第三章 坐标系与投影转换之基准面和坐标系的分类基本知识
第三章 坐标系与投影转换之基准面和坐标系的分类基本知识
- 几种常见基准面
- 几种基准面说明
- 椭球体参数的区别
- 坐标系分类
- 区别
- 度（分、秒）和米的转换（高级）
- AcrGIS的坐标，投影文件的含义
- 投影方法介绍
- 高斯特点（中国使用）
- UTM
几种常见基准面
- 北京54
- 西安80
- 国家2000
- WGS1984
几种基准面说明
- 北京54坐标系与西安80坐标系都是以
Gauss_Kruger为基础，经局部平差后产生的坐标系 - 北京54坐标系：1954建立原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃
- 西安80坐标系：也称国家大地坐标系，1980年，原点在西安附近
- GPS系统所采用的是1984年世界大地坐标系（World Geodetic System 1984即WGS-84）。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系。原点是地球的质心。
- 2000国家大地坐标系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。
椭球体参数的区别
| 长半轴 a | 短半轴 b | 扁率 f | |
|---|---|---|---|
| 北京54 | 6378245m | 6356863m | 1/298.3 |
| 西安80 | 6378140m | 6356755m | 1/298.25 |
| WGS-84 | 6378137m | 6356753.314m | 1/298.25 |
| 2000坐标系 | 6378137m | 6356752331414m | 1/298.257222101 |
[注]:扁率：f = (a-b)/a
[注]:由于长、短半轴不一样，不同坐标系如西安80坐标系与北京54坐标系转换是不存在严密转换统一的公式地球上同一点，各个坐标系的经纬度是不一样的。
坐标系分类
- 全局坐标系或球坐标系，例如经纬度。这些坐标系通常称为地理坐标系。
- 基于横轴墨卡托、阿尔伯斯等积或罗宾森等地图投影的投影坐标系，这些地图投影（以及其他多种地图投影模型）提供了各种机制将地球球面的地图投影到二位笛卡尔坐标平面上。投影坐标系又是成为地图投影。
区别
- 地理坐标系以度为单位，地理空间坐标系（Geographic coordinate system），使用基于经纬度坐标描述地球上某一点所处位置。地理坐标系坐标经度范围（-180 ~180），维度（-90 ~ 90）
- 投影坐标系以米为单位
度（分、秒）和米的转换（高级）
度和米严格意义上无法转换，因为地球是椭圆的，在不同的参数中不一样，就是同一坐标系统如西安80，经线1度和纬线1度长度也不一样。
- 西安80：长半轴a=6378140m；短半轴b=6356755m；扁率f=1/298.25;
- 经度：以赤道为例：1（经）度=637814023.1415926/360/1000=111.3km
- 合计1分为：1分大约1.85km，1秒大约30m
- 靠近两级（南北极）数字越小
AcrGIS的坐标，投影文件的含义
投影坐标系统（Projection coordinate system）使用基于X，Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。平面坐标系统地图单位通常为米，或者是平面直角坐标。
投影坐标系有以下两项参数确定：
- 基准面确定：比如北京54、西安80、WGS84
- 投影方法（比如高斯-克吕格、Lambert投影）
投影方法介绍
- Lambert等角圆锥投影
- 用于小比例尺的地图投影如1：50万，1：100万，1：400等小比例尺，经线为辐射直线，纬线为同心圆圆弧。指定两条标准纬度线Q1,Q2，在这两条纬度线上没有长度变形，即M=N=1。此种投影也叫等角割圆锥投影。
- 高斯-克吕格投影（等角横切椭圆柱投影)
- 用于如1/10万，1/5万，1/万等比例尺
高斯特点（中国使用）
高斯-克吕格投影（后，除中央经线和赤道为直线外，其他经线均为对称于中央经线的曲线。高斯-克吕格投影没有角度变形，在长度和面积上变形也很小，中央经线无变形，自中央经线向投影带边缘，变形逐渐增加，变形最大处在投影带内赤道的两端。
UTM
UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”，是等角横轴割圆柱投影（高斯-克吕格为等角横轴切圆柱投影），圆柱割地球于南纬80度，北纬94度两条等高圈，该投影将地球划分为60个投影带，每带经差为6度，已被许多国家作为地形图的数学基础。
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文章目录 第一节 坐标系的概念 1.1 坐标 1.2 坐标系 2 基准面介绍 2.1 基准面概念 2.2几种基准面的说明 2.3 椭球体参数的区别 3 坐标系的分类 3.1 两种坐标系 3.2 区别 ...
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