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地球的经纬网的定义

2009年2月5日 发表评论 阅读评论

为了精确地表明各地在地球上的位置,人们给地球表面假设了一个坐标系,这就是经纬线。那么,最初的经纬度线是怎么产生?又是如何测定的呢?公元344年,亚历山大渡海南侵,继而东征,随军地理学家尼尔库斯沿途搜索资料,准备绘一幅“世界地图”。他发现沿着亚历山大东征的路线,由西向东,无论季节变换与日照长短都很相仿。于是做出了一个重要贡献——第一次在地球上划出了一条纬线,这条线从直布罗陀海峡起,沿着托鲁斯和喜马拉雅山脉一直到太平洋。
亚历山大帝国昙花一现,不久就瓦解了。但以亚历山大为名的那座埃及城里,出现了一个著名图书馆,多年担任馆长的埃拉托斯特尼博学多才,精通数学、天文、地理。他计算出地球的圆周是46 250千米,画了一张有7条经线和6条纬线的世界地图。
公元120年,一位青年也在这座古老的图书馆里研究天文学、地理学。他就是克罗狄斯·托勒密。托勒密综合前人的研究成果,认为绘制地图应根据已知经纬度的定点做根据,提出地图上绘制经纬度线网的概念。为此,托勒密测量了地中海一带重要城市和据点的经纬度,编写了8卷地理学著作。其中包括8000个地方的经纬度。为使地球上的经纬线能在平面上描绘出来,他设法把经纬线绘成简单的扇形,从而绘制出一幅著名的“托勒密地图”。15世纪初,航海家亨利开始把“托勒密地图”付诸实践。但是,经过反复考察,却发现这幅地图并不实用。亨利手下的一些船长遗憾地说:“尽管我们对有名的托勒密十分敬仰,但我们发现事实都与他说的相反。”
正确地测定经纬度,关键需要有“标准钟”。制造准确的钟表在海上计时,显然比依靠天体计时要方便,实用得多。18世纪机械工艺的进步,终于为解决这个长久的难题创造了条件。英国约克郡有位钟表匠哈里森,他用42年的时间,连续制造了5台计时器,一台比一台精确、完美,精确度也越来越高。第五台只有怀表那么大小,测定经度时引起的误差只有1/3英里。差不多同时,法国制钟匠皮埃尔·勒鲁瓦设计制造的一种海上计时器也投入了使用。至此,海上测定经度的问题,终于初步得到了解决。
在经纬网图上,可以根据经纬度量算两点之间的距离。全球各地纬度1°的间隔长度都相等(因为所有经线的长度都相等),大约是111km/1°。赤道上经度 1°对应在地面上的弧长大约也是111km。由于各纬线从赤道向两极递减,60°纬线上的长度为赤道上的一半,所以在各纬线上经度差1°的弧长就不相等。在同一条纬线上(假设此纬线的纬度为α)经度1°对应的实际弧长大约为111cosαkm。因此,只要知道了任意两地间的纬度差,或者是赤道上任何两地的经度差,就可以计算它们之间的实际距离。两地间最近距离的判断:若两地经度差等于180o,则过两地的大圆为经线圈,两地最近距离为大圆中过两极点的劣弧;若两地经度差不等于180o,则过两地的大圆不是经线圈,而与经线圈斜交,两地最近距离不过极点,而是过两极地区。
由于经线是连接南北两极的线,纬线是沿地球自转方向环绕地球一周的线,所以根据经纬网可以准确定向。
一般来说,经纬度间隔相同的网格,其纬度越高,表示的范围越小;纬度越低,表示的范围越大。在图幅大小相同、纬度大致相同时,经纬度间隔相等的,网格的面积越大,比例尺越大;网格面积越小,比例尺越小。

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