MATLAB地圖工具箱學習總結（一）從地圖投影說起

MATLAB地圖工具箱學習總結系列：

前言

本學期地圖投影課上，李連營老師建議我們使用MATLAB完成每週的作業。從大二上學期開始接觸MATLAB學習數學運算和地理資料處理的我，自然不會放過這次機會，每週找了點時間好好研究了一下，把作業比較輕鬆地就搞定了。不過由於網上相關的教程、資料比較少，在夾雜了多種專業詞彙的同時，又沒有中文翻譯，也是讓人感到頭疼。在此想總結一下相關的函式，以幫助其他需要使用工具箱的人。作為一個學生，我所接觸的僅僅是皮毛，也必然會有一些錯誤，希望看到的人能夠指出，謝謝。

PS：本文基於MATLAB R2014a版本。

1 作業案例：地圖投影作業5-7

在作業5、6、7中，李老師分別要求我們在MATLAB中畫出正軸、橫軸、斜軸的方位、圓柱、圓錐投影（引數自定），查閱MATLAB幫助後，在其基礎上完成了作業。以等角橫軸圓柱投影為例，原始碼及效果如下圖所示：

landareas = shaperead('landareas.shp','UseGeoCoords',true);
axesm ('mercator', 'Frame', 'on', 'Grid', 'on','origin',[0 120 0]);
geoshow(landareas,'FaceColor',[1 1 .5],'EdgeColor',[.6 .6 .6]);
tissot;

接下來我將詳細解釋一下各函式及其引數的意義和作用。

2 地圖投影的分類：

（1） MATLAB中支援多種地圖投影，檢視具體支援哪些只需要在命令列中敲入maps，可以獲得MATLAB中所有地圖投影型別的分類屬性（圓錐、圓柱、方位投影等），名稱及MATLAB中使用時的簡稱。如下圖：

（2）以下是我本人翻譯的部分投影型別中英文翻譯對照表。

3 shaperead的用法

shaperead用於讀取shapefile檔案的資料，並將其進行儲存。

（1）基本用法：shpaeread(filename,Name,Value)

其中，filename指的是檔名，此項必設，後面可以跟多項設定。其生成一個結構體，包括Geometry幾何物件,BoundingBox範圍，X,Y座標值等資料。

（2）常用設定

1） BoundingBox：是一個2*2的陣列，限定了讀取檔案要素的範圍，只有該範圍內的要素才能被選中。

2） Attributes：讀取屬性設定，後面跟一個字串陣列，字串即為所要讀取的屬性。當設定該屬性後，shapefile檔案中只有被選擇的屬性才可以被讀取出來。

3） UseGeoCoords：可以選擇為true或者false（預設），即是否使用地理結構(GeoStruts)。如果資料已經被投影了就選擇false，如果還未被投影，可以選擇true以生成投影。

4 axesm的用法

axesm是地圖工具箱中最重要、最常用的函式之一，用來定義地圖的座標系，設定地圖的屬性。而地圖投影的型別也可以在裡面進行設定和調整。

（1）基本用法：axesm(projid,PropertyName,PropertyValue)

其中，projid指的是投影型別的簡稱，此項必設，後面可以跟多項屬性，包括屬性名稱和屬性值。屬性分為四大類：控制地圖投影的屬性，控制框架的屬性，控制格網的屬性，控制座標軸標籤的屬性。下面就一一介紹一些常用的屬性。此外，也可以直接在命令列中敲入axesm手動調整部分引數。

（2）常用屬性：

1） AngleUnits:包括degrees（預設）度和radians弧度兩個屬性，定義角度的單位。

2） MapLatLimit[southern_limit northern_limit]和MapLonLimit[western_limit eastern_limit]：分別定義了經度和緯度的範圍

3） Origin[latitude longitude orientation]：定義了地圖的中心區域。輸入的經緯度將成為地圖投影的中心。最後一個引數orientation則設定了地圖旋轉的角度。

4） Frame：包括on和off（預設）兩個屬性。可以定義地圖的邊框是否顯示。

5） Grid：包括on和off（預設）兩個屬性。可以是否顯示地圖格網。

5 geoshow的用法

geoshow是用來顯示地圖資料的函式，非常重要，大部分的地圖都使用該函式進行顯示。由於其使用的方法多種多樣，在此僅僅介紹一小部分和本文開始案例相關的用法。

（1）基本用法：

1） geoshow(lat,lon)直接輸入經緯度，將以該經緯度為中心，生成一小片地圖。

2） geoshow(filename)直接輸入地圖檔名，生成該地圖

3） geoshow(_,Name,Value,)輸入相關屬性並設定引數，生成所需要的地圖。

（2）常用屬性：

1） facecolor：定義了地圖表面的顏色，需要輸入三個引數且均在0至1之間。

2） edgecolor：定義了海岸線邊界的顏色，引數值同上。

1 landareas=shaperead('landareas.shp','UseGeoCoords',true);
2 axesm('mercator','Frame','on','Grid','on','origin',[0 120 0])
3 geoshow(landareas,'FaceColor',[1 .2 .5],'EdgeColor',[.2 .6 .1]);
4 tissot

6 tissot的用法

tissot用來顯示變形橢圓。

（1）基本用法：

1） tissot可以自動顯示變形橢圓，最小橢圓大小為顯示範圍的十分之一。

2） tissot(radius)其中radius是最小橢圓的大小。

1 landareas=shaperead('landareas.shp','UseGeoCoords',true);
2 axesm('mercator','Frame','on','Grid','on','origin',[0 120 0]);
3 geoshow(landareas,'FaceColor',[1 .2 .5],'EdgeColor',[.2 .6 .1]);
4 tissot(0.05);

3） tissot(linestyle)其中linestyle是橢圓線形。

4） tissot(lineStyle,PropertyName,PropertyValue)可以設定關於線形的其他屬性。

7 mdistort的用法

mdistort用來顯示等變形線。

（1）基本用法：

1） mdistort可以自動顯示等變形線。

2） mdistort(parameter).可以對等變形線進行引數設定。

（2）常用屬性：

1） 'area'：後面跟陣列，可以在相應的引數位置設定等變形線。

2） 'angle'：根據角度設定等變形線的間隔。

3） 'parscale'：和area類似，目前我本人也沒有搞清楚兩者之間具體的差異。

1 landareas=shaperead('landareas.shp','UseGeoCoords',true);
2 axesm('mercator','Frame','on','Grid','on','origin',[0 120 0]);
3 geoshow(landareas,'FaceColor',[1 1 .5],'EdgeColor',[.6 .6 .6]);
4 mdistort('parscale',[-500:100:500])

今天關於MATLAB地圖投影的相關知識就介紹這麼多，看幫助才是最重要的，我這裡僅僅挑出了相關的個別屬性，但MATLAB功能實在強大，應該好好利用！下次準備講一講大圓和恆向線路徑生成的問題。

天靖居士

2016.4.18

4.24更新說明：新增mdistort等變形線說明。

8.17更新說明：具體程式碼請參考：https://git.oschina.net/kkyyhh96/MapProjectInMatlab

有關地圖工具箱其他文章，請參看：

MATLAB地圖工具箱學習總結系列：

（一）從地圖投影說起

（二）大圓和恆向線

（三）地圖工具箱的基本知識

（四）自定義投影

MATLAB地圖工具箱學習總結（一）從地圖投影說起

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