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兰伯特正形圆锥投影(Lambert Conformal Conic Projection)

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简介

兰伯特正形圆锥投影是一种圆锥投影法,它将地球表面投影到一个圆锥面上,再将该圆锥展开为平面地图。这种投影方式由法国数学家Johann Heinrich Lambert(约翰·海因里希·兰伯特)所开发,因其特别适用于中纬度地区的地图制作而被广泛使用。

该投影法最大的特点是具有正形性(角度保持性),即地图上的角度与地球上的实际角度一致。因此,它特别适合用于航海、航空等需要精准方位控制的路径设计。

投影概览

在使用兰伯特正形圆锥投影时,需要设定以下基本参数:

  1. 标准纬线(Standard Parallels):可设定 1 条或 2 条标准纬线。地图在这些纬线附近的比例尺变形最小,通常使用 2 条标准纬线。
  2. 中央经线(Central Meridian):地图中央所对应的经度,是投影的基准垂直线。
  3. 原点纬度(Latitude of Origin):投影原点所在的纬度。
  4. 假东距(False Easting):地图平面坐标中 X 方向的偏移量。
  5. 假北距(False Northing):地图平面坐标中 Y 方向的偏移量。
  6. 椭球参数(地球模型):使用 WGS84、GRS80 等椭球体模型。

优点

  1. 保持角度(正形性):地图上的角度准确,适合用于航海、航空等领域的路径设计。
  2. 适用于中纬度地区:对于北纬 30 度至 50 度之间的地区(如日本、美国本土、中欧等),形状、面积、距离的变形较小,表现平衡。
  3. 适合广域地图:特别是在两个标准纬线之间,地图精度高,适合表示大范围地区。

缺点

  1. 不适用于极地或赤道地区:在赤道附近或高纬度地区,地图变形显著,不适合作图。
  2. 面积不准确:地图不能保持真实面积,因而不适用于需要准确面积分析的应用(如土地利用分析)。
  3. 参数设置较复杂:需要选择合适的标准纬线并进行详细参数配置,对初学者来说较为困难。

应用场景

兰伯特正形圆锥投影特别适合用于中纬度地区的国家全图或大区域地图,在实际业务中用途广泛。例如,日本国土地理院的地形图和航空图大多采用此投影法。此外,日本气象厅也利用该投影制作天气图,以便更准确地把握风向与气压分布。

除此之外,该投影法也广泛应用于交通网络分析、防灾 GIS、区域规划、灾害预测模型等领域,尤其适用于地形范围较广的中纬度地区。包括航空航线规划、气象卫星数据可视化、大规模公路系统设计等场景,因其能保持角度与方向的准确性,因此在这些高精度需求的工作中非常有价值。

示例图

  1. 使用 2 条标准纬线的兰伯特正形圆锥投影。

  1. 将标准纬线设定为北纬 20 度与北纬 50 度的兰伯特正形圆锥投影。

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参考资料

  1. https://baike.baidu.com/item/%E5%85%B0%E5%8B%83%E7%89%B9%E6%8A%95%E5%BD%B1/10415883
  2. https://baike.baidu.com/item/%E6%AD%A3%E8%BD%B4%E7%AD%89%E8%A7%92%E5%89%B2%E5%9C%86%E9%94%A5%E6%8A%95%E5%BD%B1/16177276?fr=aladdin
  3. https://easylearn.baidu.com/edu-page/tiangong/questiondetail?id=1733383498646374744&fr=search