新地图投影的探讨

在国外，近年来地图投影的理论研究及其在各个领域的应用有很大的发展，发表了很多新著。近年来，我室为了提高地形图数学基础的精度，改进分幅图投影方案和满足区域图地图投影的需要，我们提出了双标准经线等角横圆柱投影，改良等角横圆柱投影，高斯-克吕格投影族，改良圆锥投影、改良圆柱投影和改良方位投影，以及一种多圆锥投影族的研究。下面对这些研究成果分别加以简略介绍，以供交     

利用算子微分研究投影变形理论

本文利用算子的微分矩阵研究投影变形理论,得到了新的等角、等面积和等距离投影的充要条件,并利用这些条件探求了等角圆锥投影以及等角和等面积圆柱投影的正反解变换。     

关于分幅图拼接裂隙距的计算方法

一.概述我国系列比例尺地形图1:2.5万-1:50万采用经差6°分带的高斯-克吕格投影,1:100万地形图采用纬差4°分带的等角圆锥投影,而早先的1:100万地形图采用改良多圆锥投影,它们都属按经纬线分幅的地图。由地图投影理论知道,上述分幅图投影变形都是十分小的,在使用它们时可以不顾及变形的影响,但多幅分幅图拼接时会产生裂隙角。例如相邻四幅改良多圆锥投影的1:100万地图拼接产生裂隙角的计算公式为     

极地海区等距离正圆柱投影平面上等角航线的展绘方法

墨卡托投影由于其纬度渐长的特性导致在极地海区投影存在严重的长度变形,无法在南北纬80°以外高纬度海区航海图中较好地应用。将长度变形程度明显低于墨卡托投影的等距离正圆柱投影作为极地海区的海图投影,研究了该投影平面中等角航线在极地海区的展绘方法。建立了等距离正圆柱投影平面上等角航线方程并对其曲率进行了分析,推导了绘制一般曲线形态的"以直代曲"公式;最后提出了一种可满足给定精度要求的等角航线展绘算法。实验结果表明:该算法简单易行,可在海图编绘规范规定的误差范围内,实现等角航线的精确展绘。     

不同比例尺下高斯投影面积变化研究

高斯投影是等角横切椭圆柱投影,具有等角性质,面积与长度均存在一定变形。现选取1∶10 000与1∶2 000比例尺图幅为数据基础,计算椭球梯形面积图幅与高斯投影面面积的差值,分析中央子午线和投影高程面变化所带来的影响。结果表明:图幅距离中央子午线越远其面积变形越大;投影面高程越大,其相对于椭球面面积变形越大,呈线性变化;大比例图幅能较好地控制误差。     

变比例尺城市平面地图的地图投影

变比例尺城市平面地图通常应用一般的城市平面地图编制。因此变比例尺地图所需要的地图投影实际是两平面之间的变换。本文提出一种采用过渡球面的方法：首先把一般城市平面地图表示于过渡球面上，然后把过渡球面表示于平面上成为变比例尺地图。两次投影可以分别采用现有的各种地图投影。因此这种变换的种类是很多的。本文论述了逆等距方位投影——正射透视投影、逆等距方位投影——等角横圆柱投影和逆等距切圆柱投影——普通多圆锥投影等三种变换，并导出了长度比公式。同时还指出，平面上的方格网经逆等距切圆柱投影后，其横线和纵线分别成为过渡球面上的经线圈和纬线圈。因此方格网可以进一步变换成为和现有的某一种地图投影经纬线网图形一样的曲线网。     

圆柱投影上的大圆

一些投影以更为有限的方式,如地图上沿着一个单一方向或一二条线上,把大圆表示为直线。例如正圆锥投影和圆柱投影把南北方向的大圆(子午线)表示为直线,圆柱投影上赤道形成的大圆也显示为直线。要“强迫”两点位于在投影上成为一条直线的大圆弧上是可能的。这就需要把“地球倾斜”,使得地图对投影的正常赤道定位呈横轴(90°)或斜轴(小于90°)的关系。例如图3(见上期64页原文,图4、图5同)展     

双重方位投影

方位投影是人们最熟悉的投影类之一,本文在分析普通方位投影变形的基础上,提出了双重方位投影的原理。所谓双重方位投影,就是将地球面用某种方法描写在辅助球面上,而后再用某种方法描写在平面上。两次可以采用相同之描写法,亦可采用不同之描写法。若用各种不同之描写法和不同之描写次序,可以得到许许多多双重方位投影,其中最有意义的要算是等距-透视双重方位投影了。用等距离投影法将地球表面描写在KR为半径的辅助球面上,而后再用透视投影法将辅助球面描写在平面上,即得等距-透视双重方位投影。等距-透视双重方位投影有二参数,一为辅助球半径之系致K,另一个是外心投影视点到辅助球心之距离D。改变这两个参数可得到透视方位投影（中心投影、球面投影、外心投影、正射投影）、等角方位投影、等距离方位投影、等面积方位投影,也可以得到索洛维也夫的双重和多重透视投影及金兹布尔格的新方位投影。等距-透视双重方位投影将彼此孤立的方位投影都作为自己的特例,在某种程度上起到了方位投影总结作用,在许许多多方位投影之间建立了联系。详细研究参数D和K的变化对投影变形的影响后,有可能给定两参数D和K以适当的值,拟定出适合各个制图区城的新双重方位投影。拟定新双重方位投影时,人们可以控     

山区长距离输水工程控制坐标框架建立关键技术研究

依据投影变形理论,提出了一种山区长距离输水工程控制坐标框架建立长度变形控制方法。针对高海拔、山区、长距离等输水工程特点,提出适用于建立独立工程坐标框架系统的关键技术解决方案。依据输水建筑分类分带代替国家标准3°分带,投影面的设置以各类输水线路起点和终点的高程取平均值来确定,能很好地控制高斯投影变形。尽量减少投影面和中央子午线设置个数,采用兼顾利用的原则进行优化计算。本文利用两个实例分别加以论证,充分证明该方法可以很好地控制长度变形。     

滇中引水工程独立坐标系统建立的关键技术研究

云南滇中引水工程具有测区跨度长、平均海拔高、高差变化大等特点,独立坐标系统的建立难度大。本文根据投影变形理论,结合滇中引水工程的特点,提出了适用性的建立独立坐标系统的关键技术解决方案。用1°带的分带方式替代常规的国家3°带分带,有效地控制工程的高斯投影变形;推导了新的适用于高原长距离工程的抵偿投影面求取方法,并结合滇中引水工程实际给出了优化的抵偿投影面设置方案。使用本文建议的独立坐标系统,工程综合变形的最大值能得到最优控制。