一种高斯克吕格地图投影演示装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高斯克吕格地图投影演示装置，其是包括底座以及灯泡、地球仪主体，灯泡设置在地球仪主体的球心位置，地球仪主体的外表面有变形验证三角形和经线、纬线、中央经线、赤道、第一长度验证线、第二长度验证线以及第三长度验证线，在地球仪主体的外部套装有透图纸罩，透图纸罩呈椭圆柱状，其中心轴与地球仪主体的地轴垂直且透图纸罩的内表面与地球仪主体的两极相切，本实用新型可以通过简单方便的方法形象的说明高斯克吕格投影的过程，同时利用变形验证三角形和长度验证线对高斯克吕格投影的变形性质进行直观形象的说明，取材方便、设计制作简便、可以将抽象的理论教学形象化、生动化，极大的改善了地图学的教学效果。
【专利说明】
一种高斯克吕格地图投影演示装置
技术领域
[0001]本实用新型属于高等学校教学演示用具技术领域，具体涉及一种高斯克吕格地图投影演示装置。
【背景技术】
[0002]高斯-克吕格投影是由德国数学家、物理学家、天文学家高斯拟定，后经德国大地测量学家克吕格对投影公式加以补充，故称为高斯-克吕格投影。由于地球是一个不规则的球体，为了将其表面上的自然与人文要素表示到平面上去，就必然要使用地图投影，然而直到目前并没有一种十分完美的地图投影，原因是地球椭球面是一个不可展的曲面，在地图投影过程中存在面积、长度、角度变形，且为了保证一种属性不变，就得牺牲其余两种属性。在一线教学中，常使用公式推导或播放幻灯的方式进行教学，但效果欠佳，原因是此处理论较为复杂且过程较为抽象，学生不容易理解。
【实用新型内容】:
[0003]为了改革现有教学方式，提升教学水平，增强地图投影授课的直观性、生动性和趣味性，解决教学效果不佳的问题，本实用新型提供一种地图投影演示装置及方法，利用该装置演示高斯克吕格投影的整个过程，使学生可以直观的观察地物要素从球面转换到平面的整个过程，理解高斯克吕格投影的变形性质和特点。
[0004]本实用新型实现上述技术目的所采用的技术方案是:
[0005]该高斯克吕格地图投影演示装置，包括底座以及安装在底座上的灯泡和透光性地球仪主体，灯泡设置在地球仪主体的球心位置，地球仪主体的外表面有变形验证三角形和经线、玮线、中央经线、赤道、第一长度验证线a、第二长度验证线b以及第三长度验证线C，第一长度验证线a和第三长度验证线c分布在第二长度验证线b的两侧且第一长度验证线a、第二长度验证线b、第三长度验证线c沿着经线方向并且分布在不同的玮度，在地球仪主体的外部套装有透图纸罩，透图纸罩的横截面呈椭圆形，其中心轴与地球仪主体的地轴垂直且透图纸罩的内表面与地球仪主体的两极相切。
[0006]上述第一长度验证线a与第二长度验证线b以及第二长度验证线b与第三长度验证线c之间的经度差为I.5°?3°、玮度差为30°?60°。
[0007]上述透图纸罩是由椭圆柱套和透图纸组成，椭圆柱套是由细铁丝制成椭圆柱状结构，其横截面呈椭圆形，即横截面的长轴与地球仪主体的赤道直径相等、短轴与地球仪主体的地轴长度相等，该椭圆柱套的高度与地球仪主体的赤道直径相等，在椭圆柱套上覆盖有透图纸形成透图纸罩。
[0008]上述地球仪主体包括地球仪骨架和覆盖在地球仪骨架外表面上的聚酯薄膜，变形验证三角形粘贴在聚酯薄膜的表面。
[0009]利用上述的高斯克吕格地图投影演示装置的地图投影演示方法，由以下步骤实现:
[0010](I)接通电源后使灯泡发光，灯泡发出的光线透过聚酯薄膜使经线、玮线、变形验证三角形、第一长度验证线a、第二长度验证线b、第三长度验证线c在透图纸罩上形成投影；
