[科普中国]-横轴投影

地图投影

地球是一个球体，球面上的位置，是以经纬度来表示，我们把它称为“球面坐标系统”或“地理坐标系统”。在球面上计算角度距离十分麻烦，而且地图是印刷在平面纸张上，要将球面上的物体画到纸上，就必须展平，这种将球面转化为平面的过程，称为“投影”。

经由投影的过程，把球面坐标换算为平面直角坐标，便于印刷与计算角度与距离。由于球面无法百分之百展为平面而不变形，所以除了地球仪外，所有地图都有某些程度的变形，有些可保持面积不变，有些可保持方位不变，视其用途而定。

横轴投影分类横轴投影又称“赤道投影”。投影面的轴与地球自转轴相垂直的一类投影。横轴方位投影是投影面与赤道一点相切，常用于制作东、西半球图，或者赤道附近地区图2；横轴圆柱投影是圆柱面与一条经线相切，国家基本地形图所采用的高斯-克吕格投影也属于横轴圆柱投影；横轴圆锥投影是圆锥面与某一小圆相切。横轴圆锥投影构成的经纬线网很复杂，很少用3。

横轴圆柱投影实例目前国际间普遍采用的一种横轴圆柱投影投影是横轴墨卡托投影（Transverse Mecator Projection），在小范围内保持形状不变，对于各种应用较为方便。我们可以想象成将一个圆柱体横躺，套在地球外面，再将地表投影到这个圆柱上，然后将圆柱体展开成平面。圆柱与地球沿南北经线方向相切，我们将这条切线称为“中央经线”。

在中央经线上，投影面与地球完全密合，因此图形没有变形；由中央经线往东西两侧延伸，地表图形会被逐渐放大，变形也会越来越严重。为了保持投影精度在可接受范围内，每次只能取中央经线两侧附近地区来用，因此必须切割为许多投影带。就像将地球沿南北子午线方向，如切西瓜一般，切割为若干带状，再展成平面。可将地球沿子午线方向，每隔6度切割为一带，全球共切割为60个投影带。

在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点，墨卡托投影地图常用作航海图和航空图，如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行，方向不变可以一直到达目的地，因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件，给航海者带来很大方便。