世界地图常用投影方式及计算机软件实现.pdfVIP

第34卷第5期 电子工程师 V01．34No．5 2008年5月 ELECTRONlCENGINEER 2008 May 世界地图常用投影方式及计算机软件实现 徐慧敏，王志祥 (南京电子技术研究所，江苏省南京市210013) 摘要：在电子地图的应用中，原始地图数据一般采用经纬度来表示，由于地球是一个扁椭球体， 为了在平面的显示器上合理显示和分析数据，必须使用合适的投影方式将地理数据投影到平面上。 文中讨论了几种常用的地图全球投影的方式和算法，并给出了相应的计算机实现方案。 关键词：世界地图；投影；立体投影；Atioff投影；WinkelTriple投影 中图分类号：TN873 aRsin妒 0引言 Y2■i≠ 371 现代雷达终端显示系统离不开对电子地图数据的 式中：R为地球的平均半径，一般取值为6 km；A 处理与显示，电子地图一般以经纬度的方式存放，由于 为经度；妒为纬度。 地球的椭球体特性，必须将这些数据投影到平面上才 能使用。现有的投影方式有许多种，根据不同的需求， 应当选择合适的投影方式。一般来说，最常用的局部 地图采用高斯一克吕格投影或者UTM(通用横轴墨卡 托)投影。后者是前者的比例缩小(比例系数为 N∥ 0．9996)，稍大一点的范围如洲际地图，一般采用兰伯 图1立体投影示意图 托投影较多。这类投影在很多文献中均有详细介绍， 对于世界地图的投影算法和实现则很少有详细介绍。 本文介绍了几种常用的世界地图投影及反投影的算 法，并给出了一些计算机实现的例程。 1常用的地图投影方式的介绍 1．1立体投影 立体投影是最接近人眼对球体观察的一种投影方 式，它属于方位投影中的一种，其意义可以看做从一点 出发的射线，穿投地球后投影在平面上。这与人眼观 察方式是一致的。这种投影方式经常出现在模拟地球 图2立体投影效果图 仪等应用中，随着焦点的变化，很容易得到一个旋转的 地球的形态。立体投影在中心点变形最小，在边缘变 1．2 Atioff投影 形最大。图1为立体投影的示意图，图2为立体投影 Atioff投影是立体投影的扩展，它把立体投影的2 的效果图。注意每个投影仅能覆盖半个地球，所以需 张图压缩到一起。与其他投影方式不同，它无法采用 要2张投影图来实现。 直观的物理描述来说明它的投影方式。图3为Atioff 立体投影的投影公式可以简单地由空间解析几何 投影的效果图。这种投影保留了地球的圆特性，并描 得到： 述了整个地球形状，最适合描述全球范围移动的目标 A) a=arccos(COS‘pcos 轨迹，例如卫星轨道线等。 。一!兰堡里旦!翌!i璺盘 Atioff投影公式如下