地理坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)

1、地理坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)地理坐標(biāo)：為球面坐標(biāo)。 參考平面地是 橢球面。坐標(biāo)單位:經(jīng)緯度大地坐標(biāo)：為平面坐標(biāo)。參考平面地是 水平面 坐標(biāo)單位：米、千米等。地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到大地坐標(biāo)的過程可理解為投影。 （投影：將不規(guī)則的地球曲面轉(zhuǎn)換為平面）在ArcGIS中預(yù)定義了兩套坐標(biāo)系：地理坐標(biāo)系（Geographic coordinate system）投影坐標(biāo)系（Projected coordinate system），1、首先理解地理坐標(biāo)系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直譯為 地理坐標(biāo)系統(tǒng)，是以經(jīng)緯度為地圖的存儲(chǔ)單位

2、的。很明顯，Geographic coordinate syst em是球面坐標(biāo)系統(tǒng)。我們要將地球上的數(shù)字化信息存放到球面坐標(biāo)系統(tǒng)上，如何進(jìn)行操作 呢？地球是一個(gè)不規(guī)則的橢球，如何將數(shù)據(jù)信息以科學(xué)的方法存放到橢球上？這必然要求 我們找到這樣的一個(gè)橢球體。這樣的橢球體具有特點(diǎn)：可以量化計(jì)算的。具有長(zhǎng)半軸，短 半軸，偏心率。以下幾行便是Krasovsky_1940橢球及其相應(yīng)參數(shù)。 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.01877304730000000

3、0 Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000 然而有了這個(gè)橢球體以后還不夠，還需要一個(gè)大地基準(zhǔn)面將這個(gè)橢球定位。在坐標(biāo)系統(tǒng)描 述中，可以看到有這么一行： Datum: D_Beijing_1954 表示，大地基準(zhǔn)面是D_Beijing_1954。 - 有了Spheroid和Datum兩個(gè)基本條件，地理坐標(biāo)系統(tǒng)便可以使用。 完整參數(shù)： Alias: Abbreviation: Remarks: Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) Prime Meridian（起始經(jīng)度）: Greenwich

4、(0.000000000000000000) Datum（大地基準(zhǔn)面）: D_Beijing_1954 Spheroid（參考橢球體）: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening: 298.3000000000000100002、接下來便是Projection coordinate system（投影坐標(biāo)系統(tǒng)），首先看看投影坐 標(biāo)系統(tǒng)中的一些參數(shù)。 Projection: Gauss_Kruger

5、Parameters: False_Easting: 500000.000000 False_Northing: 0.000000 Central_Meridian: 117.000000 Scale_Factor: 1.000000 Latitude_Of_Origin: 0.000000 Linear Unit: Meter (1.000000) Geographic Coordinate System: Name: GCS_Beijing_1954 Alias: Abbreviation: Remarks: Angular Unit: Degree (0.0174532925199432

6、99) Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000) Datum: D_Beijing_1954 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening: 298.300000000000010000 從參數(shù)中可以看出，每一個(gè)投影坐標(biāo)系統(tǒng)都必定會(huì)有Geographic Coordinate System。 投影坐標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上便是平面坐標(biāo)系統(tǒng)

7、，其地圖單位通常為米。 那么為什么投影坐標(biāo)系統(tǒng)中要存在坐標(biāo)系統(tǒng)的參數(shù)呢？ 這時(shí)候，又要說明一下投影的意義：將球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為平面坐標(biāo)的過程便稱為投影。 好了，投影的條件就出來了： a、球面坐標(biāo) b、轉(zhuǎn)化過程（也就是算法） 也就是說，要得到投影坐標(biāo)就必須得有一個(gè)“拿來”投影的球面坐標(biāo)，然后才能使用算法 去投影！ 即每一個(gè)投影坐標(biāo)系統(tǒng)都必須要求有Geographic Coordinate System參數(shù)。關(guān)于北京54和西安80是我們使用最多的坐標(biāo)系 先簡(jiǎn)單介紹高斯-克呂格投影的基本知識(shí)，了解就直接跳過，我國大中比例尺地圖均采用高斯-克呂格投影，其通常是按6度和3度分帶投影，1:2.5萬1:50萬比

