3.2地图投影及其分类,3.3常用的地图投影解读
3.2地图投影及其分类,3.3常用的地图投影解析PPT参考幻灯片
轴投影
5
§3 常用的地图投影
❖ 1．墨卡托投影（等角正圆柱投影） 投影原理：设想地球为一透明球体，球心置一点光
源，将圆柱投影面沿赤道与地球相切，地球上的经纬网格投 影到圆柱面上
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墨卡托投影绘制的世界地图
§3 常用的地图投影
❖ (一)地图投影
利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表 示到平面上
F(, ) f (x, y)
1
❖ 1. 地图投影的失真
由于地球椭球体表面是曲面，而地图通常是要绘制在平 面图纸上，因此制图时首先要把曲面展为平面，然而球 面是个不可展的曲面，即把它直接展为平面时，不可能 不发生破裂或褶皱。
为了保证地图的精度，采用分带投影方法，即将投 影范围的东西界加以限制，使其失真不超过一定的 限度，这样把许多带结合起来，可成为整个区域的 投影。
我国规定1：1 万、1：2.5 万、1：5 万、1：10万、 1：25 万、1：50 万比例尺地形图，均采用高斯克 －吕格投影。1：2.5 至1：50 万比例尺地形图采用 经差6 °分带，1：1 万比例尺地形图采用经差3° 分带。
绘制机场专用航图和涉及仪表飞行程序的基础用图； 国家大地测量和五十万分之一及更大比例尺的国家基本地形
图
13
❖ 高斯投影坐标网
经纬网（地理坐标网）
114°00 14
16
30° 202
40´
α
3396
94 －δ TH/TC
92
18 20 A（ 20218 ， 3394 ）
90
TH/TC= α+(± δ)
地图投影第三章方位投影
长半径和纬线方向一致，短半径与经线方 向一致，且等于微圆半径r，又因自投影中 心，纬线扩大程度越来越大，所以变形 椭圆的长半径也越来越长，椭圆越来越扁。 常用来做两极的投影。
横轴方位投影 ——等距
经纬线形状
中央经线为直线，其它经线是对 称于中央经线的曲线。中央纬线 为直线，其它纬线是对称于中央 纬线的曲线。在中央经线上纬线 间隔相等。在中央纬线上经线间 隔相等。
从区域所在的地理位置来说，两极地区和南、北半球图采 用正轴方位投影；赤道附近地区和东、西半球图采用横轴 方位投影；其他地区和水、陆半球图采用斜轴方位投影。
横轴、斜轴方位投影变形分布规律
投影面在p点与地球面相切，过新极点p可做许多大圆， 命名为垂直圈，再作垂直于垂直圈的各圈，命名为等高圈。 这样垂直圈相当于地理坐标系的经线圈，等高圈相当于纬 线圈，等高圈和垂直圈投影后的形式和变形分布规律和正 轴方位投影时，情况完全一致。
3 21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
七. 球心投影（日晷投影）
4 3
21
八. 方位投影的分析和应用
方位投影的差别是取决于纬圈或等高圈投影半径p
的形式，而ρ的具体形式是取决于变形性质或透
视条件。
4
根据方位头因的长度比、面积比和角度最大变形的
公式来看，在正轴投影中，它们是纬度3 φ的函数， 在斜轴和横轴投影中，它们是天顶距Z的函数1
方位投影变形性质的图形判别
方位投影经纬线形式具有共同的特征，判别时先看构成形 式（经纬线网），判别是正轴、横轴、斜轴方位投影。
正轴投影，纬线为以投影中心为圆心的同心圆，经线为放 射状直线，夹角相等。横轴投影，赤道与中央经线为垂直 的直线，其他经纬线为曲线。斜轴投影，除中央经线为直 线外，其余的经纬线均为曲线。
几种常见地图投影各自的特点及其分带方法
几种常见地图投影各自的特点及其分带方法高斯-克吕格（Gauss-Kruger）投影，是一种“等角横切圆柱投影”。
德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl Friedrich Ｇauss，1777一1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，1857～1928）于1912年对投影公式加以补充，故名。
设想用一个圆柱横切于球面上投影带的中央经线，按照投影带中央经线投影为直线且长度不变和赤道投影为直线的条件，将中央经线两侧一定经差范围内的球面正形投影于圆柱面。
然后将圆柱面沿过南北极的母线剪开展平，即获高斯一克吕格投影平面。
一、只谈比较常用的几种：“墨卡托投影”、“高斯-克吕格投影”、“UTM投影”、“兰勃特等角投影”1．墨卡托(Mercator)投影1.1 墨卡托投影简介墨卡托(Mercator)投影，是一种" 等角正切圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Gerhardus Mercator 1512－1594）在1569年拟定，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。
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。
墨卡托投影的地图上长度和面积变形明显，但标准纬线无变形，从标准纬线向两极变形逐渐增大，但因为它具有各个方向均等扩大的特性，保持了方向和相互位置关系的正确。
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/T 17834-1999，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。
世界地图常用地图投影知识大全
