第2讲-地理空间参照系统与地图投影.ppt

第2讲地理空间参照系统与地图投影第二讲地理空间参照系统与地图投影图2.1固体地球表面2.2地球模型地球表面地球模型：三级近似椭球名称一个国家或地区在建立大地坐标系时，为使地球椭球面更切合本国或本地区的自然地球表面，往往需要选择合适的椭球参数、确定一个大地原点的起始数据，并进行椭球的定位(大地原点）和定向。2.3空间坐标系统
地球上的任何一点都有其相应的空间位置,对该位置进行度量,则需要建立坐标系统。坐标系统是以地球参考椭球为依据建立的,一般采用三种方式:
大地坐标(地理坐标)系统
空间直角坐标系统
投影坐标系统地理坐标系是以地理极(北极、南极)为极点。
通过A点作椭球面的垂线，称之为过A点的法线。
法线与赤道面的交角，叫做A点的纬度B。
过A点的子午面与通过原英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做A点的经度L。空间直角坐标系统空间直角坐标系统空间直角坐标系统投影坐标系统
使用地图投影方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上任一点由大地/地理坐标（L,B）确定的点，在平面上必有一个与它对应的点，平面任一点的位置可以采用平面坐标或极坐标表示。2.4地图投影投影变形
地球椭球表面是一种不可能展开的曲面，要把这样一个曲面表现到平面上，就会发生裂隙或褶皱。在投影面上，可运用经纬线的“拉伸”或“压缩”（通过数学手段）来加以避免，以便形成一幅完整的地图。不可避免会产生变形。投影变形地图投影的变形，通常有：
长度变形
面积变形
角度变形
在实际应用中，根据使用地图的目的，限定某种变形。地图投影分类
按地图投影的构成方法分类
几何投影
按辅助投影面的类型划分
方位投影：以平面作为投影面
圆柱投影：以圆柱面作为投影面
圆锥投影：以圆锥面作为投影面
按投影面与地球自转轴间的方位关系划分
正轴投影：投影面的中心轴与地轴重合
横轴投影：投影面中心轴与地轴相互垂直
斜轴投影：投影面的中心轴与地轴斜交
按投影面与地球的位置关系划分
切投影：投影面与椭球面相切
割投影：投影面与椭球面相割
分离投影：投影面与椭球面相离切投影地图投影分类
按地图投影的构成方法分类
几何投影
非几何投影
伪方位投影：纬线为同心圆，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线，且相交于纬线的共同圆心；
伪圆柱投影：纬线为平行直线，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线；
伪圆锥投影：纬线为同心圆弧，中央经线为直线，其余经线均为对称于中央经线的曲线；
多圆锥投影：纬线为同周圆弧，其圆心均位于中央经线上，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线。地图投影分类
按地图投影的构成方法分类
按投影变形性质分类
等角投影（正形投影）
等面积投影
等距投影
任意投影地图类型常用投影之一——高斯－克吕格投影
实质上是横轴切圆柱正形投影高斯投影6°和3°带分带中央子午线常用投影之二——UTM投影
实质上是横轴割圆柱正形投影常用投影之三——兰勃特Lambert投影
实质上是正轴等角割圆锥投影地图投影的选择
选择制图投影时，主要考虑因素
制图区域的范围、形状和地理位置；
地图的用途、出版方式及其他特殊要求等，其中制图区域的范围、形状和地理位置是主要因素。
投影选择实例
世界地图，主要采用正圆柱、伪圆柱和多圆锥投影。在编绘世界航线图、世界交通图与世界时区图时也采用墨卡托投影。
中国出版的世界地图多采用等差分纬线多圆锥投影。
对于半球地图，东、西半球图常选用横轴方位投影；南、北半球图常选用正轴方位投影；水、陆半球图一般选用斜轴方位投影。
在东西延伸的中纬度地区，一般采用正轴圆锥投影，如中国与美国。
在南北方向延伸的地区，一般采用横轴圆柱投影或多圆锥投影，如智利与阿根廷2.5高程系统
高程是表示地球上一点至参考基准面的距离，它和水平量值一起，统一表达点在三维空间的位置。
高程基准：包括高程起算基准面和相对于这个基准面的水准原点(基点)高程。我国常用高程基准
1956年黄海高程基准
依据1950-1956验潮平均海面，原点在青岛市象山，H＝72.289m
1985国家高程基准
以1952-1979验潮资料,以青岛验潮站的平均海面重新计算，高程为H＝72.260m
上海吴淞高程基准（长江流域使用）
以一个比实测水位略低的高程为“0”高程－吴淞零点，民国10年在基准标石约300m处设立永久点，高程为5.1054m我国其它高程基准

大连高程基准
大沽高程基准
废黄河高程基准
坎门高程基准
罗星塔高程基准
珠江高程基准深度基准
深度基准是指海图图载水深及其相关要素的起算面。通常取当地平均海面向下一定深度为起算面，即深度基准面。我国深度基准
1956年以前：采用略最低低潮面(印度大潮低潮面)，大潮平均低潮面和实测最低潮面等为深度基准面。
1957年后：采用理论深度基准面。该