通用横轴墨卡托投影（UTM）和墨卡托投影的关系（区别、联系）

原创于 2025-09-23 22:29:43 发布 · 470 阅读

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UTM（通用横轴墨卡托投影，Universal Transverse Mercator Projection）和墨卡托投影（Mercator Projection）确实是“亲戚”，但它们在原理和应用上有明显区别和联系。

同属墨卡托投影家族
- 两者都是 保角投影（conformal projection），即保持角度不变，局部形状不变。
- 都是基于将球面/椭球面展开到平面，利用墨卡托投影公式思想。
数学基础相似
- 都依赖于墨卡托公式的变形，关键是经纬度如何展开，以及投影轴向的选择

特征	墨卡托投影 (Mercator)	横轴墨卡托投影 (Transverse Mercator, TM/UTM)
投影面方位	投影圆柱与地球赤道相切（轴为南北向，标准纬线为赤道）	投影圆柱横放，与中央经线相切（轴为东西向，标准经线为中央经线）
投影特性	保角投影，纬度越高变形越大，极区不可表示（90°纬线投影无穷大）	保角投影，以中央经线为基准，东西方向离得越远，变形越大
使用范围	全球制图常用（特别是航海、Web Mercator 用于在线地图）	适用于东西跨度有限的区域制图，全球被划分成多个带
坐标系统	投影坐标常以米为单位，但通常只作为平面展示，全球范围通用	UTM 系统：地球被划分为 60 个 6°的投影带，每带单独投影，坐标以米为单位，方便工程应用
变形特点	赤道附近变形小，高纬度地区变形急剧增大	中央经线附近变形小，距离中央经线 ±3°（UTM标准）内变形可控制在 1/1,000 以内
典型应用	航海图、Google Maps 等在线地图（Web Mercator）	工程测量、军事制图、遥感和GIS数据处理

UTM 是横轴墨卡托的一种应用体系
- 横轴墨卡托（TM）是投影方法，UTM 是在 TM 基础上建立的 全球分带坐标系统。
- UTM规定了带宽（6°）、中央经线、坐标加常数（避免负值，如北半球Y坐标起点设为赤道0，南半球加 10,000,000 m 偏移）。
墨卡托 vs 横轴墨卡托的类比
- 墨卡托投影：以赤道为“标准线”，适合全球（尤其航海导航）。
- 横轴墨卡托投影：以中央经线为“标准线”，适合地方性制图。UTM就是把横轴墨卡托在全球分带化。

总结一句话：
墨卡托投影是“纵轴”圆柱投影，UTM 是基于“横轴”墨卡托投影的全球分带坐标系统。
前者适合航海/全球地图，后者适合地方制图/工程测量。