簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 柯承宏
Ko, Cheng-Hung
論文名稱: TWD97二度TM投影中央子午線最佳投影尺度比之研究
A Study of the Optimal Scale Factor along the Central Meridian for the TWD97 Transverse Mercator Projection in 2˚ Zones
指導教授: 尤瑞哲
You, Ruei-Jhe
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 測量及空間資訊學系
Department of Geomatics
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 60
中文關鍵詞: 1997臺灣大地基準二度TM投影中央子午線最佳投影尺度比
外文關鍵詞: TWD97, Transverse Mercator Projection in 2˚ Zones, Optimal Scale Factor along the Central Meridian
相關次數: 點閱:109下載:7
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 二度分帶TM投影為臺灣大地基準TWD 67與TWD 97所使用的地圖投影系統,主要針對臺灣國土範圍的狹長特性與需求所建立。內政部設定該投影系統的中央經線投影尺度比為0.9999,但遍尋文獻無法找到其來源。本研究以臺灣本島為研究範圍,根據二度分帶TM投影的長度及面積變形理論推導最佳的中央經線尺度比,同時分析探討現今所使用的中央經線投影尺度比是否使投影后擁有最佳的長度與面積變形。

    經實驗分析結果顯示:在臺灣本島地區(緯度範圍: 21.5˚N ~25.5˚N,經度範圍120˚E~122˚E),現今使用的中央經線投影尺度比0.9999會使得投影后平均的Airy長度變形量為4.686895×10^(-9),平均的面積變形量為0.000066;而本研究依最佳化理論所推導出的中央經線投影尺度比0.999933則會使得投影后平均的Airy長度變形量為3.602558×10^(-9),面積變形量為1.340164×10^(-7),即臺灣本島地區若使用最佳的中央經線投影尺度比0.999933會較使用現行的投影尺度比0.9999的面積變形減少了兩百萬平方公尺,顯示本研究所得之中央經線投影尺度比會使得二度分帶TM地圖投影結果有較小的變形。

    TWD 67 and TWD 97 are two current geodetic datums in Taiwan and both use the Transverse Mercator projection in 2°zones (2°TM) as their map projection system, which is established for the narrow feature of the national territory of Taiwan. The ministry of the interior in Taiwan set the value of the projection scale factor along the central meridian of 2°TM to 0.9999, but it is unable to find the sources of this numeric value. The main purpose in this study is to derive the optimal value of projection scale factor along the central meridian for the 2°TM by the length and areal distortions based on the map projection theory, then to analyze whether the current value of the scale factor along the central meridian results in the optimal length and areal distortions or not.

    After analyzing, the results show that the average Airy length distortion and the areal distortion of the current value of scale factor in Taiwan island (Latitude range is 21.5˚N ~25.5˚N, Longitude range is 120˚E~122˚E) are 4.686895×10^(-9) and 0.000066, respectively, while the optimal value of scale factor derived in this study is 0.999933 and the average Airy length distortion and the areal distortion are 3.602558×10^(-9) and 1.340164×10^(-7). If using the optimal value of scale factor, the areal distortion will decrease about 2 million square meters than the current value of scale factor. It is shown that our optimal projection scale factor results in minimal distortions in both the distances and areas.

    中文摘要 I 英文摘要 II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VII 第一章 緒論 1 1.1 背景與研究動機 1 1.2 文獻回顧 4 1.2.1 微分幾何與地圖投影 5 1.2.2 Tissot變形橢圓 9 1.2.3 柯西變形張量 11 1.2.4 葛林變形張量 13 1.2.5 Tissot橢圓求解 14 1.2.6 地圖投影分類 17 1.2.7 最佳化中央經線尺度比求解 18 1.3 研究之問題和策略 19 1.4 論文架構 19 第二章 理論根據和研究方法 21 2.1 高斯-克呂格與二度分帶橫麥卡托地圖投影 21 2.1.1 高斯-克呂格投影系統 21 2.1.2 高斯-克呂格投影公式 22 2.1.3 UTM投影系統 26 2.1.4 二度分帶TM投影系統 28 2.2 最佳中央經線投影尺度比 29 2.2.1 最佳中央投影尺度比概念 29 2.2.2 中央投影尺度比-根據艾裡最佳化 29 2.2.3 中央投影尺度比-根據面積變形最佳化 32 第三章 實驗成果與分析 36 3.1 實驗範圍與資料 36 3.2 臺灣各地投影尺度比-利用現今中央經線尺度比計算 36 3.3 臺灣各地投影尺度比-利用最佳化中央經線尺度比計算 41 第四章 結論與建議 54 參考文獻 56 附錄 1 anm參數表 58

    尤睿哲 (2009)。大地測量學上課講義。國立成功大學測量及空間資訊學系。

    尤睿哲 (2003)。測量坐標系統。國立成功大學測量及空間資訊學系,台南。

    孫達,蒲英霞 (2005)。地圖投影。南京大學出版社。

    史惠順 (1979)。平面測量學。國立成功大學航空測量研究所。

    內政部地政司法規查詢檢索系統: http://www.land.moi.gov.tw/law/

    Google地球6.0版. Google Earth 6.0. Google inc.

    D.H.Maling.(1992).Coordinate Systems and Map Projections.Pergamon Press,U.S.A.

    E.W.Grafarend and F.W.Krumm. (2006). Map Projections.Springer,Berlin.

    F.Pearson(1990). Map Projections: theory and applications.CRC Press,U.S.A.

    W.Torge(1991). Geodesy 2nd edition. Walter de Gruyter & Co.,Berlin.

    F.Harvey(2008). A primer of GIS: Fundamental geographic and cartographic concepts. Guilford Press. United States of America.

    E.N.Gilbert.(1974). Distortions in maps. Siam Review, Vol.16,pp.47~62.

    E.W.Grafarend(1995). The optimal universal transverse Mercator projection. Manuscripta geodaetica,Vol.20, pp.421-468.

    E.W.Grafarend and R.Syffus(1998). The optimal Mercator projection and the optimal polycylindric projection of conformal type case-study Indonesia. Journal of Geodesy,Vol.72, pp.251~258.

    Eric W.Grafarend and R.Syffus(1998). The solution of the Korn- Lichtenstein equations of conformal mapping:the direct generation of ellipsoidal Gauss–Kruger conformal coordinates or the Transverse Mercator Projection. Journal of Geodesy,Vol.72, pp.282~293.

    下載圖示 校內:2013-08-18公開
    校外:2013-08-18公開
    QR CODE