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20180310周日漫谈--高斯-克吕格投影

 资源与环境保护 2020-09-25
高斯-克吕格投影

在最近比较火爆的电影《红海行动》中,有一幕场景记忆深刻:蛟龙小队深入敌后营救人质,但是后来因敌方信号干扰失去定位,导致临沂舰无法及时支援,蛟龙小队损失惨重;而在接下来的坦克对决中,生死一线之间,无人机得到定位及时支援,并且摧毁目标,蛟龙小队才脱离危险。电影虽然是人们表达生活的一种艺术形式,但是源于生活。这部分剧情中的某个因素不仅在这部电影里至关重要,而且在生活工作中,处处都离不开它,它是什么?它就是位置信息。

用地理测绘等专业的角度来讲,位置信息,可以简单理解为坐标;如果文艺一点的说,比如:我与你的坐标无差,但是我的半径不如你的一半,在我的世界,你是全部,而在你的世界,我如蜉蝣。然而我们还是回归现实生活,在工作中,得到准确坐标,精准定位,是我们这一行最基本也是最最最为重要的一点,古人不是说过么,“失之毫厘谬以千里”,这句话,放在现在也同样适用。

既不说大的,也不说多的,就说说我们使用坐标时,最常用的投影系统——高斯-克吕格投影。这个由德国人高斯拟定,再由德国人克吕格补充的投影,又名为“等角横切椭圆柱投影”。设想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面,并与某一条子午线(称为中央子午线或轴子午线)相切,椭圆柱的中心轴通过椭球体中心,然后用一定投影方法,将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上,再将此柱面展开即成为投影面。


简单理解,就好比我们在家切橙子,切成一瓣一瓣,用手电筒在正上方照射,每一瓣橙子在砧板上的影子,可以简单的理解为高斯克吕格投影

小小的投影不简单,它可以帮助我们准确的定位出工程所在的位置,帮助我们精确的计算工程的长度、面积,还能够帮助我们准确计算出工程与敏感区之间的距离。其作用不容小觑。


高斯投影又可以分为3度带和6度带。

6度带:自0°子午线起每隔经差6°自西向东分带,依次编号1,2,3,…。我国6度带中央子午线的经度,由69°起每隔6°而至135°,共计12带(12~23带),带号用N表示,中央子午线的经度用L0表示,它们的关系是:L0=6n-3(咳咳,敲黑板划重点)。

3度带:它的中央子午线一部分同6度带中央子午线重合,一部分同6度带的分界子午线重合,共计22带(24~45带)如果用n表示3度带的带号,中央子午线的经度用L0表示,他们的关系是:L0=3n(敲黑板划重点)。

还没完,大致了解投影后再来说说坐标。我国x坐标(正北方向)都是正的,y坐标的最大值(在赤道上,6°带)约为330km。为了避免出现负的横坐标,且方便计算,可在横坐标上加上500 000m。此外还要在坐标前面再冠以带号。这种坐标称为国家统一坐标。

理论知识说到这里,下面煮个栗子来帮助大家消化:假设已知某点坐标为(x,38777777),根据y值可以判断出该点所处的带号为38(y值的前两位),此时在选择投影的时候选择38度带投影;如果去掉前两位后再减去500000,得到6位数:277777,此时坐标为(x,277777),根据带号38得出改点所在的中央经线为38*3=114,那么在选择投影时就选择中央经线为114的投影。

“知其然知其所以然”,这也是古人留给我们的诗句,往往看起来很简单的事物,却不知道背后的故事有多么复杂,这也是笔者写了这么多最后想表达的意思。我们的知识源于生活,同时也运用在生活之中。万物终归于自然,对大自然保持一颗敬畏之心,热爱它,热爱生活。

作者简介

郭骏: 2015年毕业于湖北国土资源职业学院,地理信息系统与地图制图技术专业,现就职于武汉市伊美净科技发展有限公司,热爱生活,尊重自然,希望能和大家一起探索分享世界的规律。 

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