世界地图常用地图投影知识大全2009－09－30 １3:20在不同的场合和用途下使用不同的地图投影,地图投影方法及分类名目众多，象:墨卡托投影,空间斜轴墨卡托投影,桑逊投影,摩尔维特投影,古德投影,等差分纬线多圆锥投影,横轴等积方位投影,横轴等角方位投影,正轴等距方位投影,斜轴等积方位投影,正轴等角圆锥投影,彭纳投影,高斯-克吕格投影,等角圆锥投影等等。
一、世界地图常用投影1、等差分纬线多圆锥投影（Polyｃonic Projecｔion With Meridional Interval o ｎＳaｍe Parａllel Ｄeｃreaｓe AｗaｙＦｒｏm Cｅntrａl Meridｉａn ｂｙ E ｑuaｌ Dｉffeｒence）普通多圆锥投影的经纬线网具有很强的球形感，但由于同一纬线上的经线间隔相等,在编制世界地图时,会导致图形边缘具有较大面积变形。
1９６3年中国地图出版社在普通多圆锥投影的基础上，设计出了等差分纬线多圆锥投影。
等差分纬线多圆锥投影的赤道和中央经线是相互垂直的直线，中央经线长度比等于1；其它纬线为凸向对称于赤道的同轴圆弧,其圆心位于中央经线的延长线上，中央经线上的纬线间隔从赤道向高纬略有放大;其它经线为凹向对称于中央经线的曲线，其经线间隔随离中央经线距离的增加而按等差级数递减；极点投影成圆弧(一般被图廓截掉),其长度等于赤道的一半（图２-３0）。
通过对大陆的合理配置，该投影能完整地表现太平洋及其沿岸国家，突出显示我国与邻近国家的水陆关系。
从变形性质上看，等差分纬线多圆锥投影属于面积变形不大的任意投影。
我国绝大部分地区的面积变形在10%以内。
中央经线和±4４º纬线的交点处没有角度变形，随远离该点变形愈大。
全国大部分地区的最大角度变形在10º以内。
等差分纬线多圆锥投影是我国编制各种世界政区图和其它类型世界地图的最主要的投影之一。
类似投影还有正切差分纬线多圆锥投影(Ｐoｌｙcｏniｃ Projｅｃtioｎwｉtｈ Me ｒiｄioｎal Intervalｓ oｎ Deｃrease Ａway Ｆrom Cenｔｒal Meriｄｉａn bｙ T ａｎｇeｎt),该投影是1９7６年中国地图出版社拟定的另外一种不等分纬线的多圆锥投影。
20种地图投影
20种地图投影通用横向墨卡托投影（U T M ）通用横向墨卡托投影是横轴等角割圆柱投影，圆柱割地球于两条等高圈。
该投影将地球划分为60个投影带,每带经差为6度，已被许多国家作为地形图的数学基础。
一般从南纬度80到北纬度84度的范围内使用该投影，对于两极地区则采用UPS投影(通用球面极投影)。
亚尔伯斯等积圆锥投影亚尔伯斯等积圆锥投影即为双标准纬线投影，也即正轴等面积割圆锥投影。
该投影经纬网的经线为辐射直线，纬线为同心圆圆弧。
亚尔伯斯等积圆锥投影的应用在编制一些行政区划图，人口地图,地势图等方面应用较广。
如中国地势图，即是以Q1=25度，Q2=45度的亚尔伯斯等积圆锥投影。
兰伯特等角圆锥投影兰伯特等角圆锥投影也称兰勃脱正形圆锥投影，该投影的微分圆投影后仍为圆形。
经线为辐射直线，纬线为同心圆圆弧。
指定两条标准纬度线Q1，Q2，在这两条纬度线上没有长度变形,即M=N=1。
此种投影也叫等角割圆锥投影，可用来编制中，小比例尺地图。
等角圆锥投影有广泛的应用，特别适宜于作为中纬度处沿纬度线伸展的制图区域之投影，投影后经线为辐射直线,纬度线为同心圆圆弧。
我国的分省图，即为两条标准纬度线为Q1=25度，Q2=45度的兰伯特等角圆锥投影。
1962年以后，百万分一地图采用了等角圆锥投影(南纬度80度，北纬度84度)，极区附近，采用等角方位投影(极球面投影)。
地图分幅为:纬度60以下，纬度差4 经差6度分幅纬度60-76，纬度差4 经差12度分幅纬度76-84，纬度差4 经差24度分幅纬度84-88，纬度差4 经差36度分幅88-90仍为一幅图每幅图内两条标准纬线的纬度:Q1=QS+40分(南纬度) Q2=QN-40分(北纬度)投影后经线是辐射直线，东西图幅可完全拼接，南北图幅有裂隙。
我国采用等角割圆锥，Q1=PHIS+35分Q2=PHIN-35分墨卡托投影（等角正圆柱投影）等角正圆柱投影也称墨卡托投影，经纬线投影为互相正交的平行直线。
地图投影知识点总结
地图投影知识点总结地图投影是将三维地球表面映射到二维平面上的过程。
由于地球是一个三维的球体，而地图是一个二维平面，因此无法完美地将地球表面映射到地图上。
地图投影是一项复杂的工程，需要考虑到地球的形状、尺寸、方向和角度等因素，以及地球表面的曲率和变形等问题。
地图投影有很多种类，每种投影方法都有其优点和局限性。
以下是地图投影的一些基本知识点总结：地图投影的分类：地图投影可分为等距投影、等角投影和等面积投影。
等距投影是指保持地球表面上任意两点之间的距离比例不变，但方向可能会发生变化。
等角投影是指保持地球表面上任意两点之间的夹角不变，但距离和面积可能会发生变化。
等面积投影是指保持地球表面上任意两个区域的面积比例不变，但方向和角度可能会发生变化。
根据投影面的形状，地图投影可分为圆柱投影、圆锥投影和平面投影。
地图投影的选择：选择适合的地图投影方法需要考虑到所要表达的地理信息、地图的使用目的和范围等因素。
例如，对于航海、航空和导航等领域，需要选用等角投影；而对于地图的变形要求较小的地理信息分析和遥感影像处理等领域，适合使用等面积投影。
地图投影的变形：地图投影会造成三种类型的变形：形状变形、大小变形和方向变形。
形状变形是指地球表面上的形状在地图上可能发生拉伸或压缩；大小变形是指地球表面上的面积在地图上可能会发生增加或减小；方向变形是指地球表面上的方向在地图上可能会发生偏差。
地图投影方法的选择要考虑到这些变形问题，以减小变形的影响。
常见的地图投影方法：1. 麦卡托投影：是一种圆柱形等距投影，常用于世界地图，保持了纬线和经线的直角，但是南北两极地区的变形严重。
2. 鲍尔投影：是一种圆柱形等面积投影，保持了地区间的面积比例，但是形状变形较大。
