卡西尼号

虽然卡西尼投影已基本上被横轴墨卡托投影所取代,但在美国以外的地区,它的使用仍然有限,直到20世纪初,它还是主要的地形测绘投影之一。

Classification

横斜圆柱

可用表格

正向和反向,球形和椭圆形

限定区域

全球,但最好用在中央子午线附近的狭长区域

Alias

货运财务结算系统

Domain

二维

输入类型

大地坐标

输出类型

投影坐标

卡西尼

项目字符串: +proj=cass

使用

在19世纪下半叶,卡西尼号的球形版本很少被使用,但是卡西尼号的椭圆形索尔德纳版本被英国军械测量局用于英国的官方测量 [Steers1970] . 其中许多地图是按1:2500的比例绘制的。卡西尼索尔德纳号在同一时期也被用于绘制许多德国国家的详细地图。

使用EPSG 30200(特立尼达1903,克拉克链接中的单位)的示例:

$ echo 0.17453293 -1.08210414 | proj +proj=cass +lat_0=10.44166666666667 +lon_0=-61.33333333333334 +x_0=86501.46392051999 +y_0=65379.0134283 +a=6378293.645208759 +b=6356617.987679838 +to_meter=0.201166195164
66644.94    82536.22

使用EPSG 3068(Soldner Berlin)的示例:

$ echo 13.5 52.4 | proj +proj=cass +lat_0=52.41864827777778 +lon_0=13.62720366666667 +x_0=40000 +y_0=10000 +ellps=bessel +units=m
31343.05    7932.76

选项

备注

卡西尼投影的所有选项都是可选的。

+lat_0=<value>

投影中心的纬度。

默认为0.0。

+lon_0=<value>

投影中心的经度。

默认为0.0。

+x_0=<value>

假东距。

默认为0.0。

+y_0=<value>

假北距。

默认为0.0。

+ellps=<value>

内置椭球体定义的名称。

看见 椭球体 获取更多信息,或执行 proj -le 以获取内置椭圆体名称的列表。

默认为“GRS80”。

+R=<value>

球体的半径,以米为单位。如果与一起使用 +ellps+R 优先。

看见 椭球体尺寸参数 了解更多信息。

+hyperbolic

使用标准Cassini-Soldner投影的修改形式,称为双曲Cassini-Soldner投影。这尤其用于斐济瓦努阿列夫岛的“瓦努阿列乌网格”(EPSG:3139)

数学定义

描述卡西尼投影的公式取自 [Snyder1987] .

\(\phi_0\) 与地图中心匹配的原点纬度(默认为0)。它可以设置为 +lat_0 .

球形

正向投影

\[x=\arcin(\cos(\phi)\sin(\lambda))\]
\[y=\arctan2(\tan(\phi),\cos(\lambda))-\phi\u 0\]

反投影

\[\φ=\arcin(\sin(y+\phi\u 0)\cos(x))\]
\[\λ=\arctan2(\tan(x),\cos(y+\phi_))\]

椭球形

正向投影

\[N=(1-e^2\sin^2(\phi))^{-1/2}\]
\[T=\tan^2(\phi)\]
\[A=\lambda\cos(\phi)\]
\[C=\frac{e^2}{1-e^2}cos^2(\phi)\]
\[x=N(A-T\frac{A^3}{6}-(8-T+8C)T\frac{A^5}{120})\]
\[y=M(\phi)-M(\phi\u0)+N\tan(\phi)(\frac{A^2}{2}+(5-T+6C)\frac{A^4}{24})\]

M()是子午距离函数。

反投影

\[\phi'=M^{-1}(M(\phi\u 0)+y)\]

如果 \(\phi' = \frac{{\pi}}{{2}}\) 然后 \(\phi=\phi'\)\(\lambda=0\)

否则,使用 \(\phi'\)

\[R=(1-e^2)(1-e^2 sin^2\phi')^{-3/2}\]
\[D=x/N\]
\[\phi=\phi'-\tan\phi'\frac{N}{R}(\frac{D^2}{2}-(1+3T)\frac{D^4}{24})\]
\[\lambda=\frac{(D-T\frac{D^3}{3}+(1+3T)T\frac{D^5}{15}}{\cos\phi'}\]

进一步阅读

  1. Wikipedia

  2. EPSG, POSC literature pertaining to Coordinate Conversions and Transformations including Formulas