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谈谈正确表述地理坐标的重要性(一)

(2008-10-11 15:05:39)
标签:

地心

地轴

半径

赤道

纬度

经度

纬线

经线

分类: 袭夺河地理

         谈谈正确表述地理坐标的重要性(一)

在我们所在的地球上,任何一个地方都有自己的地理坐标,譬如说,新疆维吾尔自治区地方志编纂委员会所在地的地理坐标是北纬43°49′、东经87°36。那么,这个地理坐标到底能告知我们什么呢?对每一个修志人员来说,应该具有读懂它的能力。否则,我们就无法对志书中所用的地理坐标做出正确的判断,并对出现的问题进行必要的修改。

   一、经纬网络所具有的地理坐标意义

我们所在的地球,以自己体内的一直线为轴进行自转。这条直线称为地轴,地轴两端分别称为北极和南极,地轴中端被称为地心。那么,我们所运用的经纬网络,跟地心有怎样的关系呢?

1. 以地心为圆心,以地轴为直径的平面与地面相割的半圆,称经线。通过 英国格林威治天文台原址的那条经线,称本初子午线。本初子午线是地理坐标的纵轴。垂直于地轴的平面与地面相割的无数个相互平行的圆圈,称纬线。以地心为圆心,垂直于地轴的平面与地面相割的大圆,称赤道。赤道是地理坐标的横轴。                     

 2. 地理坐标的纵坐标,称纬度。地球上某一地点的纬度,就是地该点至地心间的垂线与赤道平面之间夹角的度数。纬度从赤道算起,向北称谓北纬,向南称谓南纬,分别从0°~90°,本别跨越赤道至北极或赤道至南极。

3地理坐标的横坐标,称经度。地球上某一地点的经度,就是通过该点经线平面与本初子午线平面间夹角的度数。经度从本初子午线算起,向东称谓东经,向西称谓西经,分别从0°~180°,分别跨越东半球和西半球。

根据上述概念让我们明白,新疆地方志编纂委员会所在地的地理坐标,标志着该地至地心的垂线与赤道平面之间的夹角是43°49′,标志着经该地的经线半圆平面与本初子午线半圆平面之间的夹角是87°36。通过相关的几何知识,我们还可以得知新疆地方志编纂委员会所在地与赤道或本初子午线间的距离。

地球的极半径长6356千米,赤道半径6378千米平均6372千米。一般情况下,地球表面大圆(经线圈和赤道)周长的算法是:2π×6372千米≈ 40000千米。因为地球表面从赤道到北极或南极间所跨角度,正好是经线圈圆心角的四分之一,即所跨纬度90°,而与这个圆心角所相应地面距离长约10000千米,所以地球表面纬度1º的长度是:10000千米÷90≈111千米。同理,环绕地球一周的赤道跨越了东经180°和西经180°,即所跨经度360°,所以在赤道处经度1º的长度是:40000千米÷360≈111千米。

在不同的纬度上,纬线圈的周长不同,这决定了作为经线圈三百六十分之一长的的经度1º的长度不同。由于所有的纬线圈平面与赤道平面平行,那么位于这一纬线圈上的任何地点至地心的连线(即地球经该地点的半径)纬线圈平面赤道平面形成一组内错角,由此我们得知,任何地点的纬度度数,不仅标志着该地点地球半径与赤道平面之间的夹角度数,而且也标志着该地点地球半径与纬线圈平面之间的夹角度数。通过该地点地球半径与纬线圈平面之间的夹角度数,我们可以换算出经过该地点纬线圈的半径。在换算中,我们可以把该地点地球半径作为直角三角形的斜边,而把经过该地点纬线圈的半径和相应的一段地轴,作为直角三角形的两条直角边。由于这条直角三角形斜边与赤道都属地球半径,将其看作赤道半径围绕地心向南北极方向转动,所以经过某地点纬线圈的半径与赤道半径的比值,就是该地点纬度度数的余弦。根据这个条件,我们算出北纬43°49′线圈的半径长:6378千米(赤道半径)×0.7216(cos43°49′  4602千米,经过这里的线圈长:2π×4602千米≈ 28915千米那么经过北纬43°49′处的经度1°长度:28915千米÷360(度)=80.3千米。

在了解的相关知识后,我们可由新疆地方志编纂委员会所在地地处北纬43°49′、东经87°36,对它的地理坐标有明晰的判断:该地与赤道距离是111千米×43.8(度) 4860千米;该地与本初子午线的距离是80.3千米×87.6(度) 7040千米。

    通过了解和运算,我们可归纳出这样的特点求算相应纬度的长,实质是在经线上所量取;求算相应经度的长,实质是在纬线上所量取;因所有经线几乎一样长,所以作为其长度1/180的1º 纬度基本一样长;由于不同纬度的纬线圈周长不一样,这决定了作为其长度1/360的1º 经度的长因纬度不同有很大差异。

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