3. 兰伯特等角投影：是一种圆锥形等角投影，保持了地区间的角度比例，但是大小和形状变形较大。
4. 鲁宾逊投影：是一种混合投影，综合了以上投影方法的优点，常用于世界地图，尽量减小了地图的变形。
测绘中常用的地图投影方法介绍
测绘中常用的地图投影方法介绍地图投影是地图制作中不可或缺的一部分，它将地球的曲面投影到一个平面上。
在测绘学中，有许多不同的地图投影方法，每一种方法都有自己的特点和适用范围。
本文将介绍一些常用的地图投影方法。
一、正轴等积圆柱投影法正轴等积圆柱投影法是最早出现的地图投影方法之一。
它以一个圆柱体为投影面，将地球的表面投影到圆柱体上，再展开成一个平面地图。
这种投影方法保持了等积性，即相等面积的地图上的面积在实际地球上也是相等的。
这使得正轴等积圆柱投影法在制作区域较大的地图时非常有用。
然而，在投影过程中，经纬度线不再是直线，而是弯曲的。
因此，这种投影方法在导航和航海等领域的应用相对较少。
二、墨卡托投影法墨卡托投影法是目前应用最广泛的地图投影方法之一。
它以一个圆柱体为投影面，将地球的表面投影到圆柱体上，再展开成一个平面地图。
与正轴等积圆柱投影法不同，墨卡托投影法保持了等角性，即相等角度的地图上的角度在实际地球上也是相等的。
这使得墨卡托投影法在导航和地图浏览等领域广受欢迎。
此外，墨卡托投影法也可以用于制作世界地图，因为它能够较为准确地展示各个地区的形状和比例关系。
三、兰勃托投影法兰勃托投影法是一种圆锥投影方法，它以一个圆锥体为投影面，将地球的表面投影到圆锥体上，再展开成一个平面地图。
兰勃托投影法保持了等距性，即相等距离的地图上的距离在实际地球上也是相等的。
这使得兰勃托投影法在制作航空地图和地理信息系统等领域得到广泛应用。
然而，由于地球是一个几乎球体状的物体，圆锥体无法完全覆盖地球的各个地区，因此在使用兰勃托投影法时需要选择合适的投影中心和标准纬度，以确保地图的准确性和正确性。
四、极射赤面投影法极射赤面投影法是一种特殊的地图投影方法，它以地球的南极或北极为投影中心，将地球的表面投影到一个平面上。
在这种投影方法中，赤道直径上的距离得以保持不变，而纬度线则以放射状的形式展开。
极射赤面投影法在制作地图时可以保持地球的真实形状，但是在极地地区附近的区域会有较大的变形。
地图投影基础知识课件
Q1/1万地形图：将1/10 万图分8行、8列共64 张，编号 (1) 、 (2 ) 、--、 (64) 。
图号如：
J-50-144- (1)
3. 新编号系统
Qr. 分幅未变，编号体系变。 QS. r\r00万图原来列改称行，行称列。
(3) 变形规律
•切点或割线无变形 • 等变形线以投影中心为圆心呈同心圆分布。
(4) 常见投影及其用途
•正轴等积方位投影－－南北两极图 •横轴等积方位投影－－东西半球图
•斜轴等积方位投影－－水陆半球图
•斜轴等距方位投影－－航空图 等距：指从投影中心向各个方向长度变 形为零。
2 圆锥投影
(1) 经纬网的特征
半球地图的投影：东西半球有横轴等面积(等角)方位投 u 南北半球有正轴等面积(等角、等距离)方位投影。 u 各大洲地图的投影：各洲都选用了斜轴等面积方位投影， 外，亚洲和北美洲( 彭纳投影)、欧洲和大洋州(正轴等圆 锥投影)、南美洲(桑逊投影)。 u我国各种地图投影：全国地图(各种投影， lambert投影 多)、分省区地图(各种投影，高斯－克吕格投影最多)、 比例尺地形图(高斯－克吕格投影)。
Q1/25万：J-50-[1]
Q1/10万：将1/100万图 分为12行、12列共144 张1/10万地形图，编 号用1、2、- - -、144 。
直接加到1/100万图
后面。如：J-50-144
(5) .1/5万、1/2.5万、1/1万地形图分 幅编号
Q1/5万：把1/10万地形 图分为四幅。编号为 A、B、C、D 。方法如 下：J-50-144-A
(1) 经纬网的形状
地图投影基础知识知识讲解
一、地图投影的基本问题 二、常见地图投影 三、地图投影的选择与辨认
一、地图投影的基本问题
1 地图投影的概念
地图投影就是在球面与平面之间建立其 经纬度与直角坐标函数关系的数学方法
2 地图投影的变形 3 地图投影的分类 4 地图投影的命名 5 GIS中地图投影的选择与判别
1 地图投影的概念
• 数学上的投影 面1
高斯—克吕格投影 （Gauss-Kruger Projection）
横轴圆柱投影
x y
高斯-克吕格投影原理图
高斯—克吕格投影 （Gauss-Kruger Projection）
高斯投影特征： 中央经线和赤道投影为互相垂直的直线，且为投影 的对称轴 投影后无角度变形，即保角投影 中央经线无长度变形 同一条经线上，纬度越低，变形越大，赤道处最大 同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大； 为了保证地图的精度，采用分带投影方法，即将投 影范围的东西界加以限制，使其变形不超过一定的限 度，这样把许多带结合起来，可成为整个区域的投影 在6°带范围内，长度变形线最大不超过0.14%
长度变形、面积变形、角度变形
地图投影变形的图解示例 （摩尔维特投影－等积伪圆柱投影）
长度变形
角度变形
地图投影变形的图解示例
（UTM－横轴等角割圆柱投影）
面积变形和长度变形
投影变形示意图
地图投影——地图投影的变形
地图投影的变形示意
3 地图投影的分类
按承影面的形状分为：方位投影（平面 投影）、圆锥投影Байду номын сангаас园柱投影
空间斜轴墨卡托(SOM)投影
• 该投影是美国针对陆地卫星对地面扫描 图像的需要设计的一种近似等角性质的 投影。
地图投影与分类
第四章海图海图(chart)是为适应航海的需要而绘制的一种地图，图上详细地标绘了航海所需要的资料，如岸形、岛屿、礁石、浅滩、水深、底质、水流资料、以及助航设施等。
