通用横轴墨卡托 (UTM) 的工作原理

通用横轴墨卡托 (UTM) 的工作原理

  • 最近更新2022年09月22日

通用横向墨卡托 (UTM) 投影

从球体或椭球体开始,因为那是地球的真实形态。

然后,将它像橘子一样均匀地剥成六十个称为“区域”的部分。

最后,压平这些区域中的每一个。

结果是什么?

这是通用横轴墨卡托 (UTM) 投影!

通用横轴墨卡托 (UTM) 的工作原理

这是当今最常见的地图投影之一。但是通用横轴墨卡托是如何工作的呢?

UTM 区域是地球的 6° 部分。因为一个圆有 360°,这意味着地球上有 60 个 UTM 区域。(360 ÷ 6 = 60),对吧?

UTM 区域地球仪

墨卡托使用直立圆柱体进行地图投影。横轴墨卡托取一个圆柱体并将其侧放(旋转 90°),如下图所示——这就是“横轴”一词的来源。

但是,Universal Transverse Mercator为每个 UTM 区域放置此圆柱 60 次

这意味着所有 60 个楔子都被一个横向圆柱体压平。每次它使用不同的子午线作为中心线进行轻微旋转。

宇宙横向墨卡托圆柱

UTM 应用一个正割圆柱体,该圆柱体沿平行于中央子午线的两个小圆圈与椭圆体相交。这意味着沿子午线的南北尺度是恒定的。但规模沿平行线东西向变化。

这两个小圆圈位于赤道中央子午线的东西方180公里处。小圆圈的比例因子为 1,这意味着椭圆体中 100 米的距离在地图投影上是相同的。

UTM 网格区域的中心线的比例因子为 0.9996。这意味着椭圆体上 100 米的距离在地图上将是 99.96 米。

UTM 正割圆柱

什么是假东移和北移?

不是使用纬度和经度坐标,而是每个 6° 宽的 UTM 区域有一个500,000 米的中央子午线。该中央子午线是便于避免任何负东向坐标的任意值。中央经线以东和以西的所有东距值均为正值。

如果您在北半球,赤道的北移值为 0 米。

在南半球,赤道始于 10,000,000 米。这是因为赤道以南的所有值都是正数。这被称为“伪北”,因为南部地理区域的 y 坐标将避免负值。

中央经线

你住在哪个UTM区?因为您需要更深入的了解才能指定地球上某个点在该特定 UTM 区域中的位置。

例如,UTM Zone 17S 将使用赤道从 1000 万开始的假北向。NAD 1983 UTM Zone 18N 的赤道起点为零米。

如果你有一组 UTM 坐标,你必须事先知道它在哪个区域。这是因为中央经线在每个区域中分配了 500,000 米。

UTM 投影失真

UTM 投影最大限度地减少了该区域内的失真。因此,这意味着当您想在多个 UTM 区域中显示要素时,它开始成为地图投影的糟糕选择。

中央经线附近的失真很小,并且随着您移开,它会变得更糟。所以这使它最适合狭窄的区域,而不适合世界地图。

UTM 区域(假北、假东)

就像每个地图投影一样,通用横轴墨卡托也有其优点和缺点。由地图制作者决定哪种投影最适合其用途。

……而通用横轴墨卡托实际上是为了一次绘制一个 UTM 区域中的特征。

阅读更多: 使用 Tissot 的 Indicatrix 进行地图失真

将球体展平 60 次

通用横轴墨卡托 (UTM) 坐标系是一组标准的地图投影,每个 6 度宽的 UTM 区域都有一条中央经线。

横向墨卡托地图投影是标准墨卡托投影的改编版,它将圆柱体翻转 90 度(横向)。

UTM 投影通过将每个区域的圆柱中央子午线移动 6° 使球体变平 60 倍。这为制图师提供了一张始终以米为单位的地图。

通用横轴墨卡托对于像世界地图集这样的小比例(不太详细)地图来说是可怕的,并且非常适合绘制狭窄区域的地图。

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