在地理信息系统(GIS)和地图制图中,中央经线是高斯克吕格投影或UTM(通用横轴墨卡托投影)等投影系统中的一个重要概念。这些投影系统通常将地球表面分割成多个区域,并对每个区域应用特定的数学变换以创建平面地图。
在高斯克吕格投影中,中央经线是指投影带中心的经线,它是该投影带内所有点的经度偏移为零的那条经线。中央经线的选择是为了最小化投影变形。高斯克吕格投影通常用于国家地图系统的制图中。
对于一个给定的高斯投影带,中央经线的经度可以通过以下公式计算:
[ L_0 = 6^\circ \times N - 3^\circ ]
其中:
例如,对于第1投影带(N=1),中央经线的经度为: [ L_0 = 6^\circ \times 1 - 3^\circ = 3^\circ ]
对于第2投影带(N=2),中央经线的经度为: [ L_0 = 6^\circ \times 2 - 3^\circ = 9^\circ ]
以此类推。
在UTM(Universal Transverse Mercator)投影中,每个UTM带也有自己的中央经线。UTM系统将地球分为60个6度宽的投影带,每个带都有自己的中央经线,位于该带的中间位置。
因此,在UTM系统中,给定一个带号( n ),其中央经线的经度可以表示为:
[ L_0 = 6^\circ \times n - 183^\circ ]
例如,对于第1UTM带(n=1),中央经线的经度为: [ L_0 = 6^\circ \times 1 - 183^\circ = -177^\circ ]
对于第2UTM带(n=2),中央经线的经度为: [ L_0 = 6^\circ \times 2 - 183^\circ = -171^\circ ]
以此类推。
这些公式可以帮助确定特定地图投影中的中央经线位置,这对于准确地进行地理定位和地图制图非常重要。
中央经线的计算公式
计算公式:时区数×15°。全球分为二十四个时区,以能够被15整除的经度作为该区域的中央子午线,每一时区占经度15度。
在该时区中央子午线以东的地区,时间要加,以西的地区,时间要减,我国的地形图采用高斯-克吕格平面直角坐标系。在该坐标系中,横轴:赤道,用Y表示;纵轴:中央经线,用X表示;坐标原点:中央经线与赤道的交点,用O表示。
一个时区的“标准时”,只是一个大地区的统一时间,大家共同遵守的“人工时间“而已,并不是该时区内每个地点的“本地时间(LMT)”——真正的经度时。要用出生地的经度与出生大地区的标准时来加减,全球任何地点都用这个原则。
例如:中原时区包括内蒙古、辽宁、河北、山西、山东、河南、安徽、江苏、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、海南、香港、澳门、台湾。
这个大地区当时钟敲定正午12点时,只有位于东经120度线上的地点才是12点,其它的地方是小于或大于12点。如香港位于东经114度10分,比东经120度偏西5度50分,其真正经度时是11时36分40秒。
扩展知识
经度和纬度
经度和纬度都是一种角度。经度是个两面角,是两个经线平面的夹角。所有经线都是一样长。某一点的经度,就是该点所在的经纬平面与本初子午线平面的夹角。在赤道上度量,自本初子午线平面作为起点面,一地的经度是该地对于本初子午线的方向和角距离。
本初子午线是0°经线,东经的最大值为180°,西经的最大值为180°,东西经180°经线是同一根经线,因此不分东经或西经,而统称180°经线。
纬度是个线面角。起点面是赤道平面,线是本地的地面法线。所谓法线,即垂直于参考扁球体表面的线。某地的纬度就是该地的法线与赤道平面之间的夹角。纬度在本地经线上度量,由赤道向南、北度量,向北量值称为北纬度,向南量值称为南纬度。
一地的纬度是该地对于赤道的方向和角距离。赤道是0°纬线,北纬度的最大值为90°,即北极点;南纬度的最大值为90°,即南极点