海图可用于船舶航行前拟定计划航线、制定航行计划；航行中可用于航迹推算、定位与导航；航次结束后可用于总结航行经验，如发生海事可用于判断事故责任。
因此，海图是航海必备的航海资料和工具。
正确地了解海图的特点、熟悉海图上的资料、正确地使用管理海图，是船舶驾驶员的重要任务之一。
第一节地图投影与分类一、地图投影1．地图：按照一定的数学法则，将地面上的一部分或全部按照一定的比例尺绘画在平面上。
2．地图投影(map projection)：将地球表面的经、纬线绘画到平面上去，成为地图的经、纬线图网的方法。
3．“地图图网”：在既定的地图投影上的经、纬线图网。
4．投影变形：用投影的方法，解决了地球曲面与地图平面之间的转化，但投影图象不能完全与地球表面相符。
5．投影变形可分为长度变形、面积变形和角度变形。
二、地图投影分类1．按投影变形的性质分类1) 等角投影(equiangle projection)，又称正形投影。
定义：指投影面上任意两方向的夹角与地面上对应的角度相等。
性质：在微小的范围内，可以保持图上的图形与实地相似；不能保持其对应的面积成恒定的比例；图上任意点的各个方向上的局部比例尺都应该相等；不同地点的局部比例尺，是随着经、纬度的变动而改变的。
2) 等积投影(equalarea projection)定义：保持地球上的面积与地图上所对应的面积成恒定比例的一种投影方法。
性质：保持等积就不能同时保持等角。
3) 任意投影(orthographic projection)定义：既不是等角投影，又不是等积投影，是根据某种特殊需要或为了解决某种特定问题，而制作的一种地图投影方法。
如大圆海图。
2．按构制地图图网的方法分类1) 平面投影(plane projection)，又称方位投影∶定义：将地球表面上的经、纬线投影到与球面相切或相割的平面上去的投影方法；平面投影大都是透视投影，即以某一点为视点，将球面上的图象直接投影到投影面上去。
三种常用地图投影介绍地理ppt
λ
椭球面上经线的夹角
m d Md
α
小于1的常数
n
r
sin a b
2 ab
或者：
tan 45 a
4 b
6
思考： 正轴圆锥投影的变形主要受什么因素影响？
7
2、双标准纬线等角圆锥投影
8
投影公式：
K U
,
x s cos
y sin
m
n
3
正轴：圆锥轴与地轴重合 横轴：圆锥轴与地轴垂直 斜轴：圆锥轴与地轴斜交
横轴、斜轴圆锥投影实际上很少应用。 凡在地图上注明是圆锥投影的，一般都是正轴圆锥投影。
4
对正轴圆锥投影，设区域中央经线投影作为X轴， 区域最低纬线与中央经线交点为原点。
5
1、圆锥投影（正轴）的一般公式：
f
x s cos y sin
由于每幅图的纬差仅为4°，因此投影的变形极小，长度变形 在边纬与中纬上为±0.030％，面积变形约为长度变形的两倍。
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拼接裂隙： 投影的特点决定了：
图幅的东西方向拼接不会产 生裂隙；但南北方向拼接时， 因投影带不同，会产生裂隙。
裂隙距 裂隙角 图幅经差 L 边长 当纬度较低时，裂隙角增大， L也增大，裂隙距自然也增大。
r
K
rU
P
m2
n2
K
rU
2
0
α, K 均为投影常数：
lg r1 lg r2
lg U2 lg U1
K
r1U1
r2U
2
tan 45
U
2 ,sin e sin
tane 45
2
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面积比等 变形线
3.3常用地图投影
摩尔维特投影常用来编制世界，大洋图，由于离中央 经线经差±900的经线是一个圆，且圆面积恰好等于半 球面积，因此，该投影也用来编制东、西半球地图。
4、分瓣伪圆柱投影
——古德投（Goode
•
Projection）
1923年美国地理学家古德（J.Paul Goode）提出了一种对伪圆柱投影进行分 瓣的投影方法，即古德投影。 • 全图被分成几瓣，各瓣通过赤道连接在 一起，地图上仍无面积变形，核心区域的 长度、角度变形和相应的伪圆柱投影相比 明显减小，但投影的图形却出现了明显的 裂缝，这种尽量减少投影变形，而不惜图 面的连续性是古德投影的重要特征
17
3、伪圆柱投影
（1）桑逊投影（Sanson Projection）
•
桑逊投影是一种经线为正炫曲线的正轴等 积伪圆柱投影，又称桑逊-弗兰斯蒂德 （Sanson- Flamsteed）投影。该投影的纬线 为间隔相等的平行直线，经线为对称于中央经 线的正弦曲线（图2-27）。中央经线长度比为 1，即m0＝1，且n=1， p=1。桑逊投影为等面 积投影，赤道和中央经线是两条没有变形的线， 离开这两条线越远，长度、角度变形越大。因 此，该投影中心部分变形较小，除用于编制世 界地图外，更适合编制赤道附近南北延伸地区 的地图，如非洲、南美洲地图等。
• 彭纳投影 4、伪圆柱投影
3.3.3 中国地图常用投影
斜轴方位投影
正轴割圆锥投影
1、斜轴方位投影
（1）斜轴等积方位投影 全中国地图，亚洲地图，半球地图 （2）斜轴等角割方位投影 中国全图 （3）斜轴等距方位投影 行政区图，交通地图
2、正轴割圆锥投影
1）正轴等角割圆锥投影 全中国及各省或大区域的地势图、气象 图与气候图，专题图。 2）正轴等积割圆锥投影 行政区划图、土地利用图、土壤图。森 林分布图。 3）正轴等距割圆锥投影 交通图及要求距离不变形的图
地图投影基本知识
导航系统
导航系统，如全球定位系统（GPS），使用地图投影将地球表 面上的位置信息转换为可在电子地图上显示的坐标。
导航系统中的地图投影通常需要满足特定的要求，如覆盖范 围、精度和稳定性。此外，为了方便用户使用，地图投影还 需要考虑可视化和界面设计等方面。
