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Patterson Cylindrical Projection（帕特森圆柱投影）
2026年02月09日 09:28
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简介
Patterson Cylindrical Projection（帕特森圆柱投影）是一种由汤姆·帕特森（Tom Patterson）于2014年设计的折衷型圆柱地图投影，旨在平衡大陆形状的可识别性与高纬度地区面积的过度夸大问题，其高宽比约为0.57，使地图呈现更紧凑的矩形外观；该投影的经线为等距平行直线，纬线也为直线且垂直于经线，但纬线间距在赤道至约60.5°纬度间逐渐增大，之后向两极收缩，从而在视觉上缓解极地变形；它既非等积也非等角，所有地理属性（形状、面积、距离、方向）在极区均有显著失真，但在中低纬度区域保持了较好的视觉一致性，因此常用于通用世界地图，尤其适合展示随经度变化的现象，如时区分布。
投影概览
Patterson Cylindrical Projection（帕特森圆柱投影）是一种由汤姆·帕特森于2014年设计的折衷型圆柱地图投影，其经线为等距平行的垂直直线，纬线为水平直线且与经线正交，但纬线间距在赤道至约60.5°纬度区间内逐渐增大，以缓解中纬度地区的形状畸变，而在60.5°以上纬度则向两极收缩，从而显著抑制高纬度地区的面积夸大；该投影既非等积也非等角，所有地理属性在极区均存在明显失真，但在中低纬度区域维持了良好的视觉平衡与大陆轮廓可识别性，其标准宽高比约为0.57，使世界地图呈现紧凑矩形，特别适合用于展示时区、经度带等沿纬线分布的全球性现象。
优点
- 显著抑制极地面积夸大：相比米勒圆柱投影和紧凑型米勒投影，帕特森投影在高纬度地区（如格陵兰、南极）的面积失真更小，视觉上更接近真实比例。
- 中低纬度形态保真度高：在赤道至约60.5°纬度区间，纬线间距逐渐增大，有效维持了大陆轮廓的可识别性与视觉一致性，适合通用世界地图。
- 经线等距平行，便于读取经度：所有经线为等距垂直直线，纬线为水平直线，结构规整，特别适合展示时区、日界线、经度带等沿纬线分布的全球性现象。
- 视觉畸变分布更自然：通过非线性纬线间距设计，在中纬度缓解拉伸、在极区收缩变形，实现了“折衷型”投影中最佳的视觉平衡。
缺点
- 非等积、非等角：所有地理属性（面积、形状、距离、方向、角度）在极区均存在显著失真，不适用于需要精确面积比较的专题地图（如人口密度、资源分布）。
- 极区仍存在压缩变形：尽管优于米勒投影，但纬度高于60.5°的区域仍被明显压缩，极点无法准确表达，不适合极地科学研究。
- 仅支持球体模型：在ArcGIS等系统中，该投影仅对球体有效；若用于椭球体地球模型（如WGS84），需以半长轴近似替代半径，引入理论误差。
- 无法用于导航或测量：因无保角或等距特性，不能用于航海、航空或工程测量等对方向和距离精度有要求的场景。
应用场景
Patterson Cylindrical Projection（帕特森圆柱投影）广泛应用于需要视觉平衡与全球可读性的通用世界地图，尤其在ArcGIS Pro等专业制图软件中作为默认选项，用于展示时区、日界线、经度带等沿纬线分布的全球性现象，其紧凑的0.57高宽比使地图在屏幕与印刷品上呈现更协调的矩形布局，适合教育、媒体和数字平台中对面积精度要求不高但强调大陆轮廓清晰度的场景。
示例图
1. 以格林威治为中心的帕特森等积地图投影。
2. 帕特森圆柱投影相关实例图。
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