GIS学习笔记地图投影与GPS参数计算

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2024年6月6日发(作者：)

参数计算学习笔记——地图投影与GPSGIS

、椭球体 1

而基

准面的定义则由特定椭球体及其对应的转GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确

定，

换参数确定。基准面基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地

区均有各自的基准面。

是在椭球体基础上建立的，椭球体可以对应多个基准面，而基准面只一个椭球体。

椭球体的几何定义：

为短半轴。为长半轴，b为旋转轴， O是椭球中心，NSa 子午圈：包含旋转轴的平面与椭

球面相截所得的椭圆。

纬圈：垂直于旋转轴的平面与椭球面相截所得的圆，也叫平行圈。 赤道：通过椭球中

心的平行圈。 基本几何参数：

是子午椭圆的焦点离开中心'和α反映了椭球体的扁平程度。偏心率ee称为长度元素；扁率、其

中 ab 的距离与椭圆半径之比，它们也反映椭球体的扁平程度，偏心率愈大，椭球愈扁。 套

用不同的椭球体，同一个地点会测量到不同的经纬度。下面是几种常见的椭球体及参数列表。

几种常见的椭球体参数值

2、地图投影

地球是一个球体，球面上的位置，是以经纬度来表示，我们把它称为“球面坐标系統”或“地

理坐标系統”。在球面上计算角度距离十分麻烦，而且地图是印刷在平面纸张上，要将球面上的

物体画到紙上，就必须展平，这种将球面转化为平面的过程，称为“投影”。

经由投影的过程，把球面坐标换算为平面直角坐标，便于印刷与计算角度与距离。由于球面無法

百分之百展为平面而不变形，所以除了地球仪外，所有地图都有某些程度的变形，有些可保持面

积不变，有些可保持方位不变，视其用途而定。

目前国际间普遍采用的一种投影，是即横轴墨卡托投影（Transverse Mecator Projection），又

称为高斯-克吕格投影（Gauss-Kruger Projection），在小范围内保持形状不变，对于各种应用较为

方便。我们可以想象成将一个圆柱体橫躺，套在地球外面，再将地表投影到这个圆柱上，然后将

圆柱体展开成平面。圆柱与地球沿南北经线方向相切，我们将这条切线称为“中央经线”。

在中央经线上，投影面与地球完全密合，因此图形没有变形；由中央经线往東西两侧延伸，

地表图形会被逐渐放大，变形也会越来越严重。

为了保持投影精度在可接受范围内，每次只能取中央经线两侧附近地区来用，因此必须切割

为许多投影带。就像将地球沿南北子午线方向，如切西瓜一般，切割为若干带状，再展成平面。

目前世界各国军用地图所采用之 UTM 坐标系統 (Universal Transverse Mecator Projection

System)，即为横轴投影的一种。是将地球沿子午线方向，每隔 6 度切割为一带，全球共切割为

60 个投影带

本文标签： 平面椭球球面