如上图。光线打到物体上,使得物体产生的阴影形状,就叫它的投影。这个不难理解。
这里我想问一个问题:既然投影物体,是不变的,那么我把投影的平面改为曲面呢?
这就产生了不同的投影,比如投射到一个圆锥面上,一个圆柱面上,一个平面上...等等。
不同的投影方式有不同的用途,也有了不同的投影名称。
但是,PCS是基于存在的GCS的,这个直接规定。没有GCS,就无从谈PCS,PCS是GCS上的地物投射到具体投影面的一种结果。
即:PCS=GCS 投影方式
2.2 我国常见投影
2.2.1 高斯克吕格投影/横轴墨卡托投影
英文名Gauss Kruger。在一些奇奇怪怪的原因中,又名横轴墨卡托投影,英文名Transverse Mercator。
它的投影面是椭圆柱面,假设椭圆柱躺着,和地轴垂直,而且投影面与之相切,就是横轴墨卡托了
中央那条黑线就是投影中心线,与椭圆柱面相切。这条线逢360°的因数就可以取,一般多用3度带、6度带。
就是说,这个投影椭圆柱面可以继续绕着地轴继续转,图中还有一条经线,两条相差6度。
椭圆柱面旋转6度,继续投影,直到360/6=60个投影带投影完毕。
注意3度带和6度带的起算经线不同,以及Y方向(赤道方向)前需要加投影带号。
高斯克吕格已经广为熟知了,我就不作具体介绍,大家可以找比我解释的更好的,我只是摆个图希望大家看的更仔细。
这个投影的特点是,等角/横/切椭圆柱/投影。
即
- 投影后的地图,角度不变,面积有变。离中央经线越远的地区,面积变化越大。此投影合适用于导航。
- 投影椭圆柱面是横着的;
- 投影椭圆柱面与椭球体相切。
适用比例尺:1:2.5万~1:100万等使用6度分带法;1:5000~1:10000使用3度分带法。
【注】在ArcGIS中,不同的GCS的PCS是不同的,以CGCS2000、西安80和北京54为例:
CGCS2000_3_Degree_GK_CM_111E:CGCS2000的GCS下,使用高斯克吕格3度分带法,以中央经线为东经111度的投影带的投影坐标系
CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_30:CGCS2000的GCS下,使用高斯克吕格3度分带法,第30个投影带的投影坐标系
Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_111E:北京54的GCS下,使用高斯克吕格3度分带法,以中央经线为东经111度的投影带的投影坐标系
Beijing_1954_3_Degree_GK_Zone_35:北京54的GCS下,使用高斯克吕格3度分带法,第35个投影带的投影坐标系
Xian_1980_3_Degree_GK_CM_111E:西安80的GCS下,使用高斯克吕格3度分带法,以中央经线为东经111度的投影带的投影坐标系
Xian_1980_3_Degree_GK_Zone_34:西安80的GCS下,使用高斯克吕格3度分带法,第34个投影带的投影坐标系
不难发现,都是以GCS起头的命名法。
2.2.2 墨卡托投影
英文名Mercator投影。
数学上,投影面是一个椭圆柱面,并且与地轴(地球自转轴)方向一致,故名:“正轴等角切/割圆柱投影”。
既可以切圆柱,也可以割圆柱。
其实就是高斯克吕格的圆柱面竖起来。
2.2.3 通用横轴墨卡托投影(UTM投影)
英文全称Universal Transverse Mercator。是一种“横轴等角割圆柱投影”
和高斯克吕格类似,高斯克吕格的投影面是与椭球面相切的,这货与椭球面相割。
实质上
UTM投影=0.9996高斯投影
其余性质都和高斯克吕格投影一样。
割于纬度80°S和84°N。中央经线投影后,是原长度的0.9996倍。
不过,起算投影带是180°经线,174°W则是第二个投影带的起算经线。
由于有以上优点,UTM投影被许多国家和地区采用,作为大地测量和地形测量的投影基础。
【注】UTM投影是我国各种遥感影像的常用投影。
【注2】UTM投影在ArcGIS中的定义
例如:
WGS_1984_UTM_Zone_50N,就代表WGS1984的GCS下,进行UTM投影,投影带是50N.
WGS_1984_Complex_UTM_Zone_25N,就代表WGS1984的GCS下,进行3度分带UTM投影,投影带是25N.
2.2.4 Lambert投影
中文名兰伯特投影、兰博特投影。
我国地形图常用投影,比如1:400万基础数据:
(GCS是北京54)可以看到授权是自定义,说明这个投影是自定义的,没有被官方收录。等到第三部分再说怎么自定义投影。
我国的基本比例尺地形图(1:5千,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万,1:100万)中,1:100万地形图、大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图多采用Lambert投影。
兰伯特投影是一种“等角圆锥投影”。
ArcGIS中的投影系一般带有Lambert_Conformal_Conic等字样,国际上用此投影编制1∶100万地形图和航空图
它就像是一个漏斗罩在乒乓球上: