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如何選擇地圖投影

地圖投影的選擇是否恰當,直接影響地圖的精度和使用價值。用不同投影方法建立的經緯網形式不同,它們的變形性質和變形分佈規律也各不相同。在實際應用中,應儘可能地使地圖投影的變形最小。目前沒有哪一種投影轉換方式可以完整、無變形地表達地球真實表面。選擇地圖投影時應綜合考慮製圖區域的範圍、形狀和地理位置以及地圖的用途等幾個因素。

地圖投影選擇的影響因素

  • 製圖區域大小、形狀和地理位置的影響
  • 地圖變形與製圖區域大小有關,製圖區域越大,則投影選擇越複雜。對很小的區域,無論採用什麼樣的投影方案,其變形都是很小的。以我國最大的新疆維吾爾自治區為例,其區域範圍的大小對整個地球表面來說是“不大的”,所以為該區設計任何投影方案都是可行的。然而,像世界地圖、半球地圖、各大洲與大洋地圖等,其區域範圍很大,投影所產生的變形亦很大,所以需要考慮的投影方案有很多,使投影選擇變得複雜。製圖區域的大小是根據投影所能達到的最大變形值來確定的。一般規定為:當製圖區域的面積不超過500萬至600萬平方公里時,即在常用投影中長度變形約為0.5%時,稱為“不大的”區域;當製圖區域面積大於3500萬至4000萬公里時,即在投影中長度變形達2~3%時,稱之為“中等”區域;如果製圖區域在投影中的長度變形大於3%時,就為“大區域”。

    除了製圖區域的大小對投影的選擇有影響以外,製圖區域的形狀、地理位置也決定了某一區域適用的投影方案。選用投影時最好使等變形線與製圖區域的輪廓形狀基本一致。方位投影的變形線的形狀是以投影中心為圓心的圓形,所以它最適合表示具有圓形輪廓的區域;兩極及其附近地區採用正軸方位投影、以赤道為中心的地區採用橫軸方位投影、中緯地區採用斜軸方位投影。當製圖區域沿東西方向延伸且處於中緯地區時,則宜採用正軸圓錐投影,如中國、美國等。當製圖區域在赤道附近或處於赤道兩側沿東西方向延伸時,應採用正軸圓柱投影,如印度尼西亞。當製圖區域沿南北方向延伸,一般採用橫軸圓柱投影和多圓錐投影,如南美洲的阿根廷、智利;對於任意方向延伸的地區,可選用斜軸圓柱投影。

    在世界地圖中常用墨卡託投影(等角正軸投影)來繪製世界航線圖、世界交通圖、世界時區圖,也有用任意圓柱投影繪製時區圖。我國出版的世界地圖多采用等差分緯線多圓錐投影,這對於表現我國形狀以及與四鄰的對比關係較好,但投影的邊緣地區變形較大。對東、西半球地圖常選用橫軸方位投影,南、北半球圖選用正軸方位投影,水、陸半球圖則選用斜軸方位投影。

  • 地圖的用途
  • 地圖的用途也是影響投影選擇的一個因素,不同用途的地圖要求的投影變形不同。如行政區劃圖、人口密度圖、經濟地圖等對面積精度要求較高,因此應選用等積投影;等角投影則較適用於航海圖、航空圖、天氣圖、軍用地形圖等,能正確的表示方向,且在小區域內可保持地圖與實地的相似。教學用圖、宣傳用圖則對各方面的變形要求都不高,可選用任意投影。

    有些地圖有特殊要求,則要選用特定的投影方式。如時區圖要求經線成平行直線,因此只能選用正軸圓柱投影。當繪製中國行政區圖時,對南海諸島採用斜方位投影或彭納投影。

地圖投影的選擇

地圖投影方法及分類名目眾多,在不同的場合和用途下會用到不同的地圖投影,下面列舉不同區域範圍常用的地圖投影。

世界地圖的投影:保證全球整體變形不大,多圓錐投影,任意偽圓柱投影等。

半球地圖的投影:東西半球有橫軸等面積(等角)方位投影;南北半球有正軸等面積(等角、等距離)方位投影。

各大洲地圖的投影:各州都選用了斜軸等面積方位投影,此外,亞洲和北美洲(彭納投影)、歐洲和大洋洲(正軸等圓錐投影)、南美洲(桑遜投影)。

我國各種地圖投影:全國地圖(各種投影,Lamgert 投影居多)、分省區地圖(各種投影,最常見高斯-克呂格投影)、大比例尺地形圖(高斯-克呂格投影)。

我國基本比例尺地形圖的投影方案及使用

我國地圖投影方案規定如下:

  • 我國1:1萬和大於1:1萬的地形圖規定採用3度分帶的高斯—克呂格投影。投影的最大長度變形為0.0345%,最大面積變形為0.069%。
  • 我國1:2.5萬至1:50萬地形圖規定採用6度分帶的高斯—克呂格投影,投影最大長度變形為0.138%,最大面積變形為0.276%。
  • 我國新編1:100萬地形圖採用 Lambert 投影,這是一種邊緣緯線與中緯線變形絕對值相等的正軸等角圓錐投影,其分幅原則與國際地理學會規定的全球統一使用的國際百萬分之一地圖投影保持一致。
  • 下面的表格顯示列舉了常用的地圖物件的投影型別和投影引數。

    地圖型別 所用投影 主要技術引數
    中國全圖 斜軸等面積方位投影
    斜軸等角方位投影
    投影中心:
    φ=27°30′λ=+105°
    或φ=30°30′λ=+105°
    或φ=35°00′λ=+105°
    中國全圖
    (南海諸島做插圖)
    正軸等面積割圓錐投影
    (Lambert 投影)
    標準緯線:φ1=25°00′,φ2=47°00′
    中國分省(區)地圖
    (海南省除外)
    正軸等角割圓錐投影
    正軸等面積割圓錐投影
    各省(區)圖分別採用各自標準緯線
    中國分省(區)地圖
    (海南省)
    正軸等角圓柱投影
    國家基本比例尺地形圖系列
    1:100萬
    正軸等角割圓錐投影 按國際統一4°×6°分幅,
    標準緯線:φ1≈φs+35′,φ2≈φn+35′
    國家基本比例尺地形圖系列
    1:2.5萬~1:50萬
    高斯一克呂格投影
    (6°分帶)
    投影帶號(N):13~23
    中央經線:λ0=(N×6-3)°
    國家基本比例尺地形圖系列
    1:5000~1:1萬
    高斯一克呂格投影
    (3°分帶)
    投影帶號(N):24~46
    中央經線:λ0=(N×3)°
    城市圖系列
    (1:500~1:5000)
    城市平面局域投影
    或城市區域性座標的高斯投影