[摘要]为什么要进行地图投影（地图投影是为了解决什么），关于《为什么要进行地图投影（地图投影是为了解决什么）》的内容介绍。GIS中为什么要考虑地图投影? 关于为什么要地图投影,这样考虑? 如果我绘制了一幅地图,自己看看,或者打印出...
为什么要进行地图投影（地图投影是为了解决什么），关于《为什么要进行地图投影（地图投影是为了解决什么）》的内容介绍。
GIS中为什么要考虑地图投影? 关于为什么要地图投影,这样考虑? 如果我绘制了一幅地图,自己看看,或者打印出来给别人看看,或者截图放在文档里面,可不可以没有地图投影信...
GIS中为什么要考虑地图投影?
关于为什么要地图投影,这样考虑?
如果我绘制了一幅地图,自己看看,或者打印出来给别人看看,或者截图放在文档里面,可不可以没有地图投影信息?我觉得可以,没有问题.
如果要把我做的数据,发给别人,和别人已有的数据套合在一起显示（同一地区的）,显然为了保证能够套合,得要求“坐标范围”一致,也就是说在一个GIS下打开的时候自然而然能叠加在一起显示,那么这个时候,没有地图投影信息也是可以接受的.但是有可能大家已有的数据使用了不同的坐标系,例如我的数据是地理坐标的,图上坐标都是经纬度,你的数据是平面坐标的,都是类似（38512933,3212442）这样的坐标,可不在经纬度表示的范围内,这个时候要把数据显示在一起,就要求两个数据之间建立一种转换的关系,也就是说,我的数据可以转换到你的数据的坐标系上,或者你的数据转到我的坐标系上.在GIS系统中,是提供了这样的坐标系转换的工具的,不过得先告诉系统,你的数据现在的坐标系是什么样,通常坐标系中很重要的部分是“地图投影”（当然地理坐标系没有投影）,所以先要设置好地图投影,然后GIS系统才能知道如何转换到其他坐标,这个时候,你的数据就必须有地图投影（或者说延伸为坐标系）了!
所以说到这里,为什么GIS中要考虑地图投影?
其实主要原因是为了数据能够在使用过程中方便的转换到其他坐标系中,另一主要的目的是使用你的数据的人结合数据坐标系信息（一般包含有地图投影信息）才能知道你的数据是在什么位置,坐标又是什么含义,不然直接蹦出来一个坐标,可能无法确定是对于的什么地理位置.
投影变换
大家好，本节我们将为大家介绍地图的投影变换。
下图为亚特兰蒂斯（Atlantis）投影地图，展示了大西洋在一个长的，连续的条带与地图的主要维度对齐，是以西经30°，北纬45°N为中心的倾斜的投影。
沃特曼蝴蝶（ Waterman Butterfly ）投影是将球体投影到多面体上，将地球分为八个八度体，每个子午线在其相应的八分体中被绘制为三个直线段，每个线段尤其定义在四个“等线分割”中的两个端点上。
本次课程主要有三部分组成，包括地图投影的原理、地图投影的方式，以及地图投影的变形。其中重点是地图投影的方式，下面我们来一起看一下：
首先大家来思考一下，为什么要进行地图投影，由于地球是一个赤道略宽、两极略扁的不规则的梨形球体，所以它的表面是一个不可展平的曲面，运用任何数学方法进行这种转换，都会产生误差和变形，我们需要利用投影来缩小误差。
我们生活在一个三维的世界中，我们所看到或触摸到的任何一个物体都是三维的，它们都有其长度、宽度和高度。地球同样是个三维物体，然而我们日常看到的大多数地图却是二维的——只有长度和宽度。
那么人们是怎样把地球绘制成地图的呢？我们做了这样一个实验，像橘子这样一个三维物体，被橘子皮包裹着，当把橘子皮剥开并且展开之后，我们就能够类似地把它看成是一个二维物体。那么我们的地球是不是也可以像橘子那样，类比橘子皮来绘制地图呢？实际上，人们利用地图投影来为地球制作地图。那么如何进行投影呢？目前我们已经拥有很多种特征投影，如圆锥投影、圆柱投影和方位投影等，当前它们被广泛的应用于各大领域。
