【测绘学报】| 同一个世界，地图有这么多不同的表达，科普( 三 ) 《测绘学报》构建与学术的桥梁拉近与权

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图2-7大地基准面
总而言之，大地水准面是由假想的静止海水平面延伸而形成的连续、闭合曲面，唯一且不规则。规则的参考椭球体表面可以拟合大地水准面，与大地水准面是多对一的关系。而当采用同一个参考椭球体时，也可以通过选择不同的大地基准面来满足不同区域的实际需要。因此，大地水准面与参考椭球体是一对多的关系，参考椭球体与大地基准面也是一对多的关系，最终我们可以在大地基准面上建立地理坐标系来定量描述地球表面上每一个点的坐标。这也是进行地图投影的首要工作。
（4）中国采用的地理坐标系
通常所说的北京54坐标系、西安80坐标系是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基（Krassovsky）椭球体建立了北京54坐标系， 1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体（IAG75）建立了我国新的地理坐标系--西安80坐标系。北京54与西安80两者控制点坐标只能通过一定的数学模型，在一定精度范围内进行转换。北京54与西安80坐标之间的转换也可查阅国家测绘局公布的对照表。
WGS1984基准面采用WGS84椭球体，是以地心作为椭球体中心，是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统。通过遍布世界的卫星观测站观测到的坐标建立CGC2000国家大地坐标系是全球地心坐标系统在我国的具体体现,采用的参考椭球非常接近WGS84 ，现今已将CGS2000坐标系作为测绘成果输出标准。图2-8介绍了中国各地理坐标系的优缺点与意义。

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图2-8中国采用的各大地坐标系对比
2、投影坐标系的定义
投影坐标系在二维平面中进行定义，通过格网上的x,y坐标来标识位置，其原点位于格网中心。每个位置均具有两个值，这两个值是相对于该中心位置的坐标。一个指定其水平位置，另一个指定其垂直位置。这两个值称为x坐标和y坐标。采用此标记法，原点坐标是x=0和y=0 。
如图2-9所示，在等间隔水平线和垂直线的格网化网络中，中央水平线称为x轴，表示经度值，而中央垂直线称为y轴，表示纬度值。在x和y的整个范围内，单位保持不变且间隔相等。原点上方的水平线和原点右侧的垂直线具有正值；下方或左侧的线具有负值。四个象限分别表示正负x坐标和y坐标的四种可能组合。

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图2-9投影坐标系
三、地图投影方式
地球椭球表面是一种不可能展开的曲面，要把这样一个曲面表现到平面上，就会发生裂隙或褶皱。在投影面上，可运用经纬线的“拉伸”或“压缩”（通过数学手段）来加以避免，以便形成一幅完整的地图，如图3-1所示。

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图3-1几种地图投影方式
1、地图投影变形及参数
地图投影方式的选择即要求满足特定区域内的变形程度最小，因此本文先介绍地图投影中存在哪些变形。地图投影的变形通常有三种：长度变形、面积变形和角度变形。
长度变形：可以使用长度比μ来表示。长度比是指地面上的微分线段经过投影后的长度与原有长度的比值。值得注意的是，这与比例尺并非一个概念。长度比是一个变量，它随着在地图上位置的变化而变化。
面积变形：可以使用面积比Ρ来表示。面积比是指地面上的微分面积经过投影后的大小与原有大小的比值。面积比也是一个变量，如图3-2所示。