04
地图投影的未来发展
高科技在地图投影中的应用
3D打印技术
利用3D打印技术，可以制作出具有复杂形状和结构的地图模型， 提高地图的视觉效果和实用性。
虚拟现实与增强现实技术
通过虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，用户可以在计算机 或移动设备上查看三维地图，并获得更加沉浸式的体验。
人工智能与机器学习
持视觉效果真实。
圆锥投影
将地球表面投影到圆锥 面上，适用于表示中纬
度地区。
圆柱投影
将地球表面投影到圆柱 面上，适用于表示全球
范围。
03
地图投影的应用
地理信息系统（GIS）
地理信息系统（GIS）是使用地图投影将地球表面上的地理坐标转换为平面坐标的系 统。通过GIS，用户可以在地图上查询、分析和可视化地理数据，为决策提供支持。
地图投影基本知识
目录
• 引言 • 地图投影的分类 • 地图投影的应用 • 地图投影的未来发展
01
引言
什么是地图投影
地图投影是将地球表面的地理坐标转 换为平面坐标的过程，即将三维的地 球表面信息映射到二维的平面地图上 。
地图投影是地理信息系统（GIS）和地 图制作中不可或缺的环节，它能够将复 杂的地球表面信息简化为易于理解和使 用的平面地图。
地图投影分类与变换.
地图投影分类与变换1.地图投影的分类投影的种类很多，分类方法不尽相同，通常采用的分类方法有两种：一是按变形的性质进行分类：二是按承影面不同（或正轴投影的经纬网形状）进行分类。
（1）按变形性质分类按地图投影的变形性质地图投影一般分为：等角投影、等（面）积投影和任意投影三种。
等角投影：没有角度变形的投影叫等角投影。
等角投影地图上两微分线段的夹角与地面上的相应两线段的夹角相等，能保持无限小图形的相似，但面积变化很大。
要求角度正确的投影常采用此类投影。
这类投影又叫正形投影。
等积投影：是一种保持面积大小不变的投影，这种投影使梯形的经纬线网变成正方形、矩形、四边形等形状，虽然角度和形状变形较大，但都保持投影面积与实地相等，在该类型投影上便于进行面积的比较和量算。
因此自然地图和经济地图常用此类投影。
任意投影：是指长度、面积和角度都存在变形的投影，但角度变形小于等积投影，面积变形小于等角投影。
要求面积、角度变形都较小的地图，常采用任意投影。
（2）按承影面不同分类按承影面不同，地图投影分为圆柱投影、圆锥投影和方位投影等（图1）。
图1 方位投影、圆锥投影和圆柱投影示意图①圆柱投影它是以圆柱作为投影面，将经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面切开展成平面。
根据圆柱轴与地轴的位置关系，可分为正轴、横轴和斜轴三种不同的圆柱投影，圆柱面与地球椭球体面可以相切，也可以相割（图2a）。
其中，广泛使用的是正轴、横轴切或割圆柱投影。
正轴圆柱投影中，经线表现为等间隔的平行直线（与经差相应），纬线为垂直于经线的另一组平行直线（图2b）。
图2 圆柱投影的类型及其投影图形②圆锥投影它以圆锥面作为投影面，将圆锥面与地球相切或相割，将其经纬线投影到圆锥面上，然后把圆锥面展开成平面而成。
这时圆锥面又有正位、横位及斜位几种不同位置的区别，制图中广泛采用正轴圆锥投影（图3）。
在正轴圆锥投影中，纬线为同心圆圆弧，经线为相交于一点的直线束，经线间的夹角与经差成正比。
地图投影的名词解释
地图投影的名词解释地图投影是将三维的地球表面投影到二维平面上的一种方法。
由于地球是一个近似于椭球体的形状，而平面是一个无限大的二维表面，所以在将地球表面转化为平面的过程中，必然会出现形状、面积、方向等的变形，这就是地图投影的本质所在。
一、地图投影的基本原理地图投影是地理学与地图制图学中的重要内容，其基本原理可以理解为建立地球和平面之间的映射关系。
在投影过程中，地球表面上的点被映射到平面上的相应点，形成了地图上的数据。
而为了准确地表示地球表面的形状、地理特征等信息，需要选择适合的投影方案。
二、地图投影的分类根据不同的目的和需求，地图投影可以分为多种类型，常见的包括等距投影、等面积投影、等角投影和混合投影等。
1. 等距投影等距投影是指投影后的地图上的任意两点之间的距离与地球上的相应两点之间的距离保持一致。
这种投影方法在测量和导航等领域非常有用，常见的等距投影有墨卡托投影和极射同圆投影等。
2. 等面积投影等面积投影是指在地球表面的任意区域上，被投影到地图上的区域与地球上相应区域的面积保持一致。
这种投影方法在研究地区的面积分布、资源分布等方面非常有用，常见的等面积投影有兰勃托投影和豪森投影等。
3. 等角投影等角投影是指投影后的地图上的任意两条曲线之间的夹角与地球上的相应两条曲线之间的夹角保持一致。
这种投影方法在表示地球表面的形状、方向等方面非常有用，常见的等角投影有兰勃托投影和伪卫星投影等。
4. 混合投影混合投影是指将两种或多种投影方法结合起来使用，通过调整参数或变换过程来达到更好的投影效果。
这种投影方法在综合考虑地球表面的形状、面积、方向等特征上非常有用，常见的混合投影有兰勃托-兰勃托投影和兰勃托-极射同圆投影等。
三、地图投影的应用领域地图投影在地理信息系统、导航、城市规划等领域具有广泛的应用。
通过合适的投影方法，可以制作出形状准确、信息完整的地图，为人们的生产、生活与研究提供参考和支持。
1. 地理信息系统地图投影在地理信息系统中是至关重要的，它将实际地球表面上的数据转化为平面上的点、线、面等要素，使得地理数据在计算机中得以处理和分析。
测绘中常用的地图投影方法
测绘中常用的地图投影方法地图作为一种常见的信息呈现方式，在测绘工作中扮演着重要的角色。
而地图投影方法则是地图制作过程中不可或缺的一环。
地图投影是将地球表面的三维信息投射到二维平面上的过程，由于地球是一个近似于椭球体的三维地理模型，所以将其表现在平面上会引起一些形状、大小和方向的失真。
