通用横轴墨卡托 (UTM) 的工作原理

通用横向墨卡托 - UTM 带(北移、东移)

通用横向墨卡托 (UTM) 投影

球体或椭圆体开始,因为那是地球的真实形状。

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,将这些区域中的每一个弄平。

结果如何?

这是通用横向墨卡托 (UTM) 投影!

通用横轴墨卡托 (UTM) 的工作原理

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

墨卡托投影使用直立圆柱体进行地图投影。横向墨卡托将一个圆柱体放在一边(将其旋转 90°),如下图所示——这就是“横向”一词的由来。

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

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

UTM 应用一个正割圆柱体,它沿着平行于中央 Meridian 的两个小圆圈与椭圆体相交。这意味着沿子午线的南北比例是恒定的。但规模沿平行线东西方向变化。

这两个小圆圈位于赤道中央子午线东西方各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 米的距离在地图上为 99.96 米。

什么是东移和北移?

不使用纬度和经度坐标,每个 6° 宽的 UTM 带的中央子午线为 500,000 米。该中央子午线是一个任意值,便于避免任何负东坐标。中央子午线以东和以西的所有东距值都将为正。

如果您位于北半球,则赤道的北距值为 0 米。

在南半球,赤道从 10,000,000 米开始。这是因为赤道以南的所有值都是正的。这称为“伪北”,因为南部地理区域中的 y 坐标将避免负值。

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

例如,UTM Zone 17S 将使用假北,赤道从 1000 万开始。 NAD 1983 UTM Zone 18N 将赤道从零米开始。

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

UTM投影变形

UTM 投影最大限度地减少了该区域内的失真。因此,这意味着当您想要显示多个 UTM 带中的要素时,它开始成为地图投影的糟糕选择。

中央子午线附近的扭曲很小,当您远离时扭曲会恶化。所以这使得它最适合狭窄的区域而不是世界地图。

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

…而通用横轴墨卡托确实意味着一次绘制一个 UTM 区域中的要素。

阅读更多:天梭 Indicatrix 的地图失真

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,每个六度宽的 UTM 区域都有一条中央子午线。

横向墨卡托地图投影是标准墨卡托投影的一种改编,它将圆柱体翻转 90 度(横向)。

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

Universal Transverse Mercator 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,但对于绘制狭窄区域来说是完美的。

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