地图数据设计（三）：坐标参考系统的选择

前言

上一篇文章介绍了如何对矢量数据进行预处理，接下来正式进入地图的制作。地图制作的第一步，是选择一个恰当的地图坐标系。为什么呢？因为地图坐标系作为地图数学基础的租成部分，描述了制图要素的空间位置，是识图读图的基础。接下来一起看看如何进行地图坐标系设计。

1 坐标系类型

在前面的文章地图制图基础（二）：地图内容中简单介绍过坐标参考系统，在SuperMap 中坐标系分为三类：平面坐标系、地理坐标系和投影坐标系。

平面坐标系

常用于不关心地理位置时的坐标参考，如房屋设计图、纸质扫描地图和简单的示意图等。

图 平面坐标系示意

地理坐标系

使用经纬度描述地球上某一点的位置，常用的有WGS1984、China2000等，全球定位系统采用的是WGS1984坐标系，而我们国家大地测量采用的则是China2000坐标系。

图 地理坐标系示意（WGS1984）

投影坐标系

使用平面坐标（X，Y）来描述地球上一点经过地图投影后的位置，常用的有：Robinson、Mercator、Lambert、Albers和Gauss Kruger等。我国基础比例尺系列地形图中，除100万比例尺要求使用Lambert投影外，其余比例尺地图均采用Gauss Kruger分带投影为地理基础。

图 投影坐标系示意（Robinson投影）

2 地图投影选择

2.1 地图投影选择的影响因素

地图投影的选择，应秉持着地图变形尽可能小的原则，制图时可以考虑以下因素：

2.1.1 制图区域

制图区域对地图投影选择的影响可以分为地理位置、区域形状和范围大小三方面，具体如下：

地理位置

制图区域的地理位置决定了投影种类的选择，如两极地区宜选正轴方位投影；中纬度地区宜选正轴圆锥投影或斜轴方位投影；赤道地区宜选横轴方位投影或正轴圆柱投影。

图 极地方位投影示意图（南极）

区域形状

• 接近圆形区域可选择方位投影；
• 在中纬度地区，沿纬线呈东西延伸的区域可选择正轴圆柱投影，如中国、美国（根据沿经线方向分布的宽窄，进而区分选择单标准纬线或双标准纬线）；沿经线呈南北延伸的区域可选择横轴圆柱投影或多圆锥投影，如智利、阿根廷。

范围大小

制图区域范围的大小影响着地图变形的大小，当制图区域范围较小时，无论选择什么投影，区域四周的变形都不会太大；但是当制图区域范围很大时，投影产生的变形也会变大，比如世界地图、半球地图，制图四周的变形往往非常明显。

2.1.2 地图用途

地图用途决定着制图时选择何种性质的投影，即使是同一制图区域，但因表现的主题和内容不同，投影的选择也不同。如航海图、地形图等对定位精度要求高的应选择等角投影，行政区划图、经济地图等对面积精度要求高的选择等积投影，交通图等对距离精度要求高的则选择等距投影。有些地图已形成固定的模式，例如海洋地图都用墨卡托（等角圆柱）投影，航空基地图都用等距方位投影，各国的地形图都用等角横切（割）圆柱投影，极少数用Lambert（等角圆锥）投影。

2.1.3 地图出版方式

地图出版可分为单幅图、系列图或地图集，单幅图的投影只用考虑制图区域的位置、形状、大小以及用途即可；但系列图作为统一整体，图组表现内容较多但性质相似，故还需要考虑图组之间投影变形性质的一致性；而由若干主题内容构成的地图集，投影的选择需结合具体内容综合考虑。

2.2 常用地图投影

下面按尺度整理了一些常用的地图投影以及投影参数。

表 不同区域常用的地图投影

区域	使用投影	备注
世界地图	多圆锥投影、任意伪圆柱投影、正轴等角割圆柱投影
半球地图	东西半球：横轴等面积（等角）方位投影	东半球投影中心为（0°, 70°E）； 西半球投影中心为（0°, 110°W）
	南北半球：正轴等面积（等角、等距离）方位投影
各大洲地图	斜轴等面积方位投影	亚洲和北美洲（Bonne投影）、欧洲和大洋洲（正轴圆锥投影）、南美洲和非洲（Sanson投影）
中国地图	Lambert投影、Albers投影、Guass-Kruger投影

表 我国常用地图投影的类型及参数详情

地图类型	使用投影	主要技术参数 （λ代表经度值，φ 代表纬度值）
中国全图	斜轴等面积方位投影 斜轴等角方位投影	投影中心： φ0=27°30′，λ0=105°或 φ0=30°，λ0=105°或 φ0=35°，λ0=105°
中国全图 （南海诸岛作附图）	正轴等面积割圆锥投影 （Albers投影） 正轴等角割圆锥投影 （Lambert投影）	标准纬线：φ1=25°，φ2=47°
中国分省（区）地图 （海南省除外）	正轴等角割圆锥投影 （Lambert投影） 正轴等面积割圆锥投影 （Albers投影）	各省（区）图分别采用各自标准纬线
中国分省（区）地图 （海南省）	正轴等角圆柱投影 （Mercator投影）
国家基本比例尺地形图系列 1:100万	正轴等角割圆锥投影 （Lambert投影）	按国际统一 4°×6°分幅， 标准纬线：φ1≈φs+35′， φ2≈φn+35′
国家基本比例尺地形图系列 1:2.5万-1:50万	高斯克吕格投影 （6°分带）	投影带号（N）：13～23 中央经线：λ0=(N×6-3)°
国家基本比例尺地形图系列 1:5000-1:1万	高斯克吕格投影 （3°分带）	投影带号（N）：24～46 中央经线：λ0=(N×3)°
城市图系列 1:500-1:5000	城市平面局部投影或城市局部坐标的高斯投影

我国各省（区）制图区域范围及投影标准纬线如下表，其中φ为纬度、λ为经度：

表 我国各省（区）制图区域范围及投影标准纬线

省（区）名称

制图区域范围