两者都描述水平方向,都从北起算,所以在口语里常被混用,然后在计算里惹出麻烦。 区别在参考系:方位角是自北顺时针量的一个连续角度,而象限角先声明一个象限, 再从北或南中较近的那一个量到东或西。地契、较早的测量成果图和某些辖区用象限角; 计算和大多数现代软件用方位角。
方位角自北顺时针量取,从 0° 经东(90°)、南(180°)、西(270°)再回到北(360°)。
没有象限之分,也没有符号约定——东北方向就是 45°,西南偏西就是 247.5°。
正因为它是一个连续量,坐标几何用的就是它:ΔE = d·sin A、
ΔN = d·cos A,把边长和方位角直接变成坐标增量。
象限角(quadrant bearing,又称化算象限角)先说明象限,再给出该象限内 0° 到 90° 之间的角度。
书写时把北或南写在前、东或西写在后,例如 N 45°30′ E——
自北向东 45°30′。四种形式是 NE、SE、SW、NW,这个角度永远是与子午线的偏角,
绝不是一个绝对角度。
这种写法不是随意的。象限角把方向写得一眼可读:看字母就知道一条线是向东还是向西, 不必拿数字去和 90°、270° 比较;而在一条条朗读地界描述(metes and bounds)的场合, 这一点很重要。
| 象限 | 象限角 | 方位角 | 规则 |
|---|---|---|---|
| 东北 | N θ E | θ | 方位角 = θ |
| 东南 | S θ E | 180° − θ | 方位角 = 180° − θ |
| 西南 | S θ W | 180° + θ | 方位角 = 180° + θ |
| 西北 | N θ W | 360° − θ | 方位角 = 360° − θ |
两个方向各举几例:N 45°30′ E 对应方位角 45.5°。
S 60° E 对应 180° − 60° = 120°。方位角 225° 落在西南象限,
所以象限角是 S 45° W,因为 225° − 180° = 45°。
而方位角 330° 是 N 30° W,因为 360° − 330° = 30°。
从方位角反推象限角时,先定象限——0–90 为 NE,90–180 为 SE,180–270 为 SW, 270–360 为 NW——再用上面规则的逆运算求该象限内的角度。 90° 的整数倍是麻烦的特例:象限内角度为 0°,象限角退化成纯粹的基本方向, 这就是为什么软件常常不论设置如何都把它们按方位角给出。
一条线的方向取决于你站在哪一端。正方位角与反方位角相差 180°:
反 = 正 + 180°(正方位角小于 180° 时),
反 = 正 − 180°(大于 180° 时)。象限角的规则更漂亮——字母互换,
于是 N 45° E 反过来就是 S 45° W,角度不变。
这正是象限角约定体现价值的地方:读一段闭合地块的描述时,每条线的反向就出现在 下一条线的字母里,任何没有正确反向的线立刻会以笔误的形式暴露出来。 方位角也有同样的校验,但它表现为算术而不是模式匹配。
真北、磁北,还是格网北?不说明是哪一个北,方位角或象限角就没有意义。 真北是地理北极;磁北是罗盘针指向的方位,随磁偏角漂移; 格网北是投影地图上格网的北轴方向,与真北相差一个子午线收敛角。 用罗盘写下的地界给出的是磁象限角,并注明测量当时的磁偏角。 现代计算用格网方位角或真方位角。没有磁偏角和子午线收敛角,两者之间无法换算。
最常出现的三种错误是:在同一次计算中混用两种约定;忘记老地界上的磁象限角 不等于现代的方位角;以及把反方位规则用了两遍,使方向悄悄变回原样。 这三种错误产生的结果都是「内部自洽、对外错误」。如果坐标闭合得很整齐, 但图形相对实地是旋转的,首先要查的就是磁偏角或约定被搞混了。
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