8、例尺地形圖采用經(jīng)差6度分帶，1:1萬比例尺的地形圖采用經(jīng)差3度分帶。具體分帶法是：6度分帶從本初子午線開始，按經(jīng)差6度為一個(gè)投影帶自西向東劃分，全球共分60個(gè)投影帶，帶號(hào)分別為160；3度投影帶是從東經(jīng)1度30秒經(jīng)線開始，按經(jīng)差3度為一個(gè)投影帶自西向東劃分，全球共分120個(gè)投影帶。為了便于地形圖的測(cè)量作業(yè)，在高斯-克呂格投影帶內(nèi)布置了平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)，具體方法是，規(guī)定中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，中央經(jīng)線與赤道交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，x值在北半球?yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù)，y值在中央經(jīng)線以東為正，中央經(jīng)線以西為負(fù)。由于我國疆域均在北半球，x值均為正值，為了避免y值出現(xiàn)負(fù)值，規(guī)定各投影帶的坐標(biāo)縱軸均西移500km，

9、中央經(jīng)線上原橫坐標(biāo)值由0變?yōu)?00km。為了方便帶間點(diǎn)位的區(qū)分，可以在每個(gè)點(diǎn)位橫坐標(biāo)y值的百千米位數(shù)前加上所在帶號(hào)，如20帶內(nèi)A點(diǎn)的坐標(biāo)可以表示為YA=20 745 921.8m。 在Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsGauss KrugerBeijing 1954目錄中，我們可以看到四種不同的命名方式： Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25.prj Beijing 1954 GK Zone 13.prj Beijing 1954 GK

10、Zone 13N.prj 對(duì)它們的說明分別如下： 三度分帶法的北京54坐標(biāo)系，中央經(jīng)線在東75度的分帶坐標(biāo)，橫坐標(biāo)前不加帶號(hào) 三度分帶法的北京54坐標(biāo)系，中央經(jīng)線在東75度的分帶坐標(biāo)，橫坐標(biāo)前加帶號(hào) 六度分帶法的北京54坐標(biāo)系，分帶號(hào)為13，橫坐標(biāo)前加帶號(hào) 六度分帶法的北京54坐標(biāo)系，分帶號(hào)為13，橫坐標(biāo)前不加帶號(hào) 在Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsGauss KrugerXian 1980目錄中，文件命名方式又有所變化： Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj Xian 1980 3 Degree GK Z

11、one 25.prj Xian 1980 GK CM 75E.prj Xian 1980 GK Zone 13.prj 西安80坐標(biāo)文件的命名方式、含義和北京54前兩個(gè)坐標(biāo)相同，但沒有出現(xiàn)“帶號(hào)+N”這種形式，為什么沒有采用統(tǒng)一的命名方式？讓人看了有些費(fèi)解。 大地坐標(biāo)（Geodetic Coordinate）:大地測(cè)量中以參考橢球面為基準(zhǔn)面的坐標(biāo)。地面點(diǎn)P的位置用大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H表示。當(dāng)點(diǎn)在參考橢球面上時(shí)，僅用大地經(jīng)度和大地緯度表示。大地經(jīng)度是通過該點(diǎn)的大地子午面與起始大地子午面之間的夾角，大地緯度是通過該點(diǎn)的法線與赤道面的夾角，大地高是地面點(diǎn)沿法線到參考橢球面的距離。 方里網(wǎng)

12、:是由平行于投影坐標(biāo)軸的兩組平行線所構(gòu)成的方格網(wǎng)。因?yàn)槭敲扛粽锢L出坐標(biāo)縱線和坐標(biāo)橫線，所以稱之為方里網(wǎng)，由于方里線同時(shí) 又是平行于直角坐標(biāo)軸的坐標(biāo)網(wǎng)線，故又稱直角坐標(biāo)網(wǎng)。 在1：1萬1：20萬比例尺的地形圖上，經(jīng)緯線只以圖廓線的形式直接表現(xiàn)出來，并在圖角處注出相應(yīng)度數(shù)。為了在用圖時(shí)加密成 網(wǎng)，在內(nèi)外圖廓間還繪有加密經(jīng)緯網(wǎng)的加密分劃短線(圖式中稱“分度帶”)，必要時(shí)對(duì)應(yīng)短線相連就可以構(gòu)成加密的經(jīng)緯線網(wǎng)。1：2 5萬地形圖上，除內(nèi)圖廓上繪有經(jīng)緯網(wǎng)的加密分劃外，圖內(nèi)還有加密用的十字線。 我國的1：50萬1：100萬地形圖，在圖面上直接繪出經(jīng)緯線網(wǎng)，內(nèi)圖廓上也有供加密經(jīng)緯線網(wǎng)的加密分劃短線。 直角坐標(biāo)網(wǎng)的坐標(biāo)系以中央經(jīng)線投影后的直線為X軸，以赤道投