拉格朗日投影

测绘学术语

拉格朗日投影又称“双圆投影”。等角多圆锥投影中的一种。由法国数学家拉格朗日（1736～1813）于1779年提出，故名。赤道与中央经线均为直线并且正交，经线与纬线均为同轴圆的圆弧，其圆心位于中央经线与赤道的延长线上。

概念

又称“双圆投影”。等角多圆锥投影中的一种。由法国数学家拉格朗日（1736～1813）于1779年提出，故名。赤道与中央经线均为直线并且正交，经线与纬线均为同轴圆的圆弧，其圆心位于中央经线与赤道的延长线上。这种投影图上的面积变形，在中央部分较小，而向四周明显扩大。

地图投影

按照一定的数学法则将地球椭球面上的经纬线转移到平面上的方法。也就是使地球椭球面上各点的地理坐标与平面上各点的直角坐标(或极坐标)保持一定的函数关系。地球椭球面是曲面，而地图是绘制在平面上，因此制图时首先要把曲面展为平面。然而地球椭球面是个不可展的曲面，假如把它直接展为平面，必然发生破裂或褶皱，用这种具有破裂或褶皱的平面绘制地图，显然是不实用的。所以必须采用数学方法将曲面展为平面，以保持平面上图形的完整和连续。地图投影方法很多，但不论采用什么投影方法所得到的经纬线网形状都不可能与地球椭球面上的经纬线网形状完全相似。这表明投影之后地图上的经纬线网发生了变形，因而根据地理坐标展绘在地图上的各种地理事物也必然随之产生变形。变形主要表现在三个方面：长度变形、面积变形和角度变形。变形是不可避免的，但若给予一定的条件，如等角条件，等积条件，则可使其中某种变形等于零，用以满足不同用途对地图投影的要求。按变形性质地图投影可分为三类：等角投影、等积投影和任意投影(包括等距投影)。

地图投影最初建立在透视的几何原理上，它是把地球椭球面直接透视到平面上，或透视到可展为平面的曲面上，如圆柱面和圆锥面。这样就得到具有几何意义的方位、圆柱和圆锥投影。随着科学的发展，为了使地图上变形尽量减小，或者为了使地图满足某些特定要求，地图投影逐渐跳出了原来借助几何面构成投影的框子，而产生了一系列按照数学条件构成的投影。按照构成方法可以把地图投影分为两大类：几何投影和非几何投影。几何投影是把地球椭球面上的经纬线投影到几何面上，然后将几何面展为平面而成的。根据几何面的形状可以分为方位投影、圆柱投影和圆锥投影。非几何投影是不借助于几何面，根据某些条件用数学解析法确定地球椭球面与平面之间点与点的函数关系。在这类投影中，一般按经纬线形状又分为伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影和多圆锥投影。

圆锥投影

以圆锥面作为投影面，使圆锥面与地球面相切或相割，将地球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后把圆锥面沿一条母线剪开展为平面而成。由于圆锥面与地球面相切或相割的位置不同，有正轴圆锥投影、横轴圆锥投影和斜轴圆锥投影。正轴圆锥投影是在投影时使圆锥的轴与地轴重合。投影后的经纬线形状比较简单，称为标准网。纬线为以圆锥顶点为圆心的同心圆弧，经线为由圆锥顶点向外放射的直线束，经线间的夹角小于相应的经度差。设地球面上两条经线的夹角为λ，投影在平面上为δ，则δ=cλ(c—圆锥常数)。纬线半径ρ随纬度φ而变化，即ρ是纬度φ的函数，一般用ρ=f(φ)式表达。故正轴圆锥投影的一般公式为：ρ=f(φ)，δ=cλ，圆锥常数c与圆锥的切、割位置等条件有关。对于不同的圆锥投影，它是不同的。但对于某一个具体的圆锥投影，C值是固定的。总的说来，C值小于1，大于0，即0

由于ρ的函数形式不同，圆锥投影有等角圆锥投影、等积圆锥投影和任意(包括等距)圆锥投影，每一种中都有切圆锥投影和割圆锥投影。不论哪一种圆锥投影变形分布规律都是相同的。凡是切圆锥投影，相切的纬线是一条没有变形的线，称为标准纬线。从标准纬线向南、向北变形逐渐增大。凡是割圆锥投影，相割的两条纬线没有变形，是两条标准纬线。离开标准纬线愈远，变形愈大。等变形线与纬线平行，呈同心圆弧状分布。

圆锥投影适合于绘制中纬度沿东西方向延伸地区的地图。由于地球上广大陆地位于中纬度地区，圆锥投影经纬线形状又比较简单，所以它被广泛应用于编制各种比例尺地图。

等角投影

投影面上某点的任意两方向线夹角与地球椭球面上相应线段的夹角相等。即角度变形等于零。为了保持等角条件，必须使经纬线正交，某点上经线长度比与纬线长度比相等，即θ=90°，m=n。θ——经纬线交角，m——经线长度比，n——纬线长度比。在这类投影图上，小范围内图上图形与实地相似，故又称为正形投影。其长度比在一点上不随方向的改变而改变，但在不同地点，长度比数量是不同的，因此从大范围来说，图上图形与实地并不相似。由于这类投影没有角度变形，多用于编制对方向精度要求高的航海图、航空图、洋流图、风向图和军用地图等。

拉格朗日

法国数学家。1754年开始研究数学，1766年接替了欧拉在柏林皇家科学院的职位，在那里工作达20年。1786年去法国，先后担任巴黎高等师范学校和多科工艺学校教授。他是18世纪仅次于欧拉的大数学家，工作涉及数论、代数方程论、微积分、微分方程、变分法、力学、天文学等许多领域。在数学上，他最早的重要贡献是1859年解决了等周问题，从而开创了变分问题分析形式的一般解法。1766～1787年是他科学研究的多产时期，1766～1773年，他在数论方面做了一系列研究，1766年证明了所谓佩尔(Pell)方程(x-Ay=1)的解的存在性，1770年证明费马的著名命题，每个正整数可表为至多4个平方数之和；1771年证明了著名的所谓威尔逊 (Wilson) 定理；1773年关于整数的型表示问题获得关键性成果。1767～1777年，他又系统地研究了代数方程论，引入对称多项式理论，置换理论及预解式概念，指出根的排列理论是整个问题的真谛，对后来伽罗华的工作产生了重要影响。在这期间，他还在微积分、微分方程、力学、天文学领域广泛开展研究，导致了他的两部不朽巨著《分析力学》 (1788)、《微分原理中的解析函数论》(1797)。著名的拉格朗日中值定理、拉格朗日余项、拉格朗日方程，对黎卡提方程的重要研究，对线性微分方程组的研究，对奇解与通解的联系的系统研究，都是这一时期的工作。他也是最先试图为微积分提供严格基础的数学家之一，这使他成为实变函数论的先驱。他还以在数学上追求简明与严格而被誉为第1个真正的分析学家。拿破仑曾评价说：“拉格朗日是数学科学方面高耸的金字塔。”

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