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文章条理清晰,内容通俗易懂
还可以参考另一篇文章:GISer梳理的我国常用的坐标系及相关知识
1、基本概念
地理坐标系:为球面坐标。 参考平面地是椭球面,坐标单位:经纬度;
投影坐标系:为平面坐标。参考平面地是水平面,坐标单位:米、千米等;
地理坐标转换到投影坐标的过程可理解为投影。(投影:将不规则的地球曲面转换为平面)
2、地理坐标系
2.1 地球的三级逼近
2.1.1大地水准面
地球的自然表面有高山也有洼地,是崎岖不平的,我们要使用数学法则来描述他,就必须找到一个相对规则的数学面。
大地水准面是地球表面的第一级逼近。假设当海水处于完全静止的平衡状态时,从海平面延伸到所有大陆下部,而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的曲面,这就是大地水准面。
2.1.2地球椭球体
大地水准面可以近似成一个规则成椭球体,但并不是完全规则,其形状接近一个扁率极小的椭圆绕短轴旋转所形成的规则椭球体,这个椭球体称为地球椭球体。它是地球的第二级逼近。
2.1.3大地基准面
地心基准面:由卫星数据得到,使用地球的质心作为原点,使用最广泛的是 WGS 1984。
2.2地理坐标
地理坐标,就是用经线(子午线)、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。
一般地理坐标可分为三种,天文经纬度,大地经纬度,地心经纬度。通常地图上使用的经纬度都为大地经纬度,所以这里我介绍一下大地经纬度,其他两种要想了解的话可以百度一下,其实区别不大。
大地经度:参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。东正西负。
大地纬度 :参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角。北正南负。
看到这里,地理坐标系的思路基本明确的了吧!只需要参考椭球体参数以及大地基准面就可以确定地理坐标系。下面是Arcgis中对北京1954坐标系的说明。
Prime Meridian(起始经度)
Datum(大地基准面): D_Beijing_1954
Spheroid(参考椭球体): Krasovsky_1940 (克拉索夫斯基椭球体)
3、投影坐标系
这一大堆1954坐标系究竟是什么鬼,beijing1954不是地理坐标系吗?
首先,投影坐标系的生成是以地理坐标系为基准的,所以每个投影坐标系前面都会挂有地理坐标系。而地理坐标系后面的一串乱七八糟的,则是投影参数!
比如 Beijing 1954 3 Degree GK Zone 39
3度分带法的北京54坐标系,中央经线在东117度的分带坐标,横坐标前加带号。
3.1投影
在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法,称为地图投影。
按变形性质分类:
等角投影:角度变形为零(Mercator)
等积投影:面积变形为零(Albers)
任意投影:长度、角度和面积都存在变形
其中,各种变形相互联系相互影响:等积与等角互斥,等积投影角度变形大,等角投影面积变形大。
从投影面类型划分:横圆柱投影:投影面为横圆柱
圆锥投影:投影面为圆锥
方位投影:投影面为平面
从投影面与地球位置关系划分为:正轴投影:投影面中心轴与地轴相互重合
斜轴投影:投影面中心轴与地轴斜向相交
横轴投影:投影面中心轴与地轴相互垂直
相切投影:投影面与椭球体相切
相割投影:投影面与椭球体相割
投影参数:
标准线
概念:投影面与参考椭球的切线或割线。分为标准纬线与标准经线。
特点:没有变形,也称主比例尺。
中心线
概念:是指中央经线(原点经线)与中央纬线(原点纬线),用来定义图投影的中心或者原点。
特点:一般会有变形。
3.2我国常用投影
3.2.1高斯-克吕格投影
横轴等角切圆柱投影
– 离开中央子午线越远,变形越大
– 赤道是直线,离开赤道的纬线是弧线,凸向赤道
– 没有角度变形
– 长度和面积变形很小
北京54和西安80投影坐标系的投影方式
高斯投影特点:
– 中央子午线长度变形比为1
– 在同一条经线上,长度变形随纬度的降低而增大,在赤道处为最大
– 在同一条纬线上,长度变形随经差的增加而增大,且增大速度较快
我们经常会听到6°分带,3°分带的说法。其实并不是所有投影都有分带,从下面一张图就可以看出,分带是高斯克吕格投影自带的。
高斯-克吕格投影分带规定:该投影是国家基本比例尺地形图的数学基础,为控制变形,采用分带投影的方法,在比例尺1:2.5万—1:50万图上采用6°分带,对比例尺为1:1万及大于1:1万的图采用3°分带。
3.2.2其他投影
1:100万地形图采用兰伯特Lambert投影(正轴等角割圆锥投影),其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致。
转载于:https://www.cnblogs.com/mumu122GIS/p/10373459.html
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