地理坐标系,投影坐标系区别
目录
- 1. 地球的三级逼近
- 1.1 大地水准面
- 1.2 旋转椭球体
- 1.3 参考椭球体
- 2. 地理坐标系(大地坐标系)
- 2.1 大地基准面
- 2.2 地理坐标系
- 3. 投影坐标系
- 参考
1. 地球的三级逼近
1.1 大地水准面
- 概念
地球的自然状态下其表面并不是连续不断的,高山、悬崖的存在,使得地球表面存在无数的凸起和凹陷,因此,对地球表面的第一层抽象,大地水准面即得到了一个连续、闭合的地球表面。大地水准面的定义是: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。 - 缺点
无法用数学公式表示
1.2 旋转椭球体
一个扁率极小的椭圆绕短轴旋转所形成的规则椭球体,该椭球体接近于大地水准面,有3个参数,长半轴,短半轴和扁率。
1.3 参考椭球体
对于同一个椭球体,无法很好地表示每一个地区。因此选用不同的旋转椭球来近似表示不同地区的特征,称为参考椭球体。参考椭球体是与某个区域如一个国家大地水准面最为密和的椭球体,不同的参考椭球体有不同的椭球参数。
2. 地理坐标系(大地坐标系)
2.1 大地基准面
- 概念
椭球体是对地球的抽象,不能与地球表面完全重合,在设置参考椭球体的时候必然会出现有的地方贴近的好(参考椭球体与地球表面位置接近),有地地方贴近的不好的问题,因此这里还需要一个大地基准面来控制参考椭球和地球的相对位置。大地基准面就是调整参考椭球体方位后其所在的表面。 - 分类
地心基准面:使用地球的质心作为原点,使用最广泛的是 WGS 1984。
区域基准面:特定区域内与地球表面吻合,大地原点是参考椭球与大地水准面相切的点,例如Beijing54、Xian80。
2.2 地理坐标系
有了参考椭球和大地基准面两个因素就可以建立地理坐标系了,地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示:(L, B, H)。与大地基准面对应,大地坐标系可分为参心大地坐标系和地心大地坐标系。
不同坐标系之间的转化可以通过七参数转化法,但参数不公开,只能通过控制点。
(1)参心大地坐标系:指经过定位与定向后,地球椭球的中心不与地球质心重合而是接近地球质心。区域性大地坐标系。是我国基本测图和常规大地测量的基础。如Beijing54、Xian80。
(2)地心大地坐标系:指经过定位与定向后,地球椭球的中心与地球质心重合。如CGCS2000、WGS84。
3. 投影坐标系
- 概念
投影坐标系的实质是平面坐标系统,地图单位通常为(米)。投影坐标系=地理坐标系+投影函数算法。投影坐标系使用XYZ 来表示地球上一点的位置。 - 常见投影
- 高斯-克吕格投影(横轴墨卡托投影/横轴等角切圆柱投影),我国1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺的地形图均采用高斯克吕格投影。
- 兰伯特Lambert投影(正轴等角割圆锥投影),适用于小于1:100万(包括1:100万)的地图。
- 墨卡托(Mercator)投影,又名“等角正轴圆柱投影”
- Web 墨卡托投影:它接收的输入是Datum为WGS84的经纬度,但在投影时不再把地球当做椭球而当做半径为6378137米的标准球体,以简化计算。
- EPSG4326:Web墨卡托投影后的平面地图,但仍然使用WGS84的经度、纬度表示坐标;
- EPSG3857:Web墨卡托投影后的平面地图,坐标单位为米。
- UTM投影(通用横轴墨卡托投影):是一种等角横轴墨卡托投影,圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈。UTM是由美国制定,因此起始分带并不在本初子午线,而是在180度,因而所有美国本土都处于0-30带内。UTM 投影是为了全球战争需要创建的,美国于 1948 年完成这种通用投影系统的计算。
- Arcgis中投影坐标系含义
参考
- https://blog.csdn.net/yangniceyangyang/article/details/103967687
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/375745390?utm_id=0
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/389414147
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/144533667
- 投影:https://zhuanlan.zhihu.com/p/65282181?from=singlemessage
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