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第十一章 地图投影的选择、判别与变换

2 3 2 2 3 a02 y a30 x a21 x y a12 xy a03 y 2 Y ' b00 b10 x b01 y b20 x b11 xy b02 y 2 b30 x 3 b21 x 2 y b12 xy 2 b03 y 3 X ' a00 a10 x a01 y a20 x 2 a11 xy
等纬差间经线随纬度增加而增大 等纬差间经线随纬度增加而减小
正轴等角圆柱及透视圆柱投影 等面积正圆柱投影
桑逊及爱凯特正弦曲线投影
正弦曲线 椭圆曲线 任意曲线 中央经线与赤道为互相垂直的直线 且为对称轴
摩尔威德及横轴正射投影、爱凯 特投影椭圆曲线投影 其他伪圆柱投影
同心圆 同心圆圆弧 同心圆 同轴圆圆弧
1、反解变换法:
是按资料地图投影坐标公式反解出该投影的地理坐 标、,代入新编地图投影方程式中,求得新投影点 的直角坐标。 将资料地图投影方程式反解,求出、,有
1 ( x、y)
2 ( x、y)
将上式代入新编地图投影公式,则
X 1 1 ( x、y )、 2 ( x、y ) Y 2 1 ( x、y )、 2 ( x、y )
东半球图 横轴等面积方位投影(0=0,0=+70) 横轴等角方位投影(0=0,0=+70) 西半球图 横轴等面积方位投影(0=0,0=-110) 横轴等角方位投影(0=0,0=-110) 南、北半球图 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
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亚洲地图的投影
放射直线束
= 中央经线为其他经线的对称轴 中央经线与赤道垂直
正轴方位投影 正轴圆锥投影
彭纳投影
正轴伪方位投影 多圆锥投影
任意曲线
非同心圆
双曲线 抛物线
圆弧
平行直线 直线束 大圆投影成直线
球形、拉格朗、格灵顿、斜轴球 面等投影
横轴球心投影 斜轴球心投影 13 其他投影(横、斜轴)
各种曲线
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§11-2 判别地图投影的一般方法和步骤
地图投影的判别
投影系统 确定是圆锥、圆柱、方位或其他投影。 投影变形性质 确定是等角、等面积、任意还是等距 离投影。 投影的方式 确定投影面与地球面相切或割的位置、标准纬线或无 变形点的位置等。
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地图投影识别简表
纬线形状 经线形状 与纬线垂直的平行直线, 其间距与经差成比例 平 行 直 线 其他特征 等纬差间经线等长 投影名称 等距正圆柱投影
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中国地图的投影 中国全图
斜轴等面积方位投影(0=2730,0=+105) 斜轴等角方位投影(中心点同上) 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(1=2500', 2=4700' ) 正轴等角割圆锥投影
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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
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地图投影变换的基本方法 (一)解析变换法
它必须在资料地图和新编地图的两种投影的坐标方
程式和常数已知的情况下,建立变换的解析计算公 式。
在解析变换法中,又可采用反解和正解两种变换法。
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两个不同的投影平面场上,点的对应关系可用下式表示:
X F1 ( x、y),
Y F2 ( x、y )
2
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我国省(区)宜采用下列三种类型投影
正轴等角割圆锥投影(必要时也可选用等面积或等距 离圆锥投影) 正轴等角割圆柱投影(墨卡托投影) 宽带高斯-克吕格投影(经差可达9)
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中国常用的地图投影
世界地图的投影
等差分纬线多圆锥投影(广义多圆锥投影)
任意伪圆柱投影
正轴等角割圆柱投影
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半球地图的投影
上式即为由等角圆柱投影变换为等角圆锥投影点的 坐标关系式。
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2、正解变换: 是确定在资料地图和新编地图上相应的直角坐标的直 接联系,不需要反解出前一投影点的地理坐标、,而直 接引出两种投影的直接坐标关系式。