本文将介绍一些测绘中常用的地图投影方法。
一、等距投影法等距投影法是一种保持地球表面上各点距离不变的地图投影方法。
其中最著名的等距投影法是墨卡托投影法。
墨卡托投影法是一种圆柱投影法，即将地球投影到一个接触地球表面的圆柱体上，再展开成平面图。
墨卡托投影法具有以下特点：1. 在赤道附近地图形状保持几乎不变，适合用来制作大尺寸地图。
2. 北纬高于赤道的地区会呈现出纵向拉长的形状，而南纬高于赤道的地区则是纵向收缩。
二、等面积投影法等面积投影法是一种保持地球表面上各个区域面积比例不变的地图投影方法。
其中最常见的等面积投影法是兰勃托投影法。
该投影法将地球投影到一个接触地球表面的圆锥体上，再展开成平面图。
兰勃托投影法具有以下特点：1. 在地图上，各个区域的面积比例与实际相符，适合用来制作区域面积比例重要的地图。
2. 高纬度地区形状会发生压缩和形变。
三、正轴等距投影法正轴等距投影法是一种使某一点保持在地图上的位置与实际相符的地图投影方法。
其中最常见的正轴等距投影法是汇卢卓投影法。
该投影法将地球投影到一个接触地球表面的切平面上，再展开成平面图。
汇卢卓投影法具有以下特点：1. 在地图上，特定地点的位置保持不变。
2. 地图整体形状会产生扭曲和拉伸。
四、等经纬度投影法等经纬度投影法是一种直接将地球经纬线映射到平面图上的地图投影方法。
其中最常见的等经纬度投影法是正投影法。
该投影法将地球投影到一个与地球相切的平面上，使得地图上经纬线直线简单。
正投影法具有以下特点：1. 经纬线在地图上表现为直线。
2. 不同纬度上的东西向距离不同，形成等经线。
综上所述，地图投影方法在测绘工作中起到至关重要的作用。
地图学投影
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我国的大地原点
建国初期，我国使用的大地测量坐标系统是从前苏联测过来 的，其坐标原点是前苏联玻尔可夫天文台 。５４北京坐标系。
上个世纪70年代，中国决定建立自己独立的大地坐标系统。 通过实地考察、综合分析，最后将我国的大地原点，确定在 咸阳市泾阳县永乐镇北洪流村境内，具体坐标在：34°32′27. 00″N，108°55′25.00″E。 《中华人民共和国大地原点选点报告》：“为了使大地测量 成果数据向各方面均匀推算，原点最好在我国大陆的中部。” 而陕西泾阳县永乐镇石际寺村的确处在祖国大陆的中部。这里 距我国边界正北为880公里，距东北2500公里，距正东1000公 里，距正南1750公里，距西南2250公里，距正西2930公里，距 西北2500公里。同时，这里的地质条件比较理想。
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全国水准网
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地图投影中的地球体
大地水准面
静止海平面 地球数学表面
1．地球自然表面：地球是一个近似球体，其自然表面是一个极其复杂而 又不规则的曲面。
2. 地球物理表面：是假定海水处于 “完全” 静止状态，把海水面延伸到 （大地水准面）大陆之下形成包围整个地球的连续表面。
• 地球数学表面：假想以一个大小和形状与地球极为接近的旋转椭球面
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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 具体要求，有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。
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2) 条件投影（非几何投影或解析投影） (1) 多圆锥投影
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。
测绘技术中的地图投影类型与选择
测绘技术中的地图投影类型与选择在日常生活中，地图是我们获取空间信息的重要工具之一。
然而，地球是一个球体，而地图是平面的，这就需要使用地图投影来将球面上的地理信息转换到平面上。
地图投影类型的选择对地图的准确性和可视化效果具有重要影响。
本文将介绍测绘技术中常用的地图投影类型，并讨论选择合适的地图投影的方法。
1. 地图投影类型的分类地图投影类型可以根据其投影方式、形状变形特点等进行分类。
按照投影方式，常见的地图投影类型有圆柱投影、球面投影和锥面投影。
圆柱投影是通过将地球的经纬线投影到一个垂直于地球轴线的圆柱面上。
球面投影则是将地球表面投影到一个球面上。
锥面投影则是将地球投影到一个锥面上。
2. 常见地图投影类型的特点不同的地图投影类型各有其特点，适用于不同的地理区域和测绘需求。
接下来，我们将介绍一些常见的地图投影类型及其特点。
2.1 正射投影正射投影是一种常见的等角投影，其特点是保持方向性，即保持从地球上的任何点到地图上的连线与真实地面上的方向一致。
这使得正射投影在航空摄影和遥感影像处理中广泛应用。
然而，正射投影在大范围地图上存在面积失真的问题。
2.2 麦卡托投影麦卡托投影是一种圆柱投影，其特点是纬线等间距，经线等角度分布。
这使得麦卡托投影在海洋和大陆等大范围地图中具有较好的可视化效果。
然而，麦卡托投影在高纬度地区会出现形状失真和面积失真的问题。
2.3 兰勃托投影兰勃托投影是一种球面等面积投影，其特点是保持地球上的面积比例不变。
兰勃托投影在大范围地图绘制中常用，尤其适用于对地理统计分析进行准确度量的场景。
然而，兰勃托投影在极地地区会出现形状和方位失真的问题。
3. 地图投影的选择方法选择合适的地图投影类型需要考虑多方面因素。
