UTM投影（Universal Transverse Mercator, UTM）
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简介
UTM 投影（通用横轴墨卡托投影）是一种坐标系，它将地球表面划分为多个区域，并对每个区域应用横轴墨卡托投影。通过将地球划分为 60 个区域，每个区域间隔 6 度经度，并在每个区域内进行独立投影，可以获得高精度的平面直角坐标。
每个区域都由一个区域编号标识，后缀“N”表示北半球，“S”表示南半球，以赤道为基准。例如，“UTM Zone 54N”就是一个包含日本关东地区的区域示例。
该投影考虑了地球的曲率，但在每个区域内可以将其视为相对平坦的表面，因此广泛应用于对定位精度要求较高的领域，例如地理信息系统 (GIS) 和 GPS。
投影构成
UTM 坐标系通常以包含以下元素的格式记录：
- 东距：从区域内参考点（中央子午线）向东的距离（以米为单位）
- 北距：从赤道向北（或向南）的距离（以米为单位）
- 区域编号（1-60）：由经度定义的区域编号
- 北半球或南半球的标识（N 或 S）
许多 GIS 软件（例如 ArcGIS、QGIS、GISBox 等）都支持 UTM 投影，并且也支持 GeoTIFF 和 Shapefile 等格式。标准 EPSG 代码是 UTM 区域的单独 EPSG 代码（例如，EPSG:32654 代表 54N 区域）。
优点
- 极高的距离、面积和角度精度，适用于测量、建筑、城市规划等应用。
- 精度可达米，简化分析和计算。
- 广泛应用，是各种软件和 GPS 设备的标准配置。
- 覆盖全球，同时支持按区域优化结构。
缺点
- 不适用于跨区域的广域分析（跨区域时需要校正）
- 由于每个区域都是独立的，因此需要巧妙地实现区域间统一的可视化和计算
- 南北半球可能存在不同的北移标准（赤道标准和 1,000,000 米偏移量）混合的情况
- 不适用于整个地球的全局显示，仅限于局部高精度应用
应用场景
UTM 投影非常适合需要精度的局部地理信息处理。它广泛应用于城市规划、建筑设计、森林管理、公路和铁路基础设施建设、防灾测绘以及军事测量等诸多领域。特别是，由于 GPS 设备经常输出 UTM 坐标，因此它也经常用于现场勘测和野外调查。
示例图
- 日本各地的 UTM 区域。
- 北欧的 UTM 区域。
