambert ，s Azimuthal Equivalent Projection）又名蘭勃特（J.H.Lambert ）方位投影，赤

12、道和中央經(jīng)線為相互正交的直線，緯線為凸向?qū)ΨQ于赤道的曲線，經(jīng)線為凹向?qū)ΨQ于中央經(jīng)線的曲線。該投影圖上面積無變形，角度變形明顯。投影時的切點為無變形點，角度等變形線以切點為圓心，呈同心圓分布。離開無變形點愈遠，長度、角度變形愈大，到半球的邊緣，角度變形可達38o37?。橫軸等積方位投影常用于編制東、西半球地圖。東半球的投影中心為70oE 與赤道的交點（圖 2-31 ）；西半球的投影中心為110oW 與赤道的交點。.2、橫軸等角方位投影 （Transverse Azimuthal Orthomorphic Projection）橫軸等角方位投影又名球面投影（ Stereographic Proje

13、ction ）、平射投影，是一種視點在球面，切點在赤道的完全透視的方位投影（圖 2-32 ），又稱赤道投影。經(jīng)緯線網(wǎng)形狀與橫軸等積方位投影的經(jīng)緯線網(wǎng)相同。在變形方面，該投影沒有角度變形，但面積變形明顯。赤道上的投影切點為無變形點，面積等變形線以切點為圓心，呈同心圓分布。離開無變形點愈遠，長度、面積變形愈大，到半球的邊緣，面積變形可達400%。3、正軸等距方位投影 （Postel s Projection）正軸等距方位投影又名波斯特爾（ G.Postel ）投影，緯線為同心圓，經(jīng)線為交于圓心的放射狀直線，其夾角等于相應(yīng)的經(jīng)差。該投影的特點是經(jīng)線方向上沒有長度變形，因此緯線間距與實地相等。切點在極

14、點，為無變形點。有角度變形和面積變形，等變形線均以極點為中心，呈同心圓分布，離無變形點愈遠，變形愈大（圖2-33 ）。在世界地圖集中， 正軸等距方位投影多用于編制南、北半球地圖和北極、 南極區(qū)域地圖。.三、分洲、分國地圖常用投影分洲、分國地圖采用的投影以方位投影、圓錐投影和偽圓錐投影為主。1、斜軸等積方位投影 （Oblique Equal-area Projection）投影而與橢球面相切于極地與赤道之間的任一點（投影中心）。中央經(jīng)線為直線，其余經(jīng)線為凹向?qū)ΨQ于中央經(jīng)線的曲線；緯線為凹向極地的曲線。中央經(jīng)線上，緯線間距從投影中心向南、向北逐漸縮短（圖 2-34 ）。該投影沒有面積變形，中央經(jīng)線

15、上的投影中心無變形，長度和角度變形隨著遠離投影中心而逐漸增加，等變形線為同心圓，主要用于編制亞洲、歐洲和北美洲等大區(qū)域地圖。中國政區(qū)圖可采用此投影，投影中心通常位于 300N， 1050E。類似投影斜軸等角方位投影（ Oblique Conformal Projection ）的經(jīng)緯線形狀和該投影完全相同，但投影條件按 =0 設(shè)計，中央經(jīng)線上的緯線間距從中心向南、向北逐漸增加。2、正軸等角圓錐投影 （Labert Projection）正軸圓錐投影的緯線為同心圓弧，經(jīng)線為放射性直線。無論變形性質(zhì)如何，只要是切圓錐投影，相切的緯線就是標(biāo)準(zhǔn)緯線，其長度比等于1，其它緯線的長度比均大于1；只要是割圓

16、錐投影，相割的兩條緯線為標(biāo)準(zhǔn)緯線，其長度比為 1。在兩條割線之內(nèi)，緯線長度比小于 1，之外長度比大于 1。由于緯線長度比是不可變的，為了使圓錐投影具有等角性質(zhì)，只能改變經(jīng)線長度比。正軸等角圓錐投影就是通過改變經(jīng)線長度比，并使經(jīng)線長度比等于緯線長度比而得到的。兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線之外的緯線長度比大于1，為達到等角，經(jīng)線長度比必須相應(yīng)同等增大；兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線之內(nèi)，緯線長度比小于 1，經(jīng)線長度比也必須相應(yīng)同等縮小，達到等角目的。.正軸等角圓錐投影又稱蘭勃特正形投影，應(yīng)用很廣。我國新編百萬分之一地圖采用的就是該投影。除此以外，該投影還廣泛應(yīng)用于我國編制出版的全國1：400 萬、 1：600 萬掛圖，以及全國性普

17、通地圖（圖2-35 b ）和專題地圖等。而正軸等積圓錐投影又稱亞爾勃斯投影（ Albers Projection ），亦是在正軸圓錐投影的基礎(chǔ)上，通過改變經(jīng)線長度比而得來的，但其經(jīng)線長度比與緯線長度比互為倒數(shù)，兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線之外的緯線長度比大于 1，為達到等積，經(jīng)線長度比相應(yīng)同等縮短；兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線之內(nèi)，緯線長度比小于 1，為保持等積，經(jīng)線長度相應(yīng)同等增加，達到等積目的。我國常用等積圓錐投影編制全國性自然地圖中的各種分布圖、類型圖、區(qū)劃圖以及全國性社會經(jīng)濟地圖中的行政區(qū)劃圖、人口密度圖、土地利用圖（圖2-35 a ）等。3、彭納投影 （ Bonne Projection）彭納投影是法國水利工程師彭

