GIS web墨卡托投影
目录
一、引言
本科地理学的时候学了一推投影，没用的居多，现在常用的就是高斯投影、墨卡托投影（横轴墨卡托[UTM，高斯]），但是当时也没学好，这里就介绍一下网络地图最常用的web墨卡托投影了，百度高德天地图现在都用这个==
二、web墨卡托投影介绍
先介绍一下墨卡托投影：墨卡托投影，是正轴等角圆柱投影。由荷兰地图学家墨卡托(G.Mercator)于1569年创立。假想一个与地轴方向一致的圆柱切或割于地球，按等角条件，将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面后，即得本投影。墨卡托投影在切圆柱投影与割圆柱投影中，最早也是最常用的是切圆柱投影。
要是实在不是很想动脑子的话就玩一下这个动画点击打开链接，可以很直观的看懂原理
然后就是web墨卡托和墨卡托的区别，web墨卡托是将椭球换成圆球了，就这么简单。
web墨卡托的经纬度投影范围：经度[-180,180]，维度[-85.05112877980659,85.05112877980659];
投影坐标范围：x[-20037508.3427892,20037508.3427892]，y[-20037508.3427892,20037508.3427892];
具体规则
1、先根据2πR赤道周长算出投影坐标x[-20037508.3427892,20037508.3427892]，
2、然后按照y轴范围与x轴范围一样长的规则定出投影坐标y[-20037508.3427892,20037508.3427892]，
3、然后根据web墨卡托投影公式算出维度[-85.05112877980659,85.05112877980659]，
4、经度[-180,180]这个就不用解释了。
这几个步骤中详细解释一下步骤3
x表示赤道方向，y表示子午线方向，
表示经度，
表示纬度，即有经纬度（ ，）对应的墨卡托平面坐标即为（x*R，y*R）。然后我根据下面的公式算一下：通过投影y轴算经纬度中的纬度：Math.atan(Math.sinh(3.14))*180/3.14，直接js就可以计算，这里的3.14代替了π，π是πR/R（规定的y周范围/R）得到的。
三、使用web墨卡托原因
目前国内做数字城市方面的GIS项目、产品和公众应用，常涉及的投影方式主要有：面向局部区域的二维平面高斯投影（横轴墨卡托，横轴圆柱投影）、面向大范围（如全省、全国）的兰伯特投影（圆锥投影）、面向大范围的经纬度等间隔直投，而互联网上的大部分全国公众地图网站（百度、google、搜狗）则是另外一种就是——“web墨卡托”。
在市一级的小范围区域的GIS系统，比如规划局、国土局、建设局的系统，大都使用高斯投影，以便与地方地形图测绘、工程报建一直采用的坐标系相一致。高斯投影的特点也很明显，分带，适合小范围局部，不适合应用于大省、全国等大范围应用，若是强制按某带投影，则远离中央经线的区域的角度、距离、面积全部变形严重。
然后我们的选择就只有经纬度直投和web墨卡托了，为什么从中选择了web墨卡托呢？
经纬度直投：经纬度等间隔直投”的特点是相同的经纬度间隔在屏幕上的间距相等，程序员应该比较喜欢，没有复杂的坐标变换。但是只是在低纬度地区长度、角度、面积、形状变化比较小，越向高纬度，水平距离变长越大，很小的纬圈都变得和赤道一样长。同时要素自身会变形，长方形会变成上宽下窄的倒梯形。因为我家维度不算太高，所以感觉还可以觉得没啥事儿，但是东北人民受不了啊。 天地图曾经采用的是经纬度直投，但是现在改成web墨卡托了。
可以查看天地图地址http://map.tianditu.gov.cn/，默认为web墨卡托，按照下图设置设置为经纬度直投
效果很明显，房子全部都是歪的，成平行四边形了……
web墨卡托：纵向距离也是随着纬度增大而变长， 横向变大，同时纵向也变大，而且变化比例接近（因为0.0000X纬度引起可忽略），结果就是只把一个图形“原样放大”了,而形状却没有变化。
四、web墨卡托投影问题
1、web墨卡托虽然形状没变，但是高纬度地区的面积比真实同样放大了很多倍
同一张全中国范围图上，三亚和哈尔滨，选取同样真实面积的区域，在投出来的图上面积相差好多倍，但是他们各自区域中的图形都没变型。
其实这个这个不影响我们的需求，我们是要在同一种投影下既能实现大范围的小比例尺显示，又能在大比例尺下最大限度接近真实世界，当放大到城市、街道级别时，当前屏幕展示的仅仅是这个小范围，此时您看到的是形状、角度未变化的，符合真实世界的，当您到另一区域，也是如此。您根本“没机会”去同时感受“小三亚”和“大哈尔滨”。
2、地图切片同级别的比例尺不同
web墨卡托这种方式投影出的地图，然后切成分级瓦片，同级别的瓦片中，三亚和哈尔滨的比例尺不同，而同比例尺栅格瓦片，是存在于不同的级别中的。不过这一切仅仅是技术存储上的，与用户的感觉是没有关系的。
3、航线图是弯曲的
当我们在地球曲面上航行的时候都是挑着最近的航线飞行，一旦投影到web墨卡托上面便不再遵循两点之间直线最短的定理。所以这个地图给飞行员来说参考价值还是有待商榷==
五、总结
- web墨卡托投影介绍
- web墨卡托使用原因
- web墨卡托存在问题
地图投影不可能全顾虑到，web墨卡托已经算是折中最好的方案了，毕竟人生也不肯能是完美的，关键在于我们看中的是什么，是亲情、爱情、事业还是友情，不可能把这几项全部做的很完美的==
转载自：https://blog.csdn.net/xcymorningsun/article/details/79254163