[0011](2)在一个投影带内，用铅笔在透图纸罩上逐一画出中央经线和赤道以及在中央经线两侧的经线和赤道两侧的玮线，再画出变形验证三角形的投影线和第一长度验证线a、第二长度验证线b、第三长度验证线c的投影线，沿着透图纸罩的母线方向取下透图纸，透图纸上所绘图形即为高斯克吕格投影后该投影带的平面情形；
[0012](3)量出透图纸罩上投影后的变形验证三角形以及经线、玮线、中央经线、赤道、第一长度验证线a、第二长度验证线b以及第三长度验证线c的对应长度、角度，并计算出投影后的变形验证三角形面积，比较在投影前后的三角形角度、面积变化以及中央经线和第一长度验证线a、第二长度验证线b以及第三长度验证线c的长度变化，分别确定出该投影带中高斯克吕格投影后的角度变形、面积变形、长度变形；
[0013](4)在椭圆柱套上重新覆盖新的透图纸罩，重复(I)?(3)，则形成下一个投影带的高斯克吕格投影，直到地球仪主体全部投影带均完成投影，将投影好的平面图按照经度范围拼接起来，则形成了整个地球的高斯克吕格投影地图，并且演示出其投影形变。
[0014]本实用新型的高斯克吕格地图投影演示装置是在接通电源后，灯泡发出的光透射聚酯薄膜，使经线、玮线、中央经线、变形验证三角形、第一长度验证线、第二长度验证线和第三长度验证线在透图纸罩上形成投影，用笔在透图纸罩上画出经线、玮线、中央经线、变形验证三角形和各长度验证线的投影线，完成后将透图纸沿椭圆柱套母线位置取下，透图纸上所绘线条即为经高斯克吕格投影后一个投影带上的平面情形，本实用新型可以通过简单方便的方式形象的说明高斯克吕格投影的过程，同时利用变形验证三角形和长度验证线对高斯克吕格投影的变形性质进行直观形象的说明，另外本实用新型取材方便、设计制作简便、可以将抽象的理论教学形象化、生动化、从而可以吸引学生的注意力，极大的改善了地图学的教学效果。
【附图说明】
[0015]图1为实施例1的高斯克吕格地图投影演示装置的内部结构示意图。
[0016]图2为图1的右侧视图。
【具体实施方式】
[0017]现结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行进一步说明，但是本实用新型不仅限于下述的实施情形。
[0018]实施例1
[0019]参见图1和2，本实施例的高斯克吕格地图投影演示装置是由底座1、灯泡3、地球仪主体4以及透图纸罩2组成。
[0020]其中，底座I是普通台灯底座I，在底座I上安装有灯泡3，在灯泡3外还安装有地球仪主体4，灯泡3位于地球仪主体4的球心位置，本实施例的地球仪主体4是由细铁丝按照经玮线搭接成球形网状结构的简易式地球仪骨架和覆盖在地球仪骨架上的透光性好的聚酯薄膜组成，该地球仪骨架底部固定在底座I上、顶部用销钉紧固，其规格与普通地球仪的尺寸相同，在聚酯薄膜的外表面上粘贴有一个直角变形验证三角形5，并且标记出经线、玮线、中央经线、赤道、第一长度验证线a、第二长度验证线b以及第三长度验证线C，第一长度验证线a和第二长度验证线b、第三长度验证线c沿着经线方向，并且第二长度验证线b标记在中央经线上，第一长度验证线a标记在第二长度验证线b的下方并且分布在中央经线的左侧，并与第二长度验证线b之间形成的经度差为3°，第三长度验证线c标记在第二长度验证线b的上方并且分布在中央经线的右侧，并与第二长度验证线b之间形成的经度差为3°，即保证第一长度验证线a、第二长度验证线b、第三长度验证线c沿着经线方向并且分布在不同的玮度，第一长度验证线a和第二长度验证线b之间的玮度差是30°，第二长度验证线b和第三长度验证线c之间的玮度差是30°，确保能够反映出在不同玮度的形变。在地球仪主体4的外部套装有透图纸罩2，本实施例的透图纸罩2是由椭圆柱套和透图纸组成，椭圆柱套是由细铁丝制成椭圆柱筒状结构，其横截面呈椭圆形，即横截面的长轴与地球仪主体4的赤道直径相等、短轴与地球仪主体4的地轴长度相等，该椭圆柱套的高度与地球仪主体4的赤道直径相等，在椭圆柱套上覆盖有透图纸形成透图纸罩2，透图纸罩2水平安装，即透图纸罩2的中心轴与地球仪主体4的地轴垂直，并且透图纸罩2的内表面与地球仪主体4的两极点相切。