在明白了地球需要进行投影来绘制地图，下面我们来看下地图投影的概念，地图投影是按照一定的数学法则，将地球表面的经纬网转换到平面上，以建立 球面点位 和 平面点位 之间的对应关系的一种方法。通俗来讲就是，将一个3D的地球→2D的地图。
借助下图，我们来更形象地认识下。首先将地球生物圈抽象变为表面崎岖的椭球体，然后将其映射到地图平面上，这就是一个完整的投影过程。那么投影的实质是怎样呢？我们来看下投影的一个形象化表示，投影就是将投影曲面转换为投影平面的过程，也是由一个三维物体转变为二维物体的过程。
下面我们来看下投影的方式，
根据投影面与地球表面的相关位置（也就是投影轴与地轴的位置关系）：可分为正轴投影、斜轴投影、横轴投影
（1）正轴投影（重合）：投影面的中心线与地轴一致
（2）斜轴投影（斜交）：投影面的中心线与地轴相交
（3）横轴投影（垂直）：投影面的中心线与地轴垂直
同样，根据投影面的不同，我们将投影分为了圆柱投影、圆锥投影和方位投影。下面来详细看下这三大投影，
圆柱投影，假想用圆柱包裹着地球且与地球面相切(割)，将经纬网投影到圆柱面上，再将圆柱面展开为平面而成。期间并没有改变它的经纬度的长度，属于等距离投影，常见的有墨卡托投影。
圆锥投影，将经纬网投影到圆锥面上，设想将一个圆锥套在地球椭球体上，而把地球椭球体上的经纬线网投影到圆锥面上，然后沿着某一条母线（经线）将圆锥面切开而展开成平面，就得到圆锥投影。其中方位投影和圆柱投影都是圆锥投影的特例。圆锥投影按照变形的性质，又可分为等角圆锥投影、等距圆锥投影和等积圆锥投影。
方位投影则是以平面为投影面的一类投影，变形线为同心圆，其最适宜表示圆形轮廓的区域，比如两极地区的地图。按照变形的性质又可分为等角方位投影、等距方位投影和等积方位投影。
介绍完投影的分类之后，下面我们来感受下不同投影引起的变形。后面三幅图是按照不同的变形性质对第一幅图进行的投影。我们可以看到，图二正射投影、图三平面投影、以及图四的墨卡托投影与图一正常情况图的对比，都有着严重的变形。
我们知道俄罗斯实际领土面积是世界上最大的国家，那么地图上的俄罗斯是不是也是疆域之王呢？通常我们在家里面悬挂的世界地图，看到的俄罗斯，往往是所有国家中面积最大的国家。的确，在普通的世界地图上，俄罗斯无疑是疆域之王，然而在其它一些地图上却并非如此。因为我们目前常用的是“横麦氏投影地图”，它会使各个国家的大小都存在着严重失真。因为这种投影地图为了让所有地方的北边朝上，必须将每一条纬线都拉得跟赤道一样长。
利用这种横麦氏投影地图，会使各个国家的大小都存在着严重失真。因为这种地图为了让所有地方的北边朝上，必须将每一条纬线都拉得跟赤道一样长。下面我们来看下俄罗斯和中国，从左边这张图可以看出，将俄罗斯放到中国的纬度，面积明显缩小了很多；对于右边这张图，则是将中国放到俄罗斯的位置，一样在地图上中国的面积会扩大很多。可见，地图的投影过程中会不可避免的产生很大的变形误差。
地图投影的作用
地图投影的定义
地图投影,Map Projection.把地球表面的任意点，利用一定数学法则，转换到地图平面上的理论和方法。
书面概念化定义：地图投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的点与投影平面（即地图平面）上点之间的一一对应关系的方法。即建立之间的数学转换公式。它将作为一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。这个投影过程将产生投影变形，而且不同的投影方法具有不同性质和大小的投影变形。
[编辑本段]地图投影的起因
由于地球是一个赤道略宽两极略扁的不规则的梨形球体，故其表面是一个不可展平的曲面，所以运用任何数学方法进行这种转换都会产生误差和变形，为按照不同的需求缩小误差，就产生了各种投影方法。按变形性质，地图投影可分为三类：等角投影、等（面）积投影和任意投影。
