惊爆!常用投影特点及分带方法大揭秘,UTM投影超关键

于平面之上绘制地球曲面之际,地图投影技术变得极重要,针对海底地形图这类精确度要求颇高的专业图件,国家存有明确规范用以规定采用何种投影方式。

墨卡托投影的应用

在一九九九年发布的《海底地形图编绘规范》里头,针对一比二十五万以及更小比例尺的海图,明确给出要求,要采用墨卡托投影。这种投影方式能够保持方向以及角度的正确,极为适合航海导航。具体到基本比例尺系列,像是一比五万、一比二十五万和一比一百万的海底地形图,统一采用三十度纬线当作基准纬线。

面对并非基本比例尺的图件,规则更为灵活。这时,会选中制图区域的中纬线当作基准纬线。这样做是要最大程度减小该特定区域里的投影变形,保障地图在核心使用区域的几何精度,去满足实际作业需求。

高斯-克吕格投影的原理

在我国,大中比例尺地形图常用高斯 – 克吕格投影这种方法。对于它的原理,可如此想象,用一个圆柱面横着套住地球,这个圆柱面要与某条中央经线相切。接着,依据数学条件,把球面图形投影到圆柱面上。最后,将圆柱面展开成为平面。

这么一种投影变换过后,唯有中央经线呀和赤道呢会呈现为直线,其余全部的经线通通会转变为朝着两极弯折的曲线。此种投影最为突出的优点是不存在角度变形,形状维持得相当出色,这于地图测量跟工程应用里极其关键。

投影的变形与分带

哪怕高斯 – 克吕格投影于角度方面毫无瑕疵,然而在长度来讲以及面积之上依旧存有细微变形,变形的规律是,在中央经线上全然不存在变形,自中央经线朝着东西两侧边缘而来,变形会逐步增大,在每一条投影带的边缘之处,赤道那里的变形变为最大值 。

要使得变形被控制在能够允许的误差范围以内,就一定要采取分带投影这样的策略,也就是依据确定的经度差,把整个地球的表面划分成好多连续的带状区域,每个带都单独去进行投影,这般每个投影带的范围就变小了,其内部的变形也就被限制住了 。

六度带与三度带划分

我国主要运用两种分带尺度衡量法子:六度层级的分带测定方式以及三度层级的分带测定方式,六度层级的分带测定方式起始于0°经线位置,每推进6度经差便划分出一个带区,全球范围内如此划分总共形成60个带区,这些带区适用于1:2.5万以及1:5万测绘比例的地形图构建标准,举例加以说明的话:从东经0度到东经6度区域属于第一形成的带区,并且这个带区的中央经线位置设定于东经3度处。

所谓三度带,乃是于六度带的基准之上做进一步精细化划分,起始于东经1.5度,并且该划分是以每3度作为一个带的标准来施行的,最终全球范围内总共形成了120个这样的带区。它的主要应用方向是服务于更大比例尺的测图工作,例如像呈现1:1万地形图以及城市坐标系统这类情况。举例来说,处于东经1.5 度至4.5度区间的区域被划定为第一带,而此带的中央经线恰好也是东经3度。

UTM投影的特点

有一种被广泛运用的投影,是通用横轴墨卡托投影,也就是UTM投影,它跟高斯 – 克吕格投影类似,都归属于横轴圆柱投影,然而关键的差异在于,UTM投影的圆柱面并非与地球相切,而是相割于南纬80度以及北纬84度这两条线。

这种割投影所产生的结果是,中央经线上的长度比例被设定成了0.9996,并非是1,这致使投影带内两条割线上的变形成为零,进而在更为宽广的范围内切实减小了整体变形,UTM投影的分带同样是6度一带,然而其编号起点于西经180度 。

坐标系统与转换

不管是高斯 – 克吕格投影,还是UTM投影,所有投影带都形成一个单独的平面直角坐标系,为了分辨不同带的坐标,一般会在横坐标值前面加上带号,比如,坐标“21 3850000”意味着该点处在第21带里面。

因为两种投影的关键差异在于中央经线的比例因子,所以它们之间的坐标能够近似进行转换 。转换公式一般是X(UTM)=0.9996 X(高斯 ),Y(UTM)=0.9996 Y(高斯 ) 。不过在实际开展操作时,一定要注意坐标系统里有可能存在的常数偏移量,比如常见的把纵坐标往西移动500公里来防止出现负值的情形 。

知晓这些地图投影的规则,对正确运用地形图举足轻重,和进行坐标转换关系紧密,甚至对 GIS 数据处理也极为关键。你于日常工作里,最常碰到的是哪类投影成的的地图数据呀?欢迎在评论区披露你的经验,要是觉着这篇文章有帮助,也请点赞予以支持。

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