GIS实战：投影变换教程与问题解答（上）

地图投影基本概念

地图投影

地图投影是利用一定数学法则把地球表面转换到平面上的理论和方法。由于地球表面不可二维展开，所以任何数学方法进行这种转换都会产生误差和变形，按照不同的需求缩小误差，就产生了各种投影方法。

投影变换则是将一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的过程。研究投影点坐标变换的理论和方法。

GIS中的坐标系是由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定，因此欲正确定义GIS系统坐标系，首先要理清地球椭球体、大地水准面及地图投影三者的基本概念及相互之间的关系。

地理坐标系

地理坐标系是使用三维球面来定义地球表面位置，实现通过经纬度对地球表面点位引用的坐标系。

地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统；

描述地球上某一点所处的位置；

某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义。

MapGIS提供116种标准椭球可选择设置。

地理坐标系包括椭球体、角度单位和本初子午线三部分。

我国常用的地理坐标系

我国常用地理坐标系及其参数如下：

投影坐标系基本概念

与地理坐标系不同，在二维空间范围内，投影坐标系的长度、角度和面积恒定。不过，将地球表面表示为平面地图的所有地图投影会在某些方面（例如距离、面积、形状或方向）产生变形。某一地图投影可能用于保持形状不变，而另一投影可能用于保持面积不变（等角投影与等积投影）。用户可通过使用合适所需用途、特定地理位置和范围的地图投影来解决上述限制。GIS软件也支持在坐标系之间进行信息转换，以支持对具有不同坐标系的数据集进行整合。

我国常用的投影坐标系

我国常用投影坐标系如下：

投影坐标系 高斯—克吕格投影

高斯-克吕格投影简称“高斯投影”，又名“等角横轴切圆柱投影”。

高斯投影将地球划分为若干个带，先将每个带投影到圆柱面上。然后展成平面。可以设想将一个空心的椭圆柱横套地球，使椭圆柱的中心轴线位于赤道面内并通过球心。将地球按6°分带, 从0°起算往东划分, 0°～6°为第1带, 6°～12°为第2带，…… ，174°～180°为第30带,东西半球共分60个投影，按带进行投影。

投影坐标系 墨卡托投影

墨卡托投影，又称“正轴等角圆柱投影”。假设地球被围在一中空的圆柱里，其基准纬线与圆柱相切（赤道）接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅选定基准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。

投影坐标系 兰伯特投影

1.等角圆锥投影

投影后纬线为同心圆圆弧，经线为同心圆半径。没有角度变形。

适于制作沿纬线分布的中纬度地区中、小比例尺地图。

国际上用此投影编制1∶100万地形图和航空图。

中国地图和分省地图也是采用的兰伯特投影。

2.等积方位投影

设想球面与平面切于一点，按等积条件将经纬线投影于平面而成。

投影变换实操详见下一篇文章，感谢关注 

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