前两篇文章介绍了四个圆柱形投影和其他区域投影,这是四个投影中最常用的一个:等角圆柱形投影,也被称为墨卡托投影(Mercator),等角投影以下简称。等角投影的完整定义是【正球在相切(正轴)圆柱上等角投影】。和四大圆柱投影的定义一样,唯一的区别就是等角的特点。这里的等角指的是相似的形状,也就是不同比例的缩放图:地球表面的任何图形(足够小)投影到圆柱上,形状不变。
图中,不同纬度有不同大小的圆,但圆不会变成椭圆,故称等角。还可以看出,这张图的宽高比是1 : 1,同时纬度85°上述区域已被切断,以前等面积投影的宽高比为π : 1.可以覆盖世界,以后会解释。首先,根据上述知识,经度均匀分布在所有正轴切割圆柱投影中X=R·λ,所以南北纬φ°线上任何图形在水平方向上都放大了sec(φ)为了保持面积不变,等待积投影在垂直方向上缩小sec(φ)为了保持形状不变,等角投影必须在垂直方向上放大sec(φ)倍。
当无限小时,上图中的两个四边形相似,边长比为1 : Sec(φ),所以在垂直方向上很容易得到δy =R·δφ·Sec(φ),而y'(φ) =δy /δφ,所以y'(φ) =R·Sec(φ)。因此通过0~φ关于y的积分可以得到φ投影公式。
等角圆柱投影公式是4大圆柱投影中最复杂的了,但证明起来却很简单,主要是原函数比较长。当我们观察这个公式时,φ接近90°时,y它往往是无限的,所以等角投影通常不意味着南北极地区不能覆盖世界。因此,在投影过程中,有必要切断一定纬度以上的区域。在地球测量中,人们通常同意投影地图的宽度=纬度的高度作为切割线,这样的地图作为正方形可以带来无数的便利,尤其是在WebGIS已成为既成事实的标准。令y =πR,求得φ =85.05112877980659°,它刚刚覆盖了地球上的大部分地区,所以我们每天看到的世界地图是85°纬线以内的等角圆柱投影。