第四节方位投影.doc

第四节 方位投影 一、方位投影的概念和种类 方位投影是以平面作为投影面，使平面与地球表面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上所得到的图形。 本节只介绍常用的切方位投影，将地球半径视为R的球体。 方位投影可分为透视方位投影和非透视方位投影两类。 1.透视方位投影 利用透视法把地球表面投影到平面上的方法称为透视投影。 透视方位投影的点光源或视点位于垂直于投影面的地球直径及其延长线上，由于视点位置不同，因而有不同的透视方位投影。 ①当视点（光源）位于地球球心时，即视点距投影面距离为R时，称为中心射方位投影或球心投影。 ②当视点或光源位于地球表面时，即视点到投影面距离为2R时，称为平射方位投影或球面投影。 ③当视点或光源位于无限远时，投影线（光线）成为平行线，称为正射投影。 根据投影面和地球球面相切位置的不同，透视投影可分为三类： ①当投影面切于地球极点时，称为正轴方位投影。 ②当投影面切于赤道时，称为横轴方位投影。 ③当投影面切于既不在极点也不在赤道时，称为斜轴方位投影。 2.非透视方位投影 非透视方位投影是借助于透视投影的方式，而附加上一定的条件，如加上等积、等距等条件所构成的投影。在这类投影中有等距方位投影和等积方位投影。 二、正轴方位投影 投影中心为极点，纬线为同心圆，经线为同心圆的半径，两条经线间的夹角与实地相等。等变形线都是以投影中心为圆心的同心圆。 包括等角、等积、等距三种变形性质，主要用于制作两极地区图。 1.正轴等角方位投影 平射正轴方位投影又叫等角方位投影或球面投影。 投影条件：视点位于球面上，投影面切于极点。 特点： ①纬线投影为以极点为圆心的同心圆，纬线方向上的长度比大于1。 赤道上的长度变形比原来扩大1倍。 ②经线投影为以极点为圆心的放射性直线束，经线夹角等于相应的经差，沿经线方向上的长度比大于1，赤道上各点沿经线方向上的长度变形比原来扩大1倍。 ③这种投影的误差分布规律是，由投影中心向外逐渐增大。 ④经纬线投影后，仍保持正交，所以经纬线方向就是主方向，又因为m = n，即主方向长度比相等， ⑤没有角度变形，但面积变形较大，在投影边缘面积变形是中心的四倍。 2.正轴等距方位投影 等距方位投影属于任意投影，它既不等积也不等角。投影后经线保持正长，经线上纬距保持相等。 经纬网的构成： 纬线投影后为同心圆，经线投影为交于纬线同心的直线束，经线投影后保持正长，所以投影后的纬线间距相等。经纬线投影后正交，经纬线方向为主方向。 角度、面积等变形线为以投影中心为圆心的同心圆。 在此投影中，球面上的微圆投影为椭圆，且误差椭圆的长半径和纬线方向一致，短半径与经线方向一致，并且等于 微圆半径r 又由于自投影中心，纬线扩大的程 度越来越大，所以变形椭圆的长半径也越来越 长，椭圆就越来越扁了。 等距正轴方位投影常用来做两极的投影。 三、横轴方位投影 平面与球面相切，其切点位于赤道上的任意点。特点：通过投影中心的中央经线和赤道投影为直线，其他经纬线投影后都是对称于中央经线和赤道的曲线。 1.横轴等距方位投影 其特点是在中央经线上从中心向南向北，纬线间隔相等；在赤道上，自投影中心向西，向东，经线间隔是逐渐扩大的。 2.横轴等积方位投影 其特点是在中央经线上从中心向南向北，纬线间隔是逐渐缩小的；在赤道上，自投影中心向西，向东，经线间隔也是逐渐缩小的。 四、斜轴方位投影 投影面切于两极和赤道间的任意一点上。在这种投影中，中央经线投影为直线，其他经线投影为对称于中央经线的曲线，纬线投影为曲线。 1.斜轴等距方位投影 其特点是在中央经线上自投影中心向上、向下纬线间隔是相等的。 2.等积斜轴方位投影 其特点是在中央经线上自投影中心向上、向下的纬线间隔逐渐减小。 若间隔是逐渐增大的，是等角斜轴方位投影。 五、 横轴和斜轴方位投影的变形分布规律 横轴和斜轴方位投影的变形大小和分布规律与正轴投影完全一致，在横轴和斜轴投影中，由于投影面的中心点不在地理坐标的极点上，如果仍用地理坐标决定地面点的位置，而将这一点投影到平面上，就变得复杂了。但是如果我们在地球表面上重新建立一种新的坐标系，使新坐标系的极点在投影面的中心点上，这样对于横轴和斜轴投影来说，投影面与新极点的关系，也就和正轴投影的投影面与地理极的关系一样了，这样问题就简单多了，正轴的公式就可以应用到横轴和斜轴投影中去，而只是地面上点的位置用不同的坐标系