《地图投影》PPT课件.ppt
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1、第二章第二章 地地 图图 投投 影影本章主要内容:本章主要内容:第一节第一节 地图投影的实质地图投影的实质 第二节第二节 投影变形投影变形 第三节第三节 投影分类投影分类 第四节第四节 几种常见投影几种常见投影 第五节第五节 地图投影的选择地图投影的选择 21 1、地图上任意两处的比例尺是否相同?、地图上任意两处的比例尺是否相同?2 2、地图设计时,为何主区一般都居中布置、地图设计时,为何主区一般都居中布置 (如中国地图的中国位置)?(如中国地图的中国位置)?两个问题:两个问题:3第一节第一节 地图投影的实质地图投影的实质45(格陵兰)(格陵兰)6地球椭球面地球椭球面地球椭球面地球椭球面 (不
2、可展曲面)投影投影投影投影?思考:思考:地球椭球面地球椭球面地球椭球面地球椭球面 平面平面平面平面投影投影投影投影展开展开展开展开可展曲面可展曲面可展曲面可展曲面平面平面平面平面78910 建立地球椭球面上点的坐标(建立地球椭球面上点的坐标(建立地球椭球面上点的坐标(建立地球椭球面上点的坐标(,)与平面)与平面)与平面)与平面上对应的坐标(上对应的坐标(上对应的坐标(上对应的坐标(X,Y)X,Y)X,Y)X,Y)之间的函数关系:之间的函数关系:之间的函数关系:之间的函数关系:X=fX=fX=fX=f1 1 1 1((,)Y=fY=fY=fY=f2 2 2 2((,)当给定不同的条件时,可以得到
3、不同的投影当给定不同的条件时,可以得到不同的投影当给定不同的条件时,可以得到不同的投影当给定不同的条件时,可以得到不同的投影公式。公式。公式。公式。地图投影的实质:地图投影的实质:11第二节第二节 投投 影影 变变 形形一、变形的三个方面:一、变形的三个方面:1 1 1 1、长度变形:、长度变形:、长度变形:、长度变形:2 2 2 2、面积变形:、面积变形:、面积变形:、面积变形:3 3 3 3、角度变形:、角度变形:、角度变形:、角度变形:12变形椭圆变形椭圆变形椭圆变形椭圆:是一种显示变形的几何图形。地面上的一个微分圆投是一种显示变形的几何图形。地面上的一个微分圆投是一种显示变形的几何图形
4、。地面上的一个微分圆投是一种显示变形的几何图形。地面上的一个微分圆投影后一般为一个微分椭圆,我们称之为变形椭圆。通常我们根影后一般为一个微分椭圆,我们称之为变形椭圆。通常我们根影后一般为一个微分椭圆,我们称之为变形椭圆。通常我们根影后一般为一个微分椭圆,我们称之为变形椭圆。通常我们根据变形椭圆的特征来分析投影变形。据变形椭圆的特征来分析投影变形。据变形椭圆的特征来分析投影变形。据变形椭圆的特征来分析投影变形。二、变形椭圆二、变形椭圆131415长度比公式:长度比公式:长度比公式:长度比公式:任意一点与经线成任意一点与经线成任意一点与经线成任意一点与经线成 角方向上的长度比角方向上的长度比角方向
5、上的长度比角方向上的长度比 为:为:为:为:式中,式中,式中,式中,M M M M为子午线曲率半径,为子午线曲率半径,为子午线曲率半径,为子午线曲率半径,r r r r为纬线圈半径,为纬线圈半径,为纬线圈半径,为纬线圈半径,E E E E、F F F F、G G G G为投影公式中为投影公式中为投影公式中为投影公式中x,yx,yx,yx,y的一阶偏导数。的一阶偏导数。的一阶偏导数。的一阶偏导数。经线长度比经线长度比经线长度比经线长度比 m m m m 为:为:为:为:纬线长度比纬线长度比纬线长度比纬线长度比 n n n n 为:为:为:为:三、投影变形的基本公式三、投影变形的基本公式16n n
6、 面积比公式:面积比公式:面积比公式:面积比公式:式中,式中,式中,式中,a,ba,ba,ba,b为极值长度比,为极值长度比,为极值长度比,为极值长度比,为经纬线投影后为经纬线投影后为经纬线投影后为经纬线投影后 所成的夹角。所成的夹角。所成的夹角。所成的夹角。n n 角度变形公式:角度变形公式:角度变形公式:角度变形公式:n n 经纬线夹角变形经纬线夹角变形经纬线夹角变形经纬线夹角变形 为:为:为:为:n n 一点上最大的角度变形一点上最大的角度变形一点上最大的角度变形一点上最大的角度变形为:为:为:为:或者:或者:或者:或者:17第三节第三节 投影的分类投影的分类 地图投影的种类很多,通常根
