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。