高斯投影引起的面积计算误差

讨论高斯投影中央子午线变化和投影面高程变化引起的面积变形，以及椭球面面积与高斯面上面积的差异。     

高斯投影坐标反算的迭代算法

高斯投影是常用的一种投影方法,高斯投影正算是把大地坐标投影到高斯平面上的坐标换算,而高斯坐标反算是将高斯平面坐标换算到椭球面上的大地坐标.但是,由于高斯投影反算公式复杂,推导过程和公式本身都很难掌握与理解,给初学者造成困难.本文根据高斯投影的正算公式,用简单迭代法反求大地坐标,其效果与直接用反算公式相同.这种迭代算法形式简单,便于理解与编程,避免了枯燥的反算公式的推导.     

在Excel中实现统一椭球的高斯投影正反算

<控制测量学>介绍了对于不同的椭球都必须输入不同系数进行高斯投影正反算的方法,由于正反算公式的系数多、系数数字位长,这种方法显得很繁琐.目前,计算机应用非常广泛,可以推导出不同椭球的统一计算公式.在Excel中输入不同的椭球参数和统一的计算公式即可进行高斯正反算和换带计算.另外,笔者在公式的推导过程中和算例重算中发现<控制测量学>(第三版)中存在一些印刷排版错误,在此将一一列出,供同行参考.     

不同比例尺下高斯投影面积变化研究

高斯投影是等角横切椭圆柱投影,具有等角性质,面积与长度均存在一定变形。现选取1∶10 000与1∶2 000比例尺图幅为数据基础,计算椭球梯形面积图幅与高斯投影面面积的差值,分析中央子午线和投影高程面变化所带来的影响。结果表明:图幅距离中央子午线越远其面积变形越大;投影面高程越大,其相对于椭球面面积变形越大,呈线性变化;大比例图幅能较好地控制误差。     

高斯投影正反算的递推算法

本文通过引入等量坐标概念，讨论高斯坐标和等量坐标以及大地坐标之间的关系，推导高斯投影坐标正反算的递推算法公式。     

基于ArcObject的椭球面图斑面积计算

研究了椭球面上面积的计算方法,利用了几何图形库中对于多边形的定义,在ArcObject中实现了椭球面图斑面积的计算。     

斜轴变形椭球高斯投影方法

针对东西跨度较大的线路,借助最小二乘法建立斜轴参考椭球,以减小高斯投影横坐标;通过坐标系转换理论,推导出测区在各坐标系下的空间直角坐标,进而确定测区相对于斜轴参考椭球上的大地坐标;利用椭球变换法建立斜轴变形椭球以减小因高程引起的投影变形。以某铁路线为例,可知"斜轴变形椭球高斯投影方法"可大大减小投影后横轴方向分量,避免高斯投影分带现象,同时有效减小高程及其引起的投影变形。该方法数学模型严谨、运算过程清晰,便于编制相关软件,可投入工程使用。     

高斯投影正反算的递推算法

本文通过引入等量坐标概念，讨论高斯坐标和等量坐标以及大地坐标之间的关系，推导高斯投影坐标正反算的递推算法公式。     

等距离球面高斯投影

针对传统高斯投影直接基于等角横切圆柱投影而带来的不能直接用球面坐标换算等问题,研究了一种运用等距离球面进行投影的高斯投影,即等距离球面高斯投影。借助等距离纬度正反解公式,推导了等距离球面高斯投影的正反解公式,分析了其经纬线变形情况;基于投影公式,计算和分析了等距离球面高斯投影的长度变形、角度变形、面积变形及子午线收敛角等参数;最后与传统高斯投影进行比较,说明了该投影的可用性。     

椭球面上多边形的面积计算

本文给出了椭球面上多边形面积计算的一种新方法。这个多边形的边可能是大地线、恒向线、大圆线或是它们的组合。     

椭球面三角形外心的地图代数解法

椭球面三角形外心到3个相邻顶点的大地线距离都相等。面向椭球面空间的外心大地坐标的求解对于椭球面Voronoi图的生成和椭球面Delaunay三角网的构造具有重要作用。利用基于地图代数理论的矢栅结合方法,首先基于地图代数测地变换建立高精度椭球面空间距离场,再通过边界跟踪配对确定外心所在的栅格范围,最后通过数值计算内插生成初始等距点并不断逼近外心的精确大地坐标。试验结果表明,采用本文方法求解的椭球面三角形外心大地坐标,在103~104 km跨度内其定位误差小于0.001m,且算法非常适用于海量空间数据的高精度快速计算。     

