2010年11月11日 星期四

地圖分帶投影

  圓形的地球,要轉繪成平面的地圖,並需要經過「投影」的動作,投影法非常的多種,目前在台灣最常被使用的稱作橫麥卡托投影(Transverse Mercator Projection),屬於正形投影的一種,在小範圍內保持形狀不變,對於各種應用較為方便。我們可以想像成將一個圓柱體橫躺,套在地球外面,再將地表投影到這個圓柱上,然後將圓柱體展開成平面。圓柱與地球沿南北經線方向相切,我們將這條切線稱為「中央經線」。在中央經線上,投影面與地球完全密合,因此圖形沒有變形;由中央經線往東西兩側延伸,地表圖形會被逐漸放大,變形也會越來越嚴重。


  為了保持投影精度在可接受範圍內,每次只能取中央經線兩側附近地區來用,因此必須切割為許多投影帶。就像將地球沿南北子午線方向,如切西瓜一般,切割為若干帶狀,再展成平面。目前世界各國軍用地圖所採用之 UTM 座標系統 (Universal Transverse Mercator Projection System),即為橫麥卡托投影的一種。係將地球沿子午線方向,每隔 6 度切割為一帶,全球共切割為 60 個投影帶。台灣與澎湖分別位於 UTM 第 51 帶與第 50 帶,此種分帶方法稱為「6度分帶」。

  然而,台灣本島從東到西,跨距僅2度,剛好位於第51帶邊緣,變形量大,所繪製出來的地圖不夠精準,尤其是西部平原位於東經120度,與中央經線(東經123度)相差達3度,因此地圖誤差可達1/2500,對於寸土寸金的都市而言,根本無法接受,故產生了「3度分帶」。3度分帶修正以東經121度為中央經線,但對於西部地區的變形量而言仍嫌過大,因此此分帶法相當短命。

  民國63年,為了測繪全台灣五千分之一基本圖與地籍圖,於是改採精度更高的「2度分帶」,係以東經121度為中央經線,範圍涵蓋東經120度至122度,正好包括整個台灣本島,較為精細的分帶使得變形量更小(約1/10000左右)。此分帶法沿用至今,是台灣最常見到的地圖投影方式。值得注意的是,因為2度分帶的分割尺度小,因此台灣本島與澎湖、金門、馬祖、彭佳嶼等離島,均屬於不同分帶,在地理資訊系統上繪製地圖時,若沒有注意到分帶的轉變,很容易出現「澎湖飛到花蓮上方」的糗事唷!

TM二度分帶示意圖。

  運用TM2度分帶投影所繪製出來的台灣地圖,其座標表示為X軸6碼、Y軸7碼數字的表示方式,例如台灣地理中心的「虎子山」所在(247342,2652336),其X軸原點位置為中央經線向西移250000公尺,使全台灣都能夠以「正值」呈現;Y軸原點則與國際通用,以赤道作為起始,因此,若要問這個座標系的原點(0,0)在哪,按照這個原則去推,就可以發現大約是在印尼的婆羅洲(加里曼丹島)一帶。

2 則留言:

  1. 謝謝大大講解˙ˇ˙
    上高一第2張就在講這個~
    還是大大說的清楚

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