7、据投影的变形性质、可展面的地图投影的种类很多,通常根据投影的变形性质、可展面的地图投影的种类很多,通常根据投影的变形性质、可展面的地图投影的种类很多,通常根据投影的变形性质、可展面的种类和位置进行分类。种类和位置进行分类。种类和位置进行分类。种类和位置进行分类。一、根据投影的变形性质可将地图投影分为:等角投影、等面一、根据投影的变形性质可将地图投影分为:等角投影、等面一、根据投影的变形性质可将地图投影分为:等角投影、等面一、根据投影的变形性质可将地图投影分为:等角投影、等面积投影、任意投影。积投影、任意投影。积投影、任意投影。积投影、任意投影。n n 等角投影:等角投影:等角投影:等角投影:椭
8、球面上任意一点处任意两个方向的椭球面上任意一点处任意两个方向的椭球面上任意一点处任意两个方向的椭球面上任意一点处任意两个方向的 夹角投影后保持大小不变。微分圆仍为夹角投影后保持大小不变。微分圆仍为夹角投影后保持大小不变。微分圆仍为夹角投影后保持大小不变。微分圆仍为 圆形,但大小有变化。满足:圆形,但大小有变化。满足:圆形,但大小有变化。满足:圆形,但大小有变化。满足:保持区域形状保持区域形状保持区域形状保持区域形状 的相似性的相似性的相似性的相似性1819n n 等面积投影:等面积投影:等面积投影:等面积投影:微分圆投影后保持面积不变。满足:微分圆投影后保持面积不变。满足:微分圆投影后保持面积
9、不变。满足:微分圆投影后保持面积不变。满足:或者:或者:或者:或者:面积保持不变,但区域面积保持不变,但区域面积保持不变,但区域面积保持不变,但区域形状的相似性被破坏形状的相似性被破坏形状的相似性被破坏形状的相似性被破坏2021n n 任意投影:任意投影:任意投影:任意投影:角度、长度、面积同时存在变形的投影。角度、长度、面积同时存在变形的投影。角度、长度、面积同时存在变形的投影。角度、长度、面积同时存在变形的投影。任意投影的特例任意投影的特例任意投影的特例任意投影的特例 等距离投影等距离投影等距离投影等距离投影沿某一主方向没有长度变形,满足:沿某一主方向没有长度变形,满足:沿某一主方向没有长
10、度变形,满足:沿某一主方向没有长度变形,满足:或者:或者:或者:或者:同时存在同时存在同时存在同时存在 三种变形三种变形三种变形三种变形2223n n 圆柱投影圆柱投影圆柱投影圆柱投影 n n 圆锥投影圆锥投影圆锥投影圆锥投影n n 方位投影方位投影方位投影方位投影二、根据可展面的种类可将地图投影分为:二、根据可展面的种类可将地图投影分为:二、根据可展面的种类可将地图投影分为:二、根据可展面的种类可将地图投影分为:n n 正轴投影正轴投影正轴投影正轴投影 n n 横轴投影横轴投影横轴投影横轴投影n n 斜轴投影斜轴投影斜轴投影斜轴投影三、根据可展面与椭球体位置关系可将地图投影三、根据可展面与椭
11、球体位置关系可将地图投影三、根据可展面与椭球体位置关系可将地图投影三、根据可展面与椭球体位置关系可将地图投影 分为:分为:分为:分为:2425四、根据可展面与椭球体的切、割关系可将四、根据可展面与椭球体的切、割关系可将四、根据可展面与椭球体的切、割关系可将四、根据可展面与椭球体的切、割关系可将 地图投影分为:地图投影分为:地图投影分为:地图投影分为:n n 切投影切投影切投影切投影 n n 割投影割投影割投影割投影 此外,还有一些在基本投影的基础上改造此外,还有一些在基本投影的基础上改造此外,还有一些在基本投影的基础上改造此外,还有一些在基本投影的基础上改造 而成的投影而成的投影而成的投影而成
12、的投影:n n 多圆锥投影多圆锥投影多圆锥投影多圆锥投影 n n 伪圆柱投影伪圆柱投影伪圆柱投影伪圆柱投影n n 伪圆锥投影伪圆锥投影伪圆锥投影伪圆锥投影n n 伪方位投影伪方位投影伪方位投影伪方位投影26彭纳投影(伪圆锥投影彭纳投影(伪圆锥投影彭纳投影(伪圆锥投影彭纳投影(伪圆锥投影)27伪圆柱投影伪圆柱投影伪圆柱投影伪圆柱投影1 1 1 128伪圆柱投影伪圆柱投影伪圆柱投影伪圆柱投影2 2 2 229伪圆柱投影伪圆柱投影伪圆柱投影伪圆柱投影3 3 3 330uu 地图投影的命名:地图投影的命名:地图投影的命名:地图投影的命名:综合考虑:投影的变形性质综合考虑:投影的变形性质综合考虑:投影的