Equal Area Map Projection for Irregularly Shaped Objects

Approximately half of the planetary bodies in our solar system imaged by spacecraft have irregular shapes. Since maps are used to record, interpret and display these irregularly shaped bodies, a special map projection, which can display them faithfully, is desirable. Unfortunately, no mathematical approach that permits true conformal or equal-area projections has been developed. In this paper, a novel approach to construct a special equal area map projection for irregularly shaped objects is suggested. Using this innovative approach, equal area map projections for two Martian satellites—Phobos and Deimos are—developed.     

一种不同参考椭球下高斯投影地形图坐标转换及实现

因为高斯投影的变形影响,大范围地形图在投影面高程变化后不能通过局部控制点参数法进行变换,而大多数小项目地区又因没有建立地方独立坐标系而无法方便的得到当地投影面的过渡性数据成果。通过椭圆平面几何方程,本文提出了不使用参考控制点的情况下不同高程投影面之间高斯平面投影坐标的转换方法。该方法直接解求地面点在新投影面对应椭球上的纬度值,推导严密,转换精度较高。在沽源县地籍项目中通过编程对实际数据进行往返转换,证明了该方法的正确性和实用性。     

具有抵偿面任意带高斯正形投影直角坐标系的选择

一项工程的开始首先要选择正确的坐标系统,坐标系统选择得是否合适对整个工程质量至关重要,因此,我们要把坐标系统的选择作为首要重点工作对待。对于项目工程而言,建立独立坐标系统的目的是使投影长度变形控制在允许的误差范围之内。高斯-克吕格投影所建立的平面坐标系,或简称高斯平面直角坐标系,是大地测量、城市测量、普通测量、各种工程测量和地图制图中广泛采用的一种平面直角坐标系。本文根据正形投影的长度综合形变公式,推导出最佳方法。理论和实践均表明,该方法简洁、有效,能较好地抑制投影过程中的边长形变。本文就工程实践,介绍一种选取方法,研究建立城市抵偿坐标系解决变形问题。     

MODIS数据的海洋表面温度反演

以黄海及东海海域为对象,研究用MODIS数据提取我国海域海洋表面温度的方法,建立了适合于我国海域的MODIS海洋表面温度遥感实用模式。研究表明,此算法的反演精度比较高,用这种模式计算的海面温度可较真实地反映海洋表面温度分布状况。由于同一天可以获取同一地区的上午和下午两景MODIS数据,因此MODIS数据在探测海洋现象方面具有独特的优势。     

基于地图投影思想的地图变比例尺可视化

变比例尺可视化技术是当今地图可视化技术发展的热门方向。提出了一种基于地图投影思想来实现大比例尺地图的变比例尺可视化的改进方法,并利用此方法通过Matlab(R2008a)实现了大比例尺地图的变比例尺显示,得到了不错的效果。     

一类新的变比例尺地图投影——组合投影研究

以常用地图投影为基础,通过组合投影方法,得到一类新的变比例尺地图投影。该研究开拓了常用地图投影的功能和应用范围,获得了系统的理论结果和应用实例。     

空间地图投影分类研究

为了进一步完善空间地图投影的系统理论，对空间地图投影进行了科学分类，主要是借鉴静态地图投影的分类研究成果，介绍按4种不同投影性质对空间地图投影进行科学分类的方法。     

《皇舆全览图》数学基础的考证与研究

《皇舆全览图》是中国首次以实测经纬度为基础、以经纬度分幅的方法绘制的地图,深刻影响着后来的中国地图发展。运用微分几何方法和ArcGIS技术,对该图的数学基础进行考证与研究,证明其数学基础为以倾斜直线为经线的等面积伪圆柱投影。该研究对古代地图的挖掘与整理、古今地图的时空对比、古代地图精度的分析评价有着极其重要的历史意义和极具价值的现实意义。