以下是一些选择地图投影的方法。
3.1 地理区域根据绘制地图的地理区域的特点，选择适合该区域的地图投影类型。
例如，如果绘制的地图是涵盖极地地区的，则应选择适合极地地区的地图投影类型，以减小形状和方位的失真。
地理科普25种地图投影类型
地理科普25种地图投影类型地图投影——作为GIS领域的专业词，小伙伴们一定不会陌生，甚至还时常为用什么地图投影而一度纠结。
所谓没有不变形的地图投影，根据场景选择适合自己的投影才是最好的。
小编收集了25种地图投影示例，从常见类型到新奇投影~为各位在地图制作时提供直观参考。
你最喜欢哪个？都用过哪些？欢迎留言讨论01.Aitoff埃托夫地图投影它是由俄罗斯制图员 David A. Aitoff 于 1889 年开发而成，埃托夫投影是经过改进的方位投影。
它是采用椭圆形经纬网的折衷投影。
此投影适用于绘制小比例的世界地图。
02.Azimuthal Equidistant等距方位投影等距方位投影是指使图上面积和相应的实际地面面积相等的方位投影，分为正轴，横轴、斜轴投影。
等距方位投影可以保留距中心点的距离和方向。
将地球上的所有点投影到一个平面上。
03.Behrmann贝尔曼投影贝尔曼投影是圆柱等积地图投影的一种，其标准纬线设置为南北纬30°。
由于其等积的属性,它可以高度压缩极地地区。
04.Berghaus Star AAG柏格斯星状投影也叫星状投影Hermann Berghaus 于 1879 年设计了此投影。
通常以北极为中心，可最小化大陆板块中的间断。
“美国地理学家协会”在1911 年将其中一种样式的柏哥斯星状投影用到了徽标中。
05.Bonne彭纳投影彭纳投影是一种等积伪圆锥地图投影。
其经纬网采用心形，且经常用于绘制大陆地图。
该投影是由 Claudius Ptolemy 于公元 100 年发明的，但是由于 Rigobert Bonne 在 1752 年广泛使用了这种投影，因此以他的名字命名。
06.Cassini卡西尼投影该横轴圆柱投影在沿中央子午线和所有平行于它的线的方向上，其比例保持不变，它既不是等积投影也不是等角投影。
主要适用于为北-南范围区域的大比例尺制图。
pact Miller紧凑型米勒投影紧凑型米勒投影是一种折衷圆柱地图投影。
常见地图投影
常见地图投影欧阳芳地图投影：按变形性质分类：等角投影，等积投影，任意投影按几何构成方法分类：方位投影，圆柱投影，圆锥投影按非几何构成方法分类：伪方位投影，伪圆柱投影，伪圆锥投影，多圆锥投影按照投影面积与地球相割或相切分类：割投影，切投影这里只介绍常见常用的地图投影。
1.常见的地图投影按变形性质分为：等角投影：定义为投影前后对应的微分面积保持图形相似，即角度变形为零，也称正形投影。
其在一点上任意方向的长度比都相等，但在不同地点长度比是不同，即不同地点上的变形椭圆大小不同。
等积投影：定义为即在投影平面上任意一块面积与椭球面上相应的面积相等，即面积变形等于零。
等距投影：在任意投影上，长度、面积和角度都有变形，它既不等角又不等积。
但是有一种比较常见的等距投影，定义为沿某一特定方向的距离，投影前后保持不变。
在这种投影图上并不是不存在长度变形，它只是在特定方向上没有长度变形。
等距投影的面积变形小于等角投影，角度变形小于等积投影。
其变形性质在微分圆上的表示列表对比为：名称特点适用范围等角投影无角度变形航海、空图、洋流图、风向图、气象图及军用地图等积投影无面积变形经济图，行政区图和人口图等距投影（属于任意投影的特殊情况）特定方向上无长度变形沿某一特定方向量测距离的地图、教学地图和交通地图2.常用的几何投影：方位投影：以平面作为投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。
其中球心投影常用于航空及航海图，外心投影常用于空间透视投影。
圆柱投影：以圆柱面作为投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。
圆锥投影：以圆锥面作为投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。
圆锥投影，圆柱投影，以及方位投影的情况分别用图形表示为：方位投影，圆锥投影，圆柱投影的异同分析（此表格中不加特别说明则默认为正轴投影）：名称方位投影圆柱投影圆锥投影投影面平面圆柱面圆锥面纬线投影特点同心圆平行直线同心圆圆弧经线投影特点同心圆的半径与纬线投影成的平行直线垂直的平行直线垂直于同心圆弧且相交于一点的直线束投影变形分析经线间的夹角与实地经度差相等，其等变形线为圆其变形只与纬度有关，与经差无关，同纬度上各点其变形只与纬度有关，与经差无关，同纬度上各点形的变形相同的变形相同适用范围具有圆形轮廓的区域和两极地区低纬度沿纬线伸展的区域中纬度处沿纬线伸展的区域习惯特殊投影方式及用途1.正轴等角方位投影：极球面2.等积方位投影：小比例尺地图，东西半球图3.正轴等距方位投影：南北极图4.横轴等距方位投影：东西半球图5.斜轴等距方位投影：航空中心站，地震观测中心，气象站等需满足到中心距离相等的勘测中心。
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他经线凹向切经线； 地图等角； 切经线上无失真（切经线左右各3 ° 范围长度失真 0.137％，面积失真0.27%）；同一条纬线上，离开 切经线越远，失真越大； 同一条经线上，纬度越低，变形越大。 大圆航线凹向切经线，等角航线是螺旋曲线。
用途
极地领航 国家大地测量和五十万分之一及更大比例尺的国家
兰伯特投影特点:
经线是以极点为圆心的放射直线 ，纬线是以极
点为中心的同心圆。 两条标准纬线之间有一条最小比例尺纬线；两条 标准纬线之间的地区长度缩短，比例尺变小；两 条标准纬线之外的地区长度伸长，比例尺变大。 地图等角；标准纬线上无失真。 大圆航线凸向大比例尺一方；等角航线凹向极点。
