地球椭球体元素及定义
地心:亦称轴心,地球椭球的中心,与地球的地心重合。O 地轴:亦称极轴,地球椭球的旋转轴,与地球自转轴重合。PP1
地极:地轴与椭球面的交点,位于北端叫北极,南端叫南极。P, P1
子午面:亦称经线面,通过地轴的任意平面。 子午圈:亦称经线圈,子午面与椭球面的交线。
? 首子午面:亦称起始经线面(本初子午面),通过格林尼治天文台中心的子午面。
? 首子午线:亦称起始经线(本初子午线),通过格林
尼治天文台中心的子午圈。
? 平行面:亦称纬线面,垂直与地轴的平面。
? 平行圈:亦称纬线、纬圈,平行面与椭球面的交线。 ? 赤道面:垂直于地轴并过地心的平面。
? 赤道圈:赤道面与椭球面的交线,简称赤道,它是最大的平行圈。 ? 法线:垂直于椭球面某点的切面的直线,一般不交于地心。 ? 法截面:包含法线的一切平面。 ? 卯酉面:与子午面垂直的法截面。 ? 卯酉圈:卯酉面与椭球面的交线。
? 地理坐标系:经线与纬线在椭球面上是两组正交的曲线,他在椭球面上构成的坐标系叫地理坐标系。(大地
坐标系)
? 经度:首子午圈平面与某点子午圈平面所构成的两面角,首子午线以东为东经,以西为西经。 ? 纬度:椭球面上的法线与赤道面的交角,赤道的纬度为0°,北极点+90 ° ,南极点-90 ? 长半轴:从地心到赤道的距离a。 ? 短半轴:从地心到地极的距离b。
? 扁率:长短半轴之差与长半轴之比,即α=(a-b)/a 。 ? 第一偏心率:e2=(a2-b2)/a2 ? 第二偏心率:e′2= (a2-b2)/b2 ?
地图投影的分类
3.1 按投影变形性质分类 1) 等角投影
投影前后任意两方向线所夹的角度不改变,即在一定范围内,能保持形状不改变。 该类投影必须满足的条件是: a = b、m=n、ω =0
此投影虽然在一点上任何方向的长度比都相等,而不同的点上的长度比却不同, 即不同点上的变形椭圆大小是不同的。
由于该类投影增大了面积变形而保持了角度不变形,故常用于要求方向/角度正确的地图,如交通图、地震图、气候图、航海图等的编制。在其上不能量算面积。
2) 等积投影
投影前后的面积保持正确的投影。 其投影条件是:
p=ab=1 (a与b为互为倒数)
在该类投影的不同点上,变形椭圆的长轴不断拉长,短轴不断缩短,致使角度变形很大,图形形状变形也很大。常用于面积精度要求较高的地图,如某些自然和社会经济地图(土地利用、行政区划等)。
3) 任意投影
同时存在着长度、面积和角度的变形,但其变形量界乎于等角与等积之间的投影。 通常为 m=1或n=1,称之为等距投影。
由于该类投影存在着各方面的变形,主要用于无特殊要求的教学用图、科学参考地图和通用世界地图。
3.2 按投影构成方法分类 1) 几何投影
(1) 方位投影 以平面作为投影面,与球面相切(割)投影而成。 (2) 圆锥投影 (3) 圆柱投影
正方位投影 (极地方位投影) 经纬线形状:
经线: 以极点为出发点的放射状直线, 纬线: 以极点为圆心的同心圆。
横方位投影 (赤道投影) 经纬线形状:
经线: 中央经线为直线,其余为对称于中央经线的曲线, 纬线: 赤道为直线,其余为对称于赤道的任意曲线。
斜方位投影 (地平方位投影) 经纬线形状:
经线: 中央经线为直线,其余为对称于中央经线的曲线, 纬线: 所有纬线为任意曲线
(2) 圆锥投影
以圆锥面作为投影面,与地球相切(割) 投影得到的经纬网格。 经纬线形状:
经线:以圆锥顶点为出发点的放射状直线 纬线:以圆锥顶点为圆心的同心圆弧。
(3) 圆柱投影
以圆柱面作为投影面,与地球相切(割) 投影得到的经纬网格。
经纬线形状:表现为两组相互垂交的平行直线。
2) 条件投影(非几何投影或解析投影)
不是借助于几何承影面,而是根据制图的具体要,条件地应用数学解析的方法确定球面与平面之间对应点的函数关系,把球面转换为平面的投影。 1)投影
设想有更多的圆锥面与球面相切,投影后沿一母线剪开展平。纬线投影为同轴圆弧,其圆心都在中央经线的延长线上。中央经线为直线,其余经线投影为对称于中央经线的曲线。
经纬线形状:
经线: 中央经线为直线,其余为对称于中央经线的曲线。 纬线: 赤道为直线,其余为对称于赤道的同轴圆弧。
(2) 伪圆锥投影
针对割圆锥投影的变形特点,在圆锥投影的基础上修正而成的一种投影。 经纬线形状:
经线:中央经线为直线,其余为某种凹向对称于中央经线的曲线;
纬线:所有纬线表现为同心圆弧。
(3) 伪圆柱投影 经纬线形状:
经线:中央经线为直线,其余经线随投影的不同而不同, 纬线:均表现为平行直线.
§5 常用小比例尺地图投影
5.1 方位投影
1) 等积方位投影
由德国数学家兰勃特(J.H.Lambert)创制于1772年, 又名兰勃特投影。
其投影条件是:P=a×b=1
① 极点无变形;
② 经线从切点往外作负向增大,即经线长随远离切点越短;
③ 纬线作正向增大;
④ 角度变形随远离切点逐渐增大。
2) 等角方位投影
又称平射方位投影,其投影条件是:a=b。
(1) mn随远离切点作同值正向增大,变形椭圆仍为圆(2) P从1.00-4.00,面积变形剧烈。
常用于地震、天文等地图的编制,欧洲一些 国家还用于编制大比例尺地图。 ←
常应用于行政区划、土壤植被等需要进行面积 量测的地图,为目前小比例尺地图应用最广泛的一 种投影。特别是在东西半球图中应用得很多。