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Collignon Projection（科利尼翁投影）
2026年01月30日 09:07
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简介
Collignon Projection（科利尼翁投影）是一种伪圆柱地图投影，由Édouard Collignon于1865年提出，其特点是以直线构成的等面积格子为基础，子午线为等距直线汇聚于北极，纬线为平行直线但间距不均匀（北极附近最宽，南极附近最窄），北极表现为一个点而南极是一条长度约为赤道1.41倍的线，尺度仅在15º51'N平行线上真实且无变形，但其他区域失真严重，因此主要用于新奇展示或作为HEALPix投影的一部分应用于宇宙微波背景图的绘制。
投影概览
Collignon Projection（科利尼翁投影）是一种伪圆柱等面积地图投影，其投影方式使用直线网格系统，其中子午线为等距直线汇聚于北极点，而纬线为平行直线但间距从赤道向两极变化以实现面积守恒。该投影将北极表现为一个点，南极则是一条长度约为赤道1.41倍的直线，尺度仅在15°51'N纬度线附近真实，其他区域存在显著变形。这种设计常用于特殊可视化场景，如宇宙微波背景图的绘制。
优点
- 等面积特性：能精确保持全球各区域的面积比例，适用于人口密度、资源分布等需要面积准确性的专题地图。
- 结构简洁：子午线为等距直线汇聚于北极，纬线为平行直线，数学表达清晰，易于计算和编程实现。
- 适用于科学可视化：作为HEALPix投影的组成部分，被用于宇宙微波背景（CMB）辐射数据的网格化存储与可视化，支持高精度天文学分析。
- 无方向性扭曲的格网：其直线格网便于快速识别区域边界，适合用于数据叠加与统计分析。
缺点
- 严重形状失真：高纬度地区（尤其是南极附近）大陆轮廓被极度拉伸或压缩，导致国家和大陆形态严重变形，失去地理直观性。
- 仅一纬线无尺度变形：仅在15°51'N纬线处长度比例真实，其余区域尺度失真显著，不适用于需要精确量测距离或方向的应用。
- 南极表现为直线：南极被投影为一条长度约为赤道1.41倍的直线，造成地理连续性断裂，视觉上不自然，影响整体地图认知。
- 不适用于导航或通用地图：因缺乏等角性与等距性，无法用于航海、航空或教育类通用世界地图。
- 视觉体验差：非连续的极地表现与异常的网格分布使其难以被公众接受，多限于专业科研场景。
应用场景
Collignon Projection（科利尼翁投影）作为一种等面积伪圆柱投影，主要应用于需要精确保留区域面积比例的科学可视化场景，尤其在宇宙微波背景（CMB）辐射数据的网格化处理中作为HEALPix体系的核心组成部分，支持高精度天文学分析；它也被集成于PROJ、MATLAB等地理空间工具库中，用于构建特殊需求的全球等面积格网，并在最新研究中被用作Packed Modified Craster Parabolic投影的几何基础，以优化全景视频的低比特率压缩效率，降低编码复杂度同时维持视觉质量。
示例图
1. 科利尼翁投影。
2. Collignon投影。
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