13、变形性质综合考虑:投影的变形性质 可展面的种类可展面的种类可展面的种类可展面的种类 可展面与椭球体的位置可展面与椭球体的位置可展面与椭球体的位置可展面与椭球体的位置 可展面与椭球体的切割关系可展面与椭球体的切割关系可展面与椭球体的切割关系可展面与椭球体的切割关系31第四节第四节 几种常见投影几种常见投影一、圆锥投影一、圆锥投影321 1 1 1、圆锥投影(正轴)的一般公式:、圆锥投影(正轴)的一般公式:、圆锥投影(正轴)的一般公式:、圆锥投影(正轴)的一般公式:或者:或者:或者:或者:纬线投影半径纬线投影半径纬线投影半径纬线投影半径经线夹角的投影经线夹角的投影经线夹角的投影经线夹角的投影椭球面
14、上经线的夹角椭球面上经线的夹角椭球面上经线的夹角椭球面上经线的夹角小于小于小于小于1 1 1 1的常数的常数的常数的常数33uu 思考:正轴圆锥投影的变形思考:正轴圆锥投影的变形思考:正轴圆锥投影的变形思考:正轴圆锥投影的变形 主要受什么因素影响?主要受什么因素影响?主要受什么因素影响?主要受什么因素影响?342 2 2 2、双标准纬线等角圆锥投影、双标准纬线等角圆锥投影、双标准纬线等角圆锥投影、双标准纬线等角圆锥投影35n n 投影公式:投影公式:投影公式:投影公式:,K K K K 均为投影常数:均为投影常数:均为投影常数:均为投影常数:36面积比等变形线37(1 1 1 1)无角度变形;
15、)无角度变形;)无角度变形;)无角度变形;(2 2 2 2)等变形线和纬线一致,同一条纬线上变形处处相等;)等变形线和纬线一致,同一条纬线上变形处处相等;)等变形线和纬线一致,同一条纬线上变形处处相等;)等变形线和纬线一致,同一条纬线上变形处处相等;(3 3 3 3)两条标准纬线上没有任何变形;)两条标准纬线上没有任何变形;)两条标准纬线上没有任何变形;)两条标准纬线上没有任何变形;(4 4 4 4)同一经线上,两标准纬线外侧为正变形)同一经线上,两标准纬线外侧为正变形)同一经线上,两标准纬线外侧为正变形)同一经线上,两标准纬线外侧为正变形 (1 1 1 1),),),),之间为负变形之间为负
16、变形之间为负变形之间为负变形(1 1 1 1););););(5 5 5 5)同一纬线上等经差的线段长度相等。)同一纬线上等经差的线段长度相等。)同一纬线上等经差的线段长度相等。)同一纬线上等经差的线段长度相等。长度变形的最大部位是:长度变形的最大部位是:长度变形的最大部位是:长度变形的最大部位是:中间纬线及中间纬线及中间纬线及中间纬线及S S S S、N N N N。n n 投影变形规律:投影变形规律:38n n 双标准纬线等角圆锥投影的经纬线特征:双标准纬线等角圆锥投影的经纬线特征:双标准纬线等角圆锥投影的经纬线特征:双标准纬线等角圆锥投影的经纬线特征:n n 该投影适用范围:该投影适用范
17、围:该投影适用范围:该投影适用范围:适合中纬度地区沿纬线方向分布的制图区域。适合中纬度地区沿纬线方向分布的制图区域。适合中纬度地区沿纬线方向分布的制图区域。适合中纬度地区沿纬线方向分布的制图区域。纬线为一系列的同心圆弧;纬线为一系列的同心圆弧;纬线为一系列的同心圆弧;纬线为一系列的同心圆弧;经线为辐射的直线束。经线为辐射的直线束。经线为辐射的直线束。经线为辐射的直线束。3940n n 双标准纬线等角圆锥投影的应用特例:双标准纬线等角圆锥投影的应用特例:双标准纬线等角圆锥投影的应用特例:双标准纬线等角圆锥投影的应用特例:国际百万分之一地图国际百万分之一地图国际百万分之一地图国际百万分之一地图投影
18、的几何概念:投影的几何概念:投影的几何概念:投影的几何概念:1:1001:1001:1001:100万地图分幅大小万地图分幅大小万地图分幅大小万地图分幅大小 经差经差经差经差6 6 6 6 纬差纬差纬差纬差4 4 4 4 (1 1 1 1)为减少投影误差,按纬差)为减少投影误差,按纬差)为减少投影误差,按纬差)为减少投影误差,按纬差4 4 4 4 分带投影:从赤道开始,分带投影:从赤道开始,分带投影:从赤道开始,分带投影:从赤道开始,纬差纬差纬差纬差4 4 4 4 为一带,共分为为一带,共分为为一带,共分为为一带,共分为15151515个投影带(中国范围:北纬个投影带(中国范围:北纬个投影带(
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