座標系統

是用來表示地表現象位置的系統。在小比例尺地圖中,常使用經緯線座標,在大比例尺地圖中則常使用方格網座標。

地圖的繪製是把地球表面上的資訊透過投影的方法轉繪成平面圖紙,因此,方向、形狀或面積會產生變化。認識各種投影法的特性和差異,有助於正確判讀地圖。

經緯線

經緯線是一套適用於全球的定位座標系統,由地心、南極、北極三個定點,以及地軸和赤道兩條定線所構成的球面座標。

經線又稱子午線,為地球表面上連線南北極點的假想線。透過英國格林尼治天文臺的經線稱為本初子午線、本初經線或0度經線,由零度經線向東、向西各分180°,東、西經180°經線相互重疊。地表上某地的經度就是該地經線和本初經線在地心所夾的角度。

與赤道平行的線,稱為緯線。緯線的度數是它與赤道在地心所成的角度,以赤道為0°,南北半球各有90°。經線和緯線相交組成地球表面的縱軸和橫軸座標。判斷一個地方的經緯度習慣上先讀緯度座標再讀經度座標。經緯線座標系統除用來定位以外,還可以使用經度資訊換算各地時區,由一地的緯度就可大概得知該地的晝夜長短和氣溫變化。

方格網座標

其原理是使用垂直線和水平線把地圖劃分成若干方格。在繪有圖網的地圖中,某地點所在的網格位置,以網格左下角的座標值,先讀垂直線再讀水平線來表示。若要更明確指出某地的絕對位置,則可將該方格邊長再細分為十等分讀出六位數字的座標值。

地圖投影

地圖繪製有兩個步驟:首先將地球上的經緯線系統轉移到平面紙上,其次將地表上的地形地物,繪製在平面紙上正確的經緯度位置。把地球上的經緯線系統轉移到平面紙的過程稱地圖投影。其原理是將圖紙相切於縮小的地球儀上,利用來自球心、球面一側或遠方的光源把地球上的經緯線系統投影在紙上。按照紙型和地球儀相切的方式可分為圓柱、圓錐和方位投影。投影后圖紙展成平面其經緯線網格形態有明顯差異。

地球為一球體,無論採用哪種投影原理將球面轉繪在平面圖紙上都會使經緯線系統產生改變,致使形狀、方向或距離、面積等方面產生不同程度的誤差。因此製作地圖時,多依據不同目的,透過數學運算,設計出等角、等積或等距投影。

等角投影是維持方向角度不變的投影,適合航海圖或航空圖的繪製。墨卡託投影就是利用圓柱投影原理,經過計算的等角投影,其特點是:經線、緯線皆為平行的直線,兩者成直角相交,任兩地間的方向角度正確。因為圓柱圖紙與球面切合在赤道上所以赤道附近的面積誤差較小,適合用來繪製赤道附近的地圓但愈往高緯度面積的誤差愈大。

等積投影是維持面積比例正確的投影,適於用來表示現象分佈,如世界政區圖、人口密度圖等地圖的繪製。

等距投影是維持距離比例正確的投影方法,有利於直接比較各地之間的距離,以兩極為切點的方位投影,常應用在極區地形圖或航海圖的繪製。

沒有一種投影法可以完美的呈現球面原貌因此要知道上述各種地圖投影的意義和使用不同投影法可能造成的誤差才能正確判斷地圖的空間資訊。