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韦格纳三重投影(Wagner Projection)

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简介

韦格纳三重投影(Wagner Projection)是温克尔在 1921 年开发的一种修改的方位投影,本质是球体在平面上的投影,旨在最小化面积、方向和距离三种畸变。该投影既不等面积也不等角,主要特点是除直线的极点和赤道外,所有纬线都呈曲线状。其设计通过图形设计而非数学方程实现,在视觉平衡性、全球范围变形等方面具有一定特性,但存在非等面积、非等角等缺点,在局部区域或特定应用中,面积、形状、角度等特性可能存在显著失真。

投影概览

韦格纳三重投影的投影基础是球体在平面上的投影,其设计核心在于通过图形设计实现全球地理信息的折中表达,而非依赖严格的数学方程。具体来说:

  1. 投影方式:韦格纳三重投影采用方位投影方法,将球体表面投影到平面上。投影过程中,除直线的极点和赤道外,所有纬线都呈现为曲线状。
  2. 变形特性
    • 非等面积、非等角:韦格纳三重投影既不能严格保持面积,也不能严格保持角度。在投影过程中,面积、形状、角度等特性都可能发生一定程度的失真。
    • 变形分布:该投影在全球范围内的变形相对较小,但在某些区域,形状和面积仍可能存在一定程度的扭曲。这种扭曲随着与投影中心距离的增大而增大。

优点

  1. 视觉平衡性好:韦格纳三重投影通过折中处理形状、面积和距离三种畸变,使得世界地图在视觉上呈现出较好的平衡性。这种投影方式适合用于展示全球地图,能够给读者提供一个直观、全面的地理概览。
  2. 适合展示全球范围:与一些在特定区域表现优异但在全球范围内变形较大的投影方式相比,韦格纳三重投影在全球范围内的变形相对较小,因此更适合用于绘制世界地图。

缺点

  1. 不能严格保持任何一种特性:由于韦格纳三重投影是一种折中投影,它不能严格保持面积、形状或距离的精确性。在局部区域或特定应用中,这种投影方式可能导致某些地理特性的失真。
  2. 形状和面积有所扭曲:尽管韦格纳三重投影在全球范围内的变形相对较小,但在某些区域,形状和面积仍可能存在一定程度的扭曲。这种扭曲可能影响对地图信息的准确解读。

应用场景

韦格纳三重投影适用于需要兼顾多种变形特性且对三种主要畸变(面积、方向、距离)进行权衡的地图应用场景,例如教学挂图、地理科普读物或需直观展示全球地理分布且可接受适度变形的装饰性地图。

示例图

  1. 韦格纳世界投影。

  1. 瓦格纳投影以格林威治为中心。

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参考资料

  1. https://desktop.arcgis.com/zh-cn/arcmap/latest/map/projections/wagner-iv.htm
  2. https://pro.arcgis.com/zh-cn/pro-app/latest/help/mapping/properties/wagner-vii.htm
  3. https://baike.baidu.com/item/%E9%9F%A6%E6%A0%BC%E7%BA%B3%E5%88%86%E5%B8%83/22034123