高斯-克吕格投影（Gauss–Krüger Projection）
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简介
高斯-克吕格投影是一种基于横轴墨卡托投影的地图投影，由德国地理学家卡尔·弗里德里希·高斯和约翰·海因里希·克吕格开发。它广泛用于大比例尺地形图和精密测量，并被许多国家（尤其是德国、俄罗斯和中国）用作国家坐标系的一部分。
投影构成
基于高斯-克吕格投影的数据主要提供以下几种格式：
- 平面笛卡尔坐标 (X, Y)
- 对应于参考椭球的经纬度（以度或弧度为单位）
- EPSG 代码（例如，中国的三度带基于 EPSG:4490，并按带划分）
此外，GIS 软件保存和交换数据的格式主要有以下几种：
- Shapefile (.shp)
- GeoTIFF (.tif)
- GML (.gml)
- CSV（含坐标）等。
优点
- 高精度：基于横轴墨卡托投影，最大程度减少东西方向的变形，在经度狭窄区域也能提供极高的精度。
- 按区域划分区域：每个区域设置一个投影原点，每区域划分为 3 度或 6 度，确保每个区域内的计算精度。
- 已纳入国家标准：中国多项国家测量标准均采用此投影方法，并被政府部门和科研院所广泛应用。
- 坐标计算清晰：制定了地理坐标（经纬度）到平面直角坐标的转换公式，程序实现简便。
缺点
- 跨带转换不便：由于各带的原点不同，在处理跨带区域时，需要在同一坐标系下进行坐标转换和调整。
- 国际兼容性差：与 WGS84 和 UTM（通用横轴墨卡托）相比，其国际标准性有所欠缺，因此需要进行额外的转换才能与其他国家共享和整合数据。
- 经度带设置混乱：由于中国有 3 度和 6 度带，且其他国家的经度带设置存在差异，因此在管理带号和中央子午线时需要格外小心。
应用场景
高斯-克吕格投影广泛应用于城市规划、土地利用、精密测量、森林管理、水资源调查以及其他需要特定国家或地区内高精度位置信息的任务。在中国，它是地籍测量、行政区划测绘、基础设施设计等领域的主流投影。它也常用于地方政府地理信息系统 (GIS) 和 CAD 绘图。
示例图
- 以格林威治为中心的高斯-克吕格投影。
- 以中央子午线为本初子午线的整个地球表面的高斯-克吕格投影。
