什么是地圖投影？
地球是球形 （或接近球形）的藍(lán)色大理石。這就是為什么地球儀是代表地球的更佳方式的原因。
但是地球儀很難隨身攜帶，只能看到地球儀的一側(cè)，最重要的是，很難測量距離，且距離不如紙質(zhì)地圖方便。
這就是為什么在地球上使用地圖投影并將其平面化為二維的原因。然而，當(dāng)找出答案時(shí)，就無法在沒有變形的情況下以二維表示地球表面。
最重要的是，所有類型的地圖投影都具有保留不同屬性的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
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橙子去皮，將皮展開
設(shè)想有一個(gè)橙子。這是想象中的地球。從任何方向看時(shí)，都無法看到它的所有側(cè)面。但是，當(dāng)剝開橙子，將皮弄平并拉長時(shí)，便可以看到所有內(nèi)容。
類似地，地圖投影是制圖師將球體或地球儀轉(zhuǎn)換為二維表示的一種 *** 。換言之，地圖投影系統(tǒng)地將地球的3D橢球（或橢球形）渲染到2D地圖表面。
在二維表面上表示球體的 *** 有多種方式... 像杰森戴維斯一樣受歡迎的地圖投影過渡可視化器。
由于無法在二維上完美顯示3D曲面，因此總是會(huì)失真。例如，地圖投影會(huì)扭曲距離、方向、比例和面積。
每個(gè)預(yù)測都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。總而言之，由制圖者決定哪種投影最適合其目的。
地圖投影中的可展開曲面
地圖投影采用可展曲面，例如圓柱體，圓錐體和平面。
可展曲面的目標(biāo)是在二維平面上平展世界。
每個(gè)曲面均基于這些幾何形狀進(jìn)行數(shù)學(xué)渲染。
圓錐投影
當(dāng)在地球上放置一個(gè)圓錐體并將其展開時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)圓錐投影。例如，Albers等面積圓錐曲線和Lambert共形圓錐投影就是圓錐投影。
這兩種地圖投影都非常適合繪制東西長區(qū)域的地圖，由于沿著公共平行線的失真是恒定的。
但是在投射整個(gè)星球方面很糾結(jié)。當(dāng)該區(qū)域失真時(shí)，比例尺大部分被保留。對(duì)于圓錐地圖投影，圖像底部的距離失真更大。
圓柱投影
當(dāng)將圓柱體放置在地球上并展開時(shí)，會(huì)得到圓柱體投影。奇怪的是，會(huì)看到例如墨卡托（Mercator）和米勒（Miller）的 圓柱形地圖投影，即使它膨脹了北極。
但是為什么導(dǎo)航者甚至谷歌地圖使用墨卡托投影都是有道理的 ——這都是因?yàn)閳A柱和向北始終都朝上的獨(dú)特屬性。
可以將其放置在垂直，水平或傾斜的位置，例如“國家平面坐標(biāo)系”。每個(gè)人在繪制世界地圖時(shí)都有自己的用途。
方位投影
這些類型的投影使用平面繪制地球表面。類似于從光源沿直線放射的光線，這些光線以各種角度將地球攔截到平面上。
光源可以從不同的位置發(fā)射，從而形成不同的方位投影。例如，座標(biāo)，立體和正投影是常見的方位投影。
地圖投影和坐標(biāo)系
請(qǐng)記住，在球體中，利用經(jīng)度和緯度來確定位置。這就是地理坐標(biāo)系。例如，紐約的位置是（40.714°，-74.006°）。
但是，當(dāng)?shù)厍蚓哂械貓D投影時(shí)，這意味著它具有投影坐標(biāo)。例如，通用橫軸墨卡托系統(tǒng)通過經(jīng)度線將地球分成60個(gè)部分。設(shè)想把一個(gè)橙色切成60個(gè)楔形，這就是UTM系統(tǒng)的工作方式。
從這里開始，它將中央子午線 的值指定為500,000米。
關(guān)鍵要解決的是：
當(dāng)在球體上定位時(shí)，使用十進(jìn)制度數(shù)。但是，當(dāng)使用地圖投影時(shí)，則以米或英尺為單位來定位位置。
利用方程式可展開的曲面 將地球的角地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為XY直角坐標(biāo)。可展曲面是能夠在其上構(gòu)建地圖投影的幾何形狀。
實(shí)際上，某些地圖投影根本不使用可展開的表面，例如古德（Goode）和邦納（Bonne）投影。
地圖投影的示例
在整個(gè)人類歷史上，人們將地圖投影用于多種用途。探險(xiǎn)家使用墨卡托（Mercator）地圖繪制 恒向線，以在恒定的軌道方向上準(zhǔn)確行進(jìn)。實(shí)際上，之一張已知的地圖起源于希臘，并將世界視為圓柱形。
目前有成千上萬的地圖投影！
某些地圖投影對(duì)某些事物很有用，而其他地圖投影對(duì)其他事物也有好處。
北美使用的兩種最常見的地圖投影是Lambert正形圓錐和橫向墨卡托投影。
通用墨卡托（投影）
北美：墨卡托
通用墨卡托（投影）坐標(biāo)系 是一組標(biāo)準(zhǔn)的地圖投影，其中每個(gè)六度UTM區(qū)域都有一個(gè)中央子午線。即使Google地圖使用了墨卡托投影，它可以很好地保留形狀，并且北方始終向上。
但是墨卡托地圖投影的確對(duì)保護(hù)區(qū)不利。對(duì)于大多數(shù)人來說，這種投影很常見，因此對(duì)我們來說看起來不錯(cuò)。實(shí)際上，非洲在全球范圍內(nèi)是巨大的。但是格陵蘭島看起來和非洲一樣大，盡管實(shí)際上它只有非洲的1/14。墨卡托益智游戲說明了這一點(diǎn)。
Lambert正形圓錐
北美：Lambert正形圓錐
Lambert正形圓錐是從沿著兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平行線與橢球相交的圓錐中得出的。當(dāng)在平面上“展開”圓錐體時(shí)，這將成為數(shù)學(xué)上開發(fā)的表面。變形更大的是南北方向。通常，失真會(huì)隨著標(biāo)準(zhǔn)平行線的增加而增加。例如，此地圖投影嚴(yán)重地?cái)U(kuò)展了南美洲。
您最喜歡的地圖投影是什么？
空間參照系（緯度和經(jīng)度）用于在地球的橢球面上定位要素。可以使用經(jīng)度和緯度來定義地球上任何點(diǎn)的位置。這些點(diǎn)以角度單位（例如度，分鐘和秒）表示。
GIS中的大多數(shù)地圖都是二維形式。要使用這些地圖，需要使用一對(duì)坐標(biāo)的參考系統(tǒng)。
但是，當(dāng)將球形形狀轉(zhuǎn)換為平坦表面時(shí)，近似于地球的真實(shí)形狀。視選擇的地圖投影而定，某些投影可能會(huì)導(dǎo)致在將變形引入 形狀時(shí)保留地圖上要素之間的距離。在某些情況下，當(dāng)方向扭曲時(shí)，該區(qū)域可能被保留。
制圖人員選擇的地圖投影最能代表地圖上感興趣區(qū)域的目的，大小和形狀。
來源：開源地理空間基金會(huì)中文分會(huì)
來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/12d31
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