Mercator投影坐标系（墨卡托投影）
2025年11月18日 09:22

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简介

Mercator投影坐标系（墨卡托投影）是一种“等角正切圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Mercator）在1569年拟定：假设地球被围在一个中空的圆柱里，其赤道与圆柱相接触，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，这就是一幅标准纬线为零度（即赤道）的“墨卡托投影”绘制出的世界地图。

坐标系构成

  1. 原点定义：以赤道与本初子午线（0°经线）的交点为坐标原点，向东和向北方向为正方向，向西和向南为负方向‌。
  2. 坐标轴方向：X轴代表经度方向，取值范围为[-20037508.34, 20037508.34]米，Y轴代表纬度方向，因投影在两极趋于无限值，实际取值范围与X轴相同，限定在[-20037508.34, 20037508.34]米‌。
  3. 投影范围限制：由于投影特性，纬度超过±85.0511°的区域无法完整显示，导致两极附近坐标被截断‌。全局坐标范围最小为(-20037508.34, -20037508.34)，最大为(20037508.34, 20037508.34)‌。

优点

  1. 方向与角度保持：墨卡托投影是等角投影，能保持局部角度和形状不变，使地图上的恒向线（等角航线）呈现为直线，便于航海和航空中规划直线航线‌。
  2. 导航便利性：经纬线在任何位置均垂直相交，可准确显示任意两点间的方位，适合用于海图、航路图等导航工具‌。
  3. 在线地图适配性：Web墨卡托投影（如Google Maps）是互联网地图服务的标准，因其统一性和易于显示，适合全球范围的地图展示‌。

缺点

  1. 面积与距离失真：‌高纬度地区面积变形严重，例如格陵兰岛在投影中看起来比实际大14倍，南北极区域的比例甚至趋近无穷大‌。
  2. 不适用于极地地图：极点无法在投影中完整显示，且越靠近两极，长度和面积误差越大‌。
  3. ‌专题地图局限性：若需真实反映面积（如人口、资源分布），墨卡托投影因形状扭曲而不适用，此时需选择等面积投影（如高尔-彼得斯投影）‌。

应用场景

墨卡托投影坐标系因其保持方向准确性的特性，在航海导航中广泛应用于海图和航路图绘制，使等角航线在平面上呈现为直线，便于航向计算和路径规划‌；在航空领域，同样利用其等角特性进行直线航路设计，简化飞行导航‌；此外，Web墨卡托投影（如Google Maps、OpenStreetMap等）成为在线地图服务的标准，因其等角特性确保地物形状和方向正确，且经纬线为平行直线，便于地图切片和快速加载‌。然而，该投影在高纬度地区面积变形显著，不适用于极地测绘或需要精确面积表示的专题地图‌。

示例图

1. 以墨卡托投影呈现的世地图。

 

2. 墨卡托坐标系与其他坐标系的转换。

 

相关 GIS 坐标系

ED50

JGD2000

PZ-90

UTM分带

参考资料

  1. https://cloud.tencent.com/developer/article/1055322
  2. https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODAyMTA0MA==&mid=2652760391&idx=4&sn=2699913cd2eace76222469048150dccd&chksm=bd385b988a4fd28edb4270f4f8468a0a4cf7c13396731e182d1dd5afa5c10f2c3e23edd3f081&scene=27
  3. https://zhuanlan.zhihu.com/p/363528840?utm_id=0&wd=&eqid=b990e01d001e052d0000000464575a25