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(二)数值变换法
当资料地图的投影直角坐标解析式未知,或是不易求出两种 投影点的平面直角坐标之间的直接联系,这时可采用多项式 逼近的方法,即数值变换法来建立两投影间的变换关系式。
斜轴等面积方位投影(0=+45,0=-100) 彭纳投影(0=40,0=-90)
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南美洲地图的投影
斜轴等面积方位投影(0=0,0=+20) 桑逊投影(0=+20)
澳洲地图的投影
斜轴等面积方位投影(0=-25,0=+135) 正轴等角圆锥投影(1=3430,2=-1520)
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例I 求由等角圆柱投影变换为等角圆锥投影的坐标关系式
等角圆柱投影点的坐标方程式为
x r0 ln U y r0
由上式得
x ln U Байду номын сангаасr0 或 U e
x r0

y r0
等角圆锥投影点的坐标方程式为
K U X s cos Y sin
解上述多项式,需确定系数aij和bij,为此需在两种投影之间选定 地理坐标相应的10个点的平面直角坐标xi、yi和Xi、Yi,组成线性 方程组,应用最小二乘法求出系数aij、bij之值。
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上述10个地理坐标相应的点,应选择在投影范围的图形特征点上。
斜轴等面积方位投影(0=+40,0=+90;0=+40, 0=+85) 彭纳投影(0=+40,0=+80;0=+30,0=+80)
欧洲地图的投影
斜轴等面积方位投影(0=5230,0=20) 正轴等角圆锥投影(0=4030,0=6530)
北美洲地图的投影
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最后确定投影的方式
投影常数、标准纬圈(等高圈)、投影中心、无变形 点或无变形线等。
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§11-3 不同投影变换的概念
地图投影变换
从一种地图投影变换为另一种地图投影的过程; 或建立两种不同投影之间点与点的一一对应关系。
地图投影变换的意义
在地图编制过程中,有时遇到所选用的编图资料与新编地图的数学基础 不同的情况,这时需要改变资料地图的投影以符合新编地图的投影; 此外,当编制小比例尺跨海岸线或跨国界的地图时,也需要进行投影变 换。
x、y为资料地图投影的直角坐标;X、Y为新编地图投影的直 角坐标;F1、F2在一定域内是单值而连续的函数,同时要满 足两曲面间点的一一对应关系。 设资料地图投影的坐标方程式为
x f1 (、 )
新编地图投影的坐标方程式为
y f 2 (、 )
Y 2 (、 )
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X 1 (、 )
中国分省(区)地图投影的选择
制图区域的形状和位置
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,如海南省包括南海诸 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,也可采用高斯-克 吕格投影。
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地图用途、比例尺和制图区域大小
我国面积最大的新疆维吾尔自治区,其纬差为14左右, 经差约为23,面积约为160万km2,在投影选择上属于 “不大的”区域。 下面以不同性质的圆锥投影为例,说明这些投影的长度 变形不大,并且它们之间的差别也不大。
式中
1 e1 sin e2 U tan( ( ) ) 4 2 1 e1 sin r0 N 0 cos 0
1
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将前一投影的U和代入后一投影坐标公式中,得
K X s cos s cos U K y s x cos ) ( r0 r0 e K Y sin sin U K y x sin ) ( r0 r0 e
各种曲线
判别地图投影的一般步骤:
首先判断地图的投影系统 对地图的经纬网形状进行全部的观察,运用地图投
影知识进行对照,如经纬线是直线、圆弧还是其他 曲线?经线是否对称于中央经线等。确切得知经纬 线的形状之后,对照各种地图投影的定义,就可判 定地图投影的系统。
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确定投影的变形性质
经纬线夹角不是直角,不可能是等角投影; 同纬度带内由同经差构成的球面梯形在图上面积大小 悬殊,肯定不是等面积投影; 在中央经线上发现同纬差的经线所截各线段长度不同, 不可能沿经线等距离。
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