PROJ4 投影以及坐标种类

在PROJ4坐标系统中,proj= 参数用于定义不同的投影和坐标系类型。以下分类,涵盖主要的 proj=xxx 类型(包括 geocentutm),示例:


1. 大地坐标系(Geodetic)

① 地理坐标系(经纬度)

+proj=longlat   # 标准经纬度(WGS84等)
+proj=latlong   # 同longlat(旧版别名)

用途:全球通用坐标(如GPS原始数据)。

② 地心直角坐标系

+proj=geocent   # 地心直角(X,Y,Z)

用途:卫星轨道、GNSS数据处理。


2. 投影坐标系(Projected)

① 通用横轴墨卡托(UTM)

+proj=utm +zone=33   # 指定UTM分区(如33表示欧洲中部)

用途:分带局部高精度地图(全球通用)。

② 兰勃特投影

+proj=lcc +lat_1=30 +lat_2=60   # 双标准纬线

用途:中纬度地区(如中国全国地图)。

③ 墨卡托投影

+proj=merc       # 标准墨卡托
+proj=webmerc    # Web墨卡托(EPSG:3857)

用途:航海图、在线地图(如Google Maps)。

④ 极地投影

+proj=stere +lat_0=90   # 北极立体投影
+proj=aeqd +lat_0=90    # 北极等距方位投影

用途:极地科考、航空导航。


3. 工程坐标系(Engineering)

① 局部笛卡尔坐标系

+proj=affine    # 仿射变换
+proj=local     # 自定义局部坐标系

用途:建筑测量、隧道工程。

② 垂直投影

+proj=ortho     # 正射投影(如地球仪视图)
+proj=nsper     # 近侧透视(卫星视角)

用途:三维可视化、航天影像。


4. 特殊用途投影

① 等面积投影

+proj=cea       # 圆柱等积(Cylindrical Equal Area)
+proj=moll      # 摩尔威德(Mollweide)

用途:统计地图、气候数据。

② 等距投影

+proj=eqdc      # 等距圆锥
+proj=gnom      # 球心投影(大圆航线)

用途:距离分析、航线规划。

③ 变形投影(艺术/教育)

+proj=robin     # 罗宾森(Robinson)
+proj=sinu      # 正弦曲线(Sinusoidal)

用途:世界地图展示。


5. 行星/非地球坐标系

① 月球坐标系

+proj=selenocentric   # 月心直角坐标
+proj=eqc moon        # 月球经纬度

用途:月球探测车定位。

② 火星坐标系

+proj=geocent mars    # 火星地心直角
+proj=eqc mars        # 火星经纬度

用途:火星地图制图。


6. 复合投影与变换

① 多步骤投影

+proj=pipeline +step +proj=longlat +step +proj=utm   # 分步转换

用途:复杂坐标转换链。

② 动态投影

+proj=deformation +dt=0.1   # 时间依赖形变

用途:地震位移分析。


7. 分类场景总结

类别 典型proj=类型 示例应用场景
大地坐标系 longlat, geocent GPS数据、卫星轨道
UTM/高斯 utm, tmerc 地形图、工程测量
圆锥投影 lcc, eqdc 中纬度国家地图
极地投影 stere, aeqd 极地科考
等积投影 cea, moll 气候数据可视化
工程坐标 affine, local 建筑施工
行星坐标 selenocentric, eqc mars 深空探测

查询支持的proj=类型?

  1. 通过PROJ命令行

    proj -l   # 列出所有支持的投影类型
    
  2. GDAL/PROJ文档


常见坐标投影的关键区别

  • geocent:三维直角坐标(X,Y,Z),无投影变形。
  • longlat:地理坐标(经度、纬度、高程)无投影变换
  • utm:二维投影坐标(Easting,Northing),存在长度和角度变形但可控(常见有高斯3°和高斯6°分带,每个分代有各自中央子午线)。

通过选择合适的 proj= 类型,可以满足从地球测绘到深空探测的各类需求。

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