[0021]实施例2
[0022]本实施例中，第一长度验证线a和第二长度验证线b、第三长度验证线c沿着经线方向，并且第二长度验证线b标记在中央经线上，第一长度验证线a标记在第二长度验证线b的下方并且分布在中央经线的左侧，并与第二长度验证线b之间形成的经度差为1.5°，第三长度验证线c标记在第二长度验证线b的上方并且分布在中央经线的右侧，并与第二长度验证线b之间形成的经度差为1.5°，即保证第一长度验证线a、第二长度验证线b、第三长度验证线c沿着经线方向并且分布在不同的玮度，第一长度验证线a和第二长度验证线b之间的玮度差是35°，第二长度验证线b和第三长度验证线c之间的玮度差是35°。
[0023]其他的结构与实施例1相同。
[0024]实施例3
[0025]本实施例中，第一长度验证线a和第二长度验证线b、第三长度验证线c沿着经线方向，并且第二长度验证线b标记在中央经线上，第一长度验证线a标记在第二长度验证线b的下方并且分布在中央经线的左侧，并与第二长度验证线b之间形成的经度差为2°，第三长度验证线c标记在第二长度验证线b的上方并且分布在中央经线的右侧，并与第二长度验证线b之间形成的经度差为2°，即保证第一长度验证线a、第二长度验证线b、第三长度验证线c沿着经线方向并且分布在不同的玮度，第一长度验证线a和第二长度验证线b之间的玮度差是60°，第二长度验证线b和第三长度验证线c之间的玮度差是60°。
[0026]其他的结构与实施例1相同。
[0027]上述实施例中验证线的长度以及变形验证三角形5的角度和位置等均可以适时调整，如变形验证三角形5可以是实施例中的直角三角形，也可以是等腰三角形或等边三角形或者其他角度的三角形，其不仅限于上述的实施情形。
【主权项】
1.一种高斯克吕格地图投影演示装置，其特征在于:包括底座(I)以及安装在底座(I)上的灯泡(3)和透光性地球仪主体(4)，灯泡(3)设置在地球仪主体(4)的球心位置，所述地球仪主体(4)的外表面有变形验证三角形(5)和经线、玮线、中央经线、赤道、第一长度验证线(a)、第二长度验证线(b)以及第三长度验证线(C)，第一长度验证线(a)和第三长度验证线(C)分布在第二长度验证线(b)的两侧且第一长度验证线(a)、第二长度验证线(b)、第三长度验证线(C)沿着经线方向并且分布在不同的玮度，在地球仪主体(4)的外部套装有透图纸罩(2)，透图纸罩(2)的横截面呈椭圆形，其中心轴与地球仪主体(4)的地轴垂直且透图纸罩(2)的内表面与地球仪主体(4)的两极相切。2.根据权利要求1所述的高斯克吕格地图投影演示装置，其特征在于:所述第一长度验证线(a)与第二长度验证线(b)以及第二长度验证线(b)与第三长度验证线(c)之间的经度差为1.5°?3°、玮度差为30°?60°。3.根据权利要求1所述的高斯克吕格地图投影演示装置，其特征在于:所述透图纸罩(2)是由椭圆柱套和透图纸组成，椭圆柱套是由细铁丝制成椭圆柱状结构，其横截面呈椭圆形，即横截面的长轴与地球仪主体(4)的赤道直径相等、短轴与地球仪主体(4)的地轴长度相等，该椭圆柱套的高度与地球仪主体(4)的赤道直径相等，在椭圆柱套上覆盖有透图纸形成透图纸罩(2)。4.根据权利要求1所述的高斯克吕格地图投影演示装置，其特征在于:所述地球仪主体(4)包括地球仪骨架和覆盖在地球仪骨架外表面上的聚酯薄膜，变形验证三角形(5)粘贴在聚酯薄膜的表面。
【文档编号】G09B29/00GK205508256SQ201620151049
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】郭斌
【申请人】西安科技大学