用途：
高斯－克吕格投影特点：
每个投影带上，中央经线和赤道为直线；其他经线关于中央
经线对称，凹向中央经线；纬线凸向赤道； 等角；中央经线上无失真，最大长度失真为0.137%； 大圆航线近似为直线；等角航线是曲率极小的螺旋曲线，领 航实施中近距离可以近似认为直线。
用途：
大比例尺航图多为此种投影，常用于研究地面目标，在通用
用途
极地领航用图
标画大圆航线的辅助用图
N
N
N
S
N
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N
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N
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S
S N
N
N
S
S
S
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3°E 9°E 01 02
…………
3°W 60
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最小比例尺
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失真分类
长度失真 地表无限小线段投影到平面上，
长度的伸长或缩短 角度失真 地表无限小圆投影到平面上，其 上任意一点到圆心的直线与经线坐标轴的夹 角产生的变化 面积失真 地表无限小圆投影到平面上，其 面积发生的变化 思考：航图绘制中应当使哪种失真尽量小？
地图失真的原理
X´
X
α r α r´ ´
§3 常用的地图投影
1．墨卡托投影（等角正圆柱投影）
投影原理：设想地球为一透明球体，球心置一点光
源，将圆柱投影面沿赤道与地球相切，地球上的经纬网格投 影到圆柱面上
墨卡托投影绘制的世界地图
墨卡托投影特点：
经线相互平行，间隔相等；纬线垂直于经线，越
向两极，间隔越大； 赤道上无任何失真； 地图等角，不等积，不等距（不能用统一的比例 尺量取航线距离） 面积失真随纬度增加明显变大。 大圆航线凸向两极；等角航线是直线（任意两点 相连的直线为等角航线）。
90
TH/TC= α+(± δ)
δ= Δλ SINΦ 中央经线以东取正，以西取负
4.兰伯特投影
也叫等角切（割）正 圆锥投影，德国数学 家Lambert首创，百 万航图和世界地形图 的数学基础
投影原理:
将地球视为一透明球体， 球心置一点光源，投影 面为圆锥面，通过两条 （一条）标准纬线与地 球相割。
Y
Y´
微分圆
变形椭圆
2. 地图投影的分类
（一）按失真性质分 等角投影是指任何点上两微分线段组成的角度投影前后 保持不变，角度失真为零。 ——便于测量方位。 等距投影是指为沿某一特定方向的距离，投影前后保持 不变，即沿着该特定方向长度比为1 ——便于测量距离。 等积投影是指某一微分面积投影前后保持相等——政区、 人口密度、土地利用、森林和矿藏分布以及其他自然和 经济地图。 任意投影：存在三种失真，但三种失真都控制在较小的 范围内。 （二）按投影面的形状分圆柱投影、圆锥投影、方位投影 （三）按投影与球面的位置关系分：正轴投影、横轴投影、斜 轴投影
世界百万普通地图和百万航图的主要投影方法
5.极地方位投影
投影原理：将地球视为一透明球体，球心置一点
光源，投影面为平面，投影面通过极点与地球相 切，地球表面的经纬网格投射在平面上。
极地方位投影特点
经线是以极点为圆心的放射直线，纬线是以
极点为圆心的同心圆弧；纬差相等，纬度越 低，间隔越大 。 大圆航线为直线，等角航线为凹向极点的螺 旋曲线
基本地形图的数学基础。
3.高斯－克吕格投影
法国数学家高斯19世纪20年代拟定，后经克
吕格改进。 根据横墨卡托投影的特点，取可以限制投影的 经度范围，将地球表面按照经度差的分成不同 的投影带单独投影，各自建立坐标网，就可以 将失真限制在较小的范围内。 我国1:2.5万至地形图采用6º 分带法；考虑到 1:1万和更大的比例尺地形图对制图精度的要 求，采用3º 分带法。
高斯－克吕格分带投影：
为了保证地图的精度，采用分带投影方法，即将投
影范围的东西界加以限制，使其失真不超过一定的 限度，这样把许多带结合起来，可成为整个区域的 投影。 我国规定1：1 万、1：2.5 万、1：5 万、1：10万、 1：25 万、1：50 万比例尺地形图，均采用高斯克 －吕格投影。1：2.5 至1：50 万比例尺地形图采用 经差6 °分带，1：1 万比例尺地形图采用经差3° 分带。
用途：
赤道附近领航；海上领航； 世界时区图；卫星轨
迹图 绘制较长距离的等角航线时的辅助用图。
2.等角横圆柱投影（横墨卡托
投影） 19世纪20年代经高斯拟定 约束条件
中央经线与投影面相切，投影
后保持长度不变 投影后等角
等角横圆柱投影特点
赤道为直线，与切经线相差90°的经线是直线，其
(一)地图投影
§3 常用的地图投影
利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表 示到平面上
F ( , ) f ( x, y)
1.
地图投影的然而球 面是个不可展的曲面，即把它直接展为平面时，不可能 不发生破裂或褶皱。
由于地球椭球体表面是曲面，而地图通常是要绘制在平
航空飞行领域内应用广泛； 绘制机场专用航图和涉及仪表飞行程序的基础用图； 国家大地测量和五十万分之一及更大比例尺的国家基本地形 图
高斯投影坐标网
经纬网（地理坐标网）
00 14 114° 202 30° α 40´ 3396 94 92 －δ
16
18
20
TH/TC
A（ 20218 ， 3394 ）