由于投影的变形，地图上所表示的地物，如大陆、岛屿、海洋等的几何特性（长度、面积、角度、形状）也随之发生变形。每一幅地图都有不同程度的变形；在同一幅图上，不同地区的变形情况也不相同。地图上表示的范围越大，离投影标准经纬线或投影中心的距离越长，地图反映的变形也越大。因此，大范围的小比例尺地图只能供了解地表现象的分布概况使用，而不能用于精确的量测和计算。
地图投影的实质就是将地球椭球面上的地理坐标转化为平面直角坐标。用某种投影条件将投影球面上的地理坐标点一一投影到平面坐标系内，以构成某种地图投影。
[编辑本段]地图投影的发展史
最早使用投影法绘制地图的是公元前3世纪古希腊地理学家埃拉托铯尼。在这之前地图投影曾用来编制天体图（不过天体图的投影是从天球投影到平面，而不是地球；但两者原理相同）。埃拉托铯泥在编制以地中海为中心的当时已知世界地图时，应用了经纬线互相垂直的等距离圆柱投影。1569年，比利时的地图学家墨卡托首次采用正轴等角圆柱投影编制航海图，使航海者可以不转换罗盘方向，而采用大圆直线导航。卡西尼父子设计的用于三角测量的投影及兰勃特提出的等角投影理论和设计出的等角圆锥、等面积方位和等面积圆柱投影，使得17-18世纪的地图投影具有了时代的特点。19世纪，地图投影主要保证大比例尺地图的数学基础，以适应军事制图发展和地形测量扩大的需要。19世纪还出现了高斯投影，它是德国高斯设计提出的横轴等角椭圆柱投影，这种投影法经德国克吕格尔加以补充，成为高斯-克吕格尔投影。19世纪末期以后俄国一些学者对投影作了较深入地研究，对圆锥投影常数的确定提出了新见解，又提出了根据已知变形分布推求新投影和利用数值法求出投影坐标的新方法。20世纪50年代以来中国提出了双重方位投影、双标准经线等角圆柱投影等新方法。20世纪60年代以来，美国学者对地图投影的研究结果，提出空间投影、变比例尺地图投影和多交点地图投影，为人造地球卫星等提供了所需的投影。
[编辑本段]地图投影的分类
1、按变形方式可分等角投影、等(面)积投影和任意投影三类。
等角投影无形状变形（也只是在小范围内没有），但面积变形较大；等积投影反之；而任意投影两种变形都较小。在任意投影为既不等角也不等积的投影，其中还有一类“等距（离）投影”，在标准经纬线上无长度变形，多用于中小学教学图。
2、按转换法则，分几何投影和条件投影。前者又分方位投影、圆柱投影、圆锥投影和多圆锥投影；后者则包括伪方位投影、伪圆柱投影和伪圆锥投影。
3、按投影轴与地轴的关系，分正轴（重合）、斜轴（斜交）和横轴（垂直）三种。
4、几何投影中根据投影面与地球表面的关系分切投影和割投影。
[编辑本段]地图投影的常见种类
目前常用的投影方法有墨卡托投影（正轴等角圆柱投影）、高斯-克吕格尔投影、斜轴等面积方位投影、双标准纬线等角圆锥投影、等差分纬线多圆锥投影、正轴方位投影等。
[编辑本段]中国全图常用的地图投影
正轴割圆锥等面积投影
投影参数：
起算纬度：0°或10°N
中央经线：105°E 或110°E
标准纬线1：25°N
标准纬线2：45°N 或47°N
采用原因：
1、中国大部分地方属于中低纬度地区，故采用圆锥投影。
2、中国疆域辽阔，纬度跨度很大（有50°的纬差），故必须用割投影（双标准纬线）来控制形变。
3、为强调各省区之间和中国与相邻国家之间的面积对比关系，采用等面积投影。
地图投影的应用 制图的区域的位置、形状和范围，地图的比例尺、内容、出版方式影响了投影的种类。比如在极地就应该是正轴方位投影，中纬地区使用正轴圆锥投影。
制作地形图通常使用高斯－克吕格投影，制作区域图通常使用方位投影、圆锥投影、伪圆锥投影，制作世界地图通常使用多圆锥投影、圆柱投影和伪圆柱投影。但通常而言，要依据实际情况具体选择。