常用到的地图坐标系有2种，即地理坐标系和投影坐标系。
地理坐标系是以经纬度为单位的地球坐标系统，地理坐标系中有2个重要部分，即地球椭球体（spheroid）和大地基准面（datum）。由于地球表面的不规则性，它不能用数学公式来表达，也就无法实施运算，所以必须找一个形状和大小都很接近地球的椭球体来代替地球，这个椭球体被称为地球椭球体，我国常用的椭球体如下表1.1所示。
表1.1 我国常用椭球体
大地基准面是指目前参考椭球与WGS84参考椭球间的相对位置关系（3个平移，3个旋转，1个缩放），可以用其中3个、4个或者7个参数来描述它们之间的关系，每个椭球体都对应一个或多个大地基准面。投影坐标系是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上，属于平面坐标系。数学法则指的是投影类型，目前我国普遍采用的是高斯——克吕格投影，在英美国家称为横轴墨卡托投影（Transverse Mercator）。高斯克吕格投影的中央经线和赤道为互相垂直，分带标准分为3度带和6度带。美国编制世界各地军用地图和地球资源卫星像片所采用的全球横轴墨卡托投影（UTM）是横轴墨卡托投影的一种变型。高斯克吕格投影的中央经线长度比等于1，UTM投影规定中央经线长度比为0.9996。我国规定1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万、1：50万比例尺地形图，均采用高斯克吕格投影。1：2.5万至1：50万比例尺地形图采用经差6度分带，1：1万和1：2.5万比例尺地形图采用经差3度分带。
先了解大地坐标的概念。大地坐标，在地面上建立一系列相连接的三角形，量取一段精确的距离作为起算边，在这个边的两端点，采用天文观测的方法确定其点位（经度、纬度和方位角），用精密测角仪器测定各三角形的角值，根据起算边的边长和点位，就可以推算出其他各点的坐标。这样推算出的坐标，称为大地坐标。我国1954年在北京设立了大地坐标原点，由此计算出来的各大地控制点的坐标，称为1954年北京坐标系。为了适应大地测量的发展，我国于1978年采用国际大地测量协会推荐的IAG-75地球椭球体建立了我国新的大地坐标系，并在1986年宣布在陕西省泾阳县设立了新的大地坐标原点，由此计算出来的各大地控制点坐标，称为1980年大地坐标系。随着社会的进步，国民经济建设、国防建设和社会发展、科学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求，迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统作为国家大地坐标系。2000国家大地坐标系（China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000）是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，CGCS2000是我国当前最新的国家大地坐标系。我们经常给影像投影时用到的北京54、西安80和2000坐标系是投影直角坐标系，如下表所示为国内坐标系采用的主要参数。从中可以看到我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的大地基准面。
表1.2 北京54、西安80和2000坐标系
对于地理坐标，只需要确定两个参数即椭球体和大地基准面。对于投影坐标，投影类型为Gauss Kruger，除了确定椭球体和大地基准面外，还需要确定中央经线。大地基准面的确定关键是确定7个参数（或者其中几个参数），北京54基准面可以用三个平移参数来确定，即“-12,-113,-41,0,0,0,0”，很多软件近似为Krasovsky(0,0,0,0,0,0,0)基准面；西安80的7参数比较特殊，各个区域不一样。一般有两个途径：一是直接从测绘部门获取；二是根据三个以上具有西安80坐标系与其他坐标系的同名点坐标值，利用软件来推算，有一些绿色软件具有这个功能，如Coord MG。中央经线获取可有以下两种方法，第一种根据已知带号计算，6度带用6*N-3，3度带用3*N；第二种方法是根据经度从下图1.1.1中查找。
修改文件为ellipse.txt，语法为<椭球体名称>,<长半轴>,<短半轴>。这里的逗号为英文半角输入状态下的逗号，建议直接复制文件中已有的椭球体进行修改。这里将下面三行加在ellipse.txt文件的末尾，保存关闭即可。最终效果如下图1.2.1所示。
图1.2.1 定义椭球体
修改文件为datum.txt，语法为<基准面名称>,<椭球体名称>,<平移三参数>。这里将下面三行添加在datum.txt文件末尾，保存关闭即可。最终效果如下图1.2.2所示。
图1.2.2 定义基准面
（1） 打开ENVI Classic，选择Map > Customize Map Projection工具；
（2） 在弹出的对话框内命名Beijing_1954_GK_Zone_20N，选择Transverse Mercator类型，点击D_Beijing_1954,东偏500000，北偏0，中央纬线0，中央经线117，缩放系数为1，如图1.2.3所示
（3） 选择Projection > Add New Projection…，保存投影坐标系；
（4） 选择File > Save Projections…，在弹出对话框中点击OK，将新建坐标系保存在map_proj.txt文件内
图1.2.3 北京54坐标系参数设置
定义投影步骤：
（1） 打开文件“…\数据\f49e011021.img”，在Available Bands List中右键点击文件列表下的Map Info，选择Edit Map Information…；
（2） 在弹出的Edit Map Information对话框中点击Change Proj…按钮，选择新建好的北京54坐标系，点击OK如图1.2.4。ENVI将自动为f49e011021.img的头文件中添加Map Info，识别结果如下图1.2.5所示。
图1.2.4 坐标系的选择
图1.2.5 识别结果
将北京54坐标系转换为2000坐标系步骤：
（1） 按照之前的步骤定义2000坐标系如图1.2.6.
（2） 在弹出的对话框内命名CGCS_2000_GK_Zone_20N，选择Transverse Mercator类型，点击D_Beijing_1954,东偏500000，北偏0，中央纬线0，中央经线117，缩放系数为1。
（3） 选择Projection > Add New Projection…，保存投影坐标系；
（4） 选择File > Save Projections…，在弹出对话框中点击OK，将新建坐标系保存在map_proj.txt文件内
图1.2.6 自定义2000坐标系参数
（5） 进行投影转换，选择Map > Convert Map Projection工具，选择输入文件f49e011021.img（已经定义为北京54坐标系），点击OK；
（6） 在弹出的Convert Map Projection Parameters对话框中点击Change Proj…按钮，选择新建的2000坐标系，点击OK；
（7） 在Convert Map Projection Parameters面板右侧修改转换参数（如下图所示），选择输出路径，点击OK即可。
（8） 投影转换结果如图1.2.7和1.2.8所示。
图1.2.7 投影转换参数设置
图1.2.8 投影转换结果
通过以上操作可以看出，虽然在ENVI中自定义坐标系非常方便，但是由于每一个坐标系均存在3度和6度分带，并且分带较多，如果逐个定义也是非常繁琐的。为了让用户更加方便使国内坐标系，我们定义好了国内坐标系文件，只要替换三个txt文件并重启ENVI即可使用所有分带的国内坐标系。首先将文件路径为“…\自定义坐标系（北京54、西安80、2000坐标系）\数据\国内坐标系文件”三个文件复制到C:\Program Files\Exelis\ENVI53\classic\map_proj，然后重启ENVI。点击Map-Convert Map Projection-Open-Previous File,选择自己刚保存文件，选择xian1980坐标系20带，选中memory,保存在电脑上，结果如图1.3.1。
图1.3.1 保存结果
将54坐标系在ArcGIS中打开，右键文件名点击属性-符号系统-拉伸，将类型改为标准差，确定如图 1.3.2。右键图层属性，点击坐标系，自己命名的54坐标系可以正常显示，说明ENVI中的自建坐标系正常导入，可以正常使用如图1.3.3 。
图1.3.2 图层属性
图1.3.3 结果显示
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