第二章? 坐標體系

GIS的一個基本原則是：要在一起使用的圖層必須在空間上相互匹配，否則會發生明顯錯誤

地圖投影就是從一種坐標系統過渡到另一種坐標系統。投影的過程就是從地球表面轉換到平面，輸出結果是一個地圖投影，即可用于投影坐標系統。

投影就是將數據集從地理坐標轉成投影坐標，重新投影是從一種投影坐標轉成另一種投影坐標。通常投影和重新投影是一個GIS項目的初始任務。

2.1地理坐標系統

地理坐標系統是地球表面空間要素的定位參考系統，是由經度和緯度定義的，經度和緯度都是用角度度量的。經度是從本初子午線開始向東或向西度量角度（東經和西經），而緯度是從赤道平面向北或向南度量角度。

?本初子午線和赤道被看作地理坐標系統的基線（baseline），經度值相當于x值，緯度值相當于y值。GIS中通常輸入帶正號或負號的經度和緯度值。經度值以東半球為正，西半球為負，緯度值以北半球為正，南半球為負。經緯度角度表示方式可以是度-分-秒（DMS）、十進制表示的度數（DD）或者是弧度（rad）

2.1.1地球的近似表示

兩極稍扁，赤道略鼓的橢球體。長軸a，短軸b，參數扁率f=（a-b）/a。基于橢球體的地理坐標稱為大地坐標。

2.1.2.大地基準

大地基準是地球的一個數學模型，水平基準用于計算地理坐標、垂直基準作為計算海拔高度的參照或基礎。本章先考慮水平基準，大地水平基準的定義包括大地原點的經緯度、用于計算的橢球參數、橢球體和地球在原點的分離。

2.2 地圖投影

?? 地圖投影將從球形球體的地理坐標轉換到平面位置的地球表面到平面的轉換，這是一個會產生變形的轉換。

???????? 球面距離計算公式 cos(d)=sin(a)sin(b)+cos(a)cos(b)cos(c)

?

2.2.1地圖投影的類型

??根據投影后所保留的性質將地圖投影分為四類 正形投影、等面積投影、等距投影、等方位投影

2.2.2 地圖投影參數

?? 標準線：投影面與參考橢球的切線??標準緯線（標準線沿緯線方向）、標準經線（標準線沿經線方向）

?? 比例尺：是一種普通的測量投影變形方法，它是指圖上（或球體）距離與相應的實際距離之間的比值。?主比例尺 ??局部比例尺 ?比例系數

?

2.3 常見的地圖投影

2.3.1 橫軸墨卡托投影:也叫高斯-克里格投影 ?是墨卡托投影的變形 墨卡托投影用的是標準緯線，但橫軸墨卡托投影用的是標準經線

2.3.2 蘭勃特正形圓錐投影：適用于東西延展大于南北延展的中緯度地區。

2.3.3 阿伯斯等積圓錐投影

2.3.4 等距圓錐投影

2.3.5 網絡墨卡托：Google地圖和微軟虛擬地球應用的是網絡墨卡托，它是基于球體而不是橢球體的墨卡托投影，可以簡化計算，但是損失了精度。因此用戶再利用這種投影來做數據分析的時候必須考慮重投影。

?

2.4 投影坐標系統

???投影坐標系統是基于地圖投影而建立的，投影坐標系統和地圖投影可以交替使用。

2.4.1 通用橫軸墨卡托格網系統

2.4.2 通用極射坐標系格網系統（UPS）

2.4.3 國家平面坐標系統（SPC）

2.4.4 公用土地調查系統（PLSS）

?

2.5 在GIS中運用坐標系統

2.5.1 投影文件：是一個文本文件，存儲了數據集所基于的坐標系統的信息。包括地理坐標系統、投影參數和線單位等信息

2.5.2 預定義坐標系統

2.5.3 即時（on-the-fly）投影：可以根據不同的坐標系統顯示其數據集，但是它不是真的改變數據集的坐標系統，不能用來代替數據集的投影和重投影任務。

?

重要概念和術語

方位投影（Azimuthalprojection）：保持特定方向上投影精度的一種地圖投影。它也用平面作為投影面的地圖投影。

中央線（Centrallines）：包括中央經線和中央緯線，它們共同確定了地圖投影的中心或原點。

Clarke 1886 橢球體：一種大地測量橢球體，是1927年北美測量基準面（NAD27）的基礎

正形投影（Conformalprojection）：保持局部狀況的一種地圖投影

圓錐投影（Conicprojection）：用圓錐作為投影面的一種地圖投影

圓柱投影（Cylindricalprojection）：用圓柱作為投影面的一種地圖投影

大地基準（Datum）：用于計算一個地點的地理坐標的基礎。基準面由橢圓體派生而來

基準面轉換（Datumshift）：從一個基準面到另一個基準面的變化。例如，從NAD27到NAD83，可以導致點位置的固定水平位移。

十進制度數系統（DDsystem）：經、緯度值的度量系統，如42.5°

度-分-秒系統（DMS system）：用經度和緯度值如12°30′00″表示的度量系統。一度等于60分，一分等于60秒

地理坐標數據庫（GCDB）：美國內政部土地管理局（BLM）開發的數據庫，包括PLSS中地塊四至界碑的經、緯度值及其他描述信息

參考球體（Referenceglobe）：地球的簡化模型，在其基礎上構建地圖投影

通用極射格網系統（UPSgrid system）：一個將極地地區分為一系列100000m^2方形的格網系統，與UTM格網系統類似

UTM格網系統（UTM grid system）：一個將84°N到80°S之間的地球表面分成60個分帶的坐標系統，每個分帶又續分為南北兩半球。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的地理信息系统入门基础篇（二）---地图投影的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。