假设考虑地面(地球椭球体面)是一个微小的无穷小圆(称微分圆),在投影中发生变形后,往往不能保持为圆形,而是一个椭圆,称为变形椭圆。根据变形椭圆的形状和大小,能反映出投影中变形的质和量的差别,同时具有直观的明晰形。如在等角投影中,变形椭圆保持正圆形,但在不同的位置上,面积差异很大,而在等积投影中,则变形椭圆形状变化很大,但面积大小相等。
两个全等椭圆相滚动,如图1中、
及图2中
、
,其传动比
作对称变化,如图3中
;而两个变形椭圆相滚动,如图2中的
、
,传动比则可作不对称变化,如图3中的
。
图1
图2
图3
图2表示如何由原始椭圆导出称为变形椭圆的
。图中两椭圆极径
相同而极角
则不同。在极角缩小区内,极角缩小系数
,缩小区域占
,例如图2中
上点
处极角
缩小成
上点
的极角
,但点
、
处的极径
不变,这样
、
相应的极径
不变,图3中的
亦不变。在极角增大区内,极角增大系数
,增大区域占
,例如图2中的
上点
的极角
(“
”号仅表反向量度)增大为
上点
的极角
,但点
、
处的极径
不变,这样
亦不变(见图3)。变形椭圆
(图2)及其不对称的传动比
(图3)就是基于这种方法由原始椭圆
推导出来的。上述
、
要满足
从图3可知,,所以只要将用于原始椭圆
中的
用
代入即得变形椭圆
在
区
处的传动比
。[1]