地理坐标系、大地坐标系和投影坐标系的概念

地理坐标系、⼤地坐标系投影坐标系的概念
地理坐标:为球⾯坐标。参考平⾯地是椭球⾯,坐标单位:经纬度
⼤地坐标:为平⾯坐标。参考平⾯地是⽔平⾯,坐标单位:⽶、千⽶等
地理坐标转换到⼤地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)
在ArcGIS中预定义了两套坐标系:地理坐标系(Geographic coordinate system)投影坐标系(Projected coordinate system)
1、⾸先理解地理坐标系(Geographic coordinate system)氯化铵合剂
Geographic coordinate system直译为地理坐标系统,是以经纬度为地图的存储单位的。很明显,Geographic coordinate syst em是球⾯坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球⾯坐标系统上,如何进⾏操作呢?地球是⼀个不规则的椭球,如何将数据信息以科学的⽅法存放到椭球上?这必然要求我们到这样的⼀个椭球体。这样的椭球体具有特点:可以量化计算的。具有长半轴,短半轴,偏⼼率。以下⼏⾏便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。Spheroid: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening(扁率): 298.300000000000010000
然⽽有了这个椭球体以后还不够,还需要⼀个⼤地基准⾯将这个椭球定位。在坐标系统描述中,可以看到有这么⼀⾏:
Datum: D_Beijing_1954 表⽰,⼤地基准⾯是D_Beijing_1954。
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有了Spheroid和Datum两个基本条件,地理坐标系统便可以使⽤。
完整参数:
Alias:
Abbreviation:
Remarks:
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)
Prime Meridian(起始经度): Greenwich (0.000000000000000000)
Datum(⼤地基准⾯): D_Beijing_1954
Spheroid(参考椭球体): Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening: 298.300000000000010000
2、接下来便是Projection coordinate system(投影坐标系统)同位素分馏
⾸先看看投影坐标系统中的⼀些参数。
Projection: Gauss_Kruger
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)
电力监测Geographic Coordinate System:
Name: GCS_Beijing_1954
Alias:
Abbreviation:
Remarks:
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)
Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000)
Datum: D_Beijing_1954
绝对值电路Spheroid: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening: 298.300000000000010000
从参数中可以看出,每⼀个投影坐标系统都必定会有Geographic Coordinate System。
投影坐标系统,实质上便是平⾯坐标系统,其地图单位通常为⽶。
那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢?
这时候,⼜要说明⼀下投影的意义:将球⾯坐标转化为平⾯坐标的过程便称为投影。
好了,投影的条件就出来了:
张琨维a、球⾯坐标
b、转化过程(也就是算法)
也就是说,要得到投影坐标就必须得有⼀个“拿来”投影的球⾯坐标,然后才能使⽤算法去投影!
即每⼀个投影坐标系统都必须要求有Geographic Coordinate System参数。
关于北京54和西安80是我们使⽤最多的坐标系
先简单介绍⾼斯-克吕格投影的基本知识,了解就直接跳过,我国⼤中⽐例尺地图均采⽤⾼斯-克吕格投影,其通常是按6度和3度分带投影,1:2.5万-1:50万⽐例尺地形图采⽤经差6度分带,1:1万⽐例尺的地形图采⽤经差3度分带。具体分带法是:6度分带从本初⼦午线开始,按经差6度为⼀个投影带⾃西向东划分,全球共分60个投影带,带号分别为1-60;3度投影带是从东经1度30秒经线开始,按经差3度为⼀个投影带⾃西向东划分,全球共分120个投影带。
为了便于地形图的测量作业,在⾼斯-克吕格投影带内布置了平⾯直⾓坐标系统,具体⽅法是,规定中央经线为X轴,⾚道为Y轴,中央经线与⾚道交点为坐标原点,x值在北半球为正,南半球为负,y值在中央经线以东为正,中央经线以西为负。由于我国疆域均在北半球,x值均为正值,为了避免y值出现负值,规定各投影带的坐标纵轴均西移500km,中央经线上原横坐标值由0变为500km。为了⽅便带
间点位的区分,可以在每个点位横坐标y值的百千⽶位数前加上所在带号,如20带内A点的坐标可以表⽰为YA=20 745921.8m。
在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954⽬录中,我们可以看到四种不同的命名⽅式:
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 Zone 13N.prj
对它们的说明分别如下:
三度分带法的北京54坐标系,中央经线在东75度的分带坐标,横坐标前不加带号
三度分带法的北京54坐标系,中央经线在东75度的分带坐标,横坐标前加带号
六度分带法的北京54坐标系,分带号为13,横坐标前加带号
六度分带法的北京54坐标系,分带号为13,横坐标前不加带号
细胞球在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Xian 1980⽬录中,⽂件命名⽅式⼜有所变化:
Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj
Xian 1980 3 Degree GK Zone 25.prj
Xian 1980 GK CM 75E.prj
Xian 1980 GK Zone 13.prj
西安80坐标⽂件的命名⽅式、含义和北京54前两个坐标相同,但没有出现“带号+N”这种形式,为什么没有采⽤统⼀的命名⽅式?让⼈看了有些费解。
3、⼤地坐标(GeodeticCoordinate)
⼤地测量中以参考椭球⾯为基准⾯的坐标。地⾯点P的位置⽤⼤地经度L、⼤地纬度B和⼤地⾼H表⽰。当点在参考椭球⾯上时,仅⽤⼤地经度和⼤地纬度表⽰。⼤地经度是通过该点的⼤地⼦午⾯与起
始⼤地⼦午⾯之间的夹⾓,⼤地纬度是通过该点的法线与⾚道⾯的夹⾓,⼤地⾼是地⾯点沿法线到参考椭球⾯的距离。
⽅⾥⽹:是由平⾏于投影坐标轴的两组平⾏线所构成的⽅格⽹。因为是每隔整公⾥绘出坐标纵线和坐标横线,所以称之为⽅⾥⽹,由于⽅⾥线同时⼜是平⾏于直⾓坐标轴的坐标⽹线,故⼜称直⾓坐标⽹。
在1:1万——1:20万⽐例尺的地形图上,经纬线只以图廓线的形式直接表现出来,并在图⾓处注出相应度数。为了在⽤图时加密成⽹,在内外图廓间还绘有加密经纬⽹的加密分划短线(图式中称“分度带”),必要时对应短线相连就可以构成加密的经纬线⽹。1:25万地形图上,除内图廓上绘有经纬⽹的加密分划外,图内还有加密⽤的⼗字线。
我国的1:50万——1:100万地形图,在图⾯上直接绘出经纬线⽹,内图廓上也有供加密经纬线⽹的加密分划短线。
直⾓坐标⽹的坐标系以中央经线投影后的直线为X轴,以⾚道投影后的直线为Y轴,它们的交点为坐标原点。这样,坐标系中就出现了四个象限。纵坐标从⾚道算起向北为正、向南为负;横坐标从中央经线算起,向东为正、向西为负。
虽然我们可以认为⽅⾥⽹是直⾓坐标,⼤地坐标就是球⾯坐标。但是我们在⼀副地形图上经常见到⽅⾥⽹和经纬度⽹,我们很习惯的称经纬度⽹为⼤地坐标,这个时候的⼤地坐标不是球⾯坐标,她与⽅⾥⽹的投影是⼀样的(⼀般为⾼斯投影),也是平⾯坐标。

本文发布于:2024-09-21 17:33:40,感谢您对本站的认可!

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