18、納 （Rigobert Bonne）1752 年設(shè)計的一種等積偽圓錐投影。該投影的中央經(jīng)線為直線，其長度比等于 1，其余經(jīng)線為凹向?qū)ΨQ于中央經(jīng)線的曲線；緯線為同心圓弧，長度比等于 1；同一條緯線上的經(jīng)線間隔相等，中央經(jīng)線上的緯線間隔相等，中央經(jīng)線與所有的緯線正交，中央緯線與所有的經(jīng)線正交，同緯度帶的球而梯形面積相等。彭納投影無面積變形，中央經(jīng)線和中央緯線是兩條沒有變形的線，離開這兩條線越遠，長度、角度變形越大。該投影常用于中緯度地區(qū)小比例尺地圖，如我國出版的世界地.圖集中的亞洲政區(qū)圖（圖2-36 ），英國泰晤士世界地圖集中的澳大利亞與西南太平洋地圖，都采用的是彭納投影。四、地形圖常用投影各國地

19、形圖所采用的投影很不統(tǒng)一。在我國 8 種國家基本比例尺地形圖中，除 1：100萬地形圖采用等角圓錐投影外，其余都采用高斯 - 克呂格投影。1、高斯 - 克呂格投影 （Gauss-Kruger Projection）高斯 - 克呂格投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影。它是假設(shè)一個橢圓柱面與地球橢球體面橫切于某一條經(jīng)線上，按照等角條件將中央經(jīng)線東、西各3°或 1.5 °經(jīng)線范圍內(nèi)的經(jīng)緯線投影到橢圓柱面上，然后將橢圓柱面展開成平面（圖2-37 ）即成。該投影是19世紀 20 年代由德國數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家高斯（Friedrich Gauss）最先設(shè)計，后經(jīng)德國大地測量學(xué)家克呂格

20、（Jihannes Vlriiger）補充完善，故名高斯 - 克呂格投影。高斯 - 克呂格投影的中央經(jīng)線和赤道為垂直相交的直線，經(jīng)線為凹向?qū)ΨQ于中央經(jīng)線的曲線，緯線為凸向?qū)ΨQ于赤道的曲線，經(jīng)緯線成直角相交。該投影無角度變形；中央經(jīng)線長度比等于 1，沒有長度變形；其余經(jīng)線長度比均大于 1，長度變形為正；距中央經(jīng).線越遠，變形越大；最大變形在邊緣經(jīng)線與赤道的交點上，但最大長度、面積變形分別僅為 +0.14 和 +0.27 （ 6°帶），變形極小。為控制投影變形，高斯 - 克呂格投影采用了 6°帶、 3°帶分帶投影的方法，使其變形不超過一定的限度。我國 1：2.5 萬

21、-1 ：50 萬地形圖均采用6°帶投影， 1：1 萬及更大比例尺地形圖采用3°帶投影。 6°分帶法規(guī)定：從格林威治零度經(jīng)線開始，由西向東每隔 6°為一個投影帶，全球共分 60 個投影帶，分別用阿拉伯?dāng)?shù)字 1-60 予以標(biāo)記。我國位于東經(jīng) 72°- 136°之間，共包括 11 個投影帶（ 13-23 帶）。 3°分帶法規(guī)定：從東經(jīng) 1°30起算，每 3°為一帶，全球共分 120 帶，圖 2-38 表示了 6°分帶與 3°分帶的中央經(jīng)線與帶號的關(guān)系。該投影的平面直角坐標(biāo)規(guī)定為：每個投影帶以

22、中央經(jīng)線為坐標(biāo)縱軸即軸，以赤道為坐標(biāo)橫軸即軸組成平面直角坐標(biāo)系。為避免值出現(xiàn)負值，將軸西移500km組成新的直角坐標(biāo)系，即在原坐標(biāo)橫值上均加上 500km，因我國位處北半球，值均為正值。 60 個投影帶構(gòu)成了 60 個相同的平面直角坐標(biāo)系，為區(qū)分之，在地形圖南北的內(nèi)外圖廓間的橫坐標(biāo)注記前，均加注投影帶帶號。為應(yīng)用方便，在圖上每隔1km、2km或 10km繪出中央經(jīng)線和赤道的平行線，即坐標(biāo)縱線或坐標(biāo)橫線，構(gòu)成了地形圖方里網(wǎng)（公里網(wǎng)）。地理坐標(biāo)規(guī)定為： 在大于等于 1:25 萬比例尺地形圖上， 經(jīng)緯線以內(nèi)圖廓線形式繪出 （兩條經(jīng)線、兩條緯線），并在圖幅 4 個角的經(jīng)緯線交點處標(biāo)注經(jīng)緯度值。為方便使用，在內(nèi)外圖廓線間以 1為單位標(biāo)注出分度帶短線。 在 1:5