摘要: 什么是地图投影？ 地球是球形 （或接近球形）的蓝色大理石。这就是为什么地球仪是代表地球的最佳方式的原因。 但是地球仪很难随身携带，只能看到地球仪的一侧，最重要的是，很难测量距离，且距离不如纸质地图方便。 这就是为什么在地球上使用地图投影并将其平面化为二维的原...
什么是地图投影？
地球是球形 （或接近球形）的蓝色大理石。这就是为什么地球仪是代表地球的最佳方式的原因。
但是地球仪很难随身携带，只能看到地球仪的一侧，最重要的是，很难测量距离，且距离不如纸质地图方便。
这就是为什么在地球上使用地图投影并将其平面化为二维的原因。然而，当找出答案时，就无法在没有变形的情况下以二维表示地球表面。
最重要的是，所有类型的地图投影都具有保留不同属性的优点和缺点。
橙子去皮，将皮展开
设想有一个橙子。这是想象中的地球。从任何方向看时，都无法看到它的所有侧面。但是，当剥开橙子，将皮弄平并拉长时，便可以看到所有内容。
类似地，地图投影是制图师将球体或地球仪转换为二维表示的一种方法。换言之，地图投影系统地将地球的3D椭球（或椭球形）渲染到2D地图表面。
在二维表面上表示球体的方法有多种方式... 像杰森戴维斯一样受欢迎的地图投影过渡可视化器。
由于无法在二维上完美显示3D曲面，因此总是会失真。例如，地图投影会扭曲距离、方向、比例和面积。
每个预测都有优点和缺点。总而言之，由制图者决定哪种投影最适合其目的。
地图投影中的可展开曲面
地图投影采用可展曲面，例如圆柱体，圆锥体和平面。
可展曲面的目标是在二维平面上平展世界。
每个曲面均基于这些几何形状进行数学渲染。
圆锥投影
当在地球上放置一个圆锥体并将其展开时，会产生一个圆锥投影。例如，Albers等面积圆锥曲线和Lambert共形圆锥投影就是圆锥投影。
这两种地图投影都非常适合绘制东西长区域的地图，由于沿着公共平行线的失真是恒定的。
但是在投射整个星球方面很纠结。当该区域失真时，比例尺大部分被保留。对于圆锥地图投影，图像底部的距离失真最大。
圆柱投影
当将圆柱体放置在地球上并展开时，会得到圆柱体投影。奇怪的是，会看到例如墨卡托（Mercator）和米勒（Miller）的 圆柱形地图投影，即使它膨胀了北极。
但是为什么导航者甚至谷歌地图使用墨卡托投影都是有道理的 ——这都是因为圆柱和向北始终都朝上的独特属性。
可以将其放置在垂直，水平或倾斜的位置，例如“国家平面坐标系”。每个人在绘制世界地图时都有自己的用途。
方位投影
这些类型的投影使用平面绘制地球表面。类似于从光源沿直线放射的光线，这些光线以各种角度将地球拦截到平面上。
光源可以从不同的位置发射，从而形成不同的方位投影。例如，座标，立体和正投影是常见的方位投影。
地图投影和坐标系
请记住，在球体中，利用经度和纬度来确定位置。这就是地理坐标系。例如，纽约的位置是（40.714°，-74.006°）。
但是，当地球具有地图投影时，这意味着它具有投影坐标。例如，通用横轴墨卡托系统通过经度线将地球分成60个部分。设想把一个橙色切成60个楔形，这就是UTM系统的工作方式。
从这里开始，它将中央子午线 的值指定为500,000米。
关键要解决的是：
当在球体上定位时，使用十进制度数。但是，当使用地图投影时，则以米或英尺为单位来定位位置。
利用方程式可展开的曲面 将地球的角地理坐标转换为XY直角坐标。可展曲面是能够在其上构建地图投影的几何形状。
实际上，某些地图投影根本不使用可展开的表面，例如古德（Goode）和邦纳（Bonne）投影。
地图投影的示例
在整个人类历史上，人们将地图投影用于多种用途。探险家使用墨卡托（Mercator）地图绘制 恒向线，以在恒定的轨道方向上准确行进。实际上，第一张已知的地图起源于希腊，并将世界视为圆柱形。
目前有成千上万的地图投影！
某些地图投影对某些事物很有用，而其他地图投影对其他事物也有好处。
北美使用的两种最常见的地图投影是Lambert正形圆锥和横向墨卡托投影。
通用墨卡托（投影）
北美：墨卡托
通用墨卡托（投影）坐标系 是一组标准的地图投影，其中每个六度UTM区域都有一个中央子午线。即使Google地图使用了墨卡托投影，它可以很好地保留形状，并且北方始终向上。
但是墨卡托地图投影的确对保护区不利。对于大多数人来说，这种投影很常见，因此对我们来说看起来不错。实际上，非洲在全球范围内是巨大的。但是格陵兰岛看起来和非洲一样大，尽管实际上它只有非洲的1/14。墨卡托益智游戏说明了这一点。
Lambert正形圆锥
北美：Lambert正形圆锥
Lambert正形圆锥是从沿着两个标准平行线与椭球相交的圆锥中得出的。当在平面上“展开”圆锥体时，这将成为数学上开发的表面。变形最大的是南北方向。通常，失真会随着标准平行线的增加而增加。例如，此地图投影严重地扩展了南美洲。
您最喜欢的地图投影是什么？
空间参照系（纬度和经度）用于在地球的椭球面上定位要素。可以使用经度和纬度来定义地球上任何点的位置。这些点以角度单位（例如度，分钟和秒）表示。
GIS中的大多数地图都是二维形式。要使用这些地图，需要使用一对坐标的参考系统。
但是，当将球形形状转换为平坦表面时，近似于地球的真实形状。视选择的地图投影而定，某些投影可能会导致在将变形引入 形状时保留地图上要素之间的距离。在某些情况下，当方向扭曲时，该区域可能被保留。
制图人员选择的地图投影最能代表地图上感兴趣区域的目的，大小和形状。
