第一讲地图投影和坐标系统资料
测绘技术中的坐标系和投影方式介绍
测绘技术中的坐标系和投影方式介绍测绘技术是现代科技的一个重要分支,它涉及到地理空间信息的获取、处理和分析。
而在测绘技术中,坐标系和投影方式是非常重要的概念,它们决定了地理位置的表示和测量的精度。
本文将以深入浅出的方式介绍坐标系和投影方式在测绘技术中的应用。
一、坐标系坐标系是用来表示地点或位置的一种数学概念。
在地球上,利用经纬度坐标系可以描述地球上的各个点的位置。
经度表示东西方向的位置,纬度则表示南北方向的位置。
经度的起点称为本初子午线,通常选取零经度经过英国伦敦的本初子午线。
而纬度的基准线则是赤道。
在坐标系中,经纬度通常以度为单位表示,东经和北纬分别用正值表示,西经和南纬则用负值表示。
这种坐标系在大地测量、地图制作、卫星定位等领域广泛使用,是最基本的测绘坐标系。
除了经纬度坐标系外,还有许多其他坐标系,在不同的应用领域中得到广泛应用。
如笛卡尔坐标系、高程坐标系、地心坐标系等。
这些坐标系根据不同的测绘需求和应用目的而定,为地理空间信息提供了更精确和便捷的表示方式。
二、投影方式在地理空间信息的表达中,一个非常关键的问题是将地球表面上的三维空间映射为平面,这就是投影方式的作用。
由于地球表面是一个椭球体,而平面是一个二维空间,所以无法完美地将地球表面的所有特征映射到平面上。
因此,选择合适的投影方式就显得非常重要。
常见的投影方式包括等角、等积和等距投影等。
等角投影保持地球上两点间的角度关系,适用于海图和飞行导航等领域;等积投影则保持地球上面积的比例,适用于土地管理和资源评价等领域;而等距投影则保持地球上两点间的距离比例,适用于城市规划和测绘制图等领域。
此外,还有许多常用的投影方式,如墨卡托投影、极射投影、兰伯特投影等。
每一种投影方式都有其适用的范围和局限性,根据测绘需求和应用背景的不同,选择合适的投影方式可以使得测绘结果更准确和可用。
三、测绘技术中的应用测绘技术在现代社会中具有广泛的应用,涉及各个领域。
坐标系和投影方式作为测绘技术的重要组成部分,也在种种测绘应用中发挥着重要作用。
测绘技术中的地图投影和坐标系统介绍
测绘技术中的地图投影和坐标系统介绍地图投影和坐标系统是测绘技术中非常重要的内容。
在测绘工作中,我们经常需要将地球上的三维地理空间信息转化为二维的平面地图,这就需要借助地图投影来实现。
同时,为了方便对地球上的各个位置进行准确测量和定位,需要使用坐标系统来进行坐标的表示和计算。
下面,本文将对地图投影和坐标系统进行详细介绍。
1. 地图投影地图投影是将地球上的球面地理信息映射到平面地图上的一种方法。
由于地球是一个球体,而纸张是一个平面,所以无法直接将球面地理信息直接展示在平面地图上。
地图投影的目的就是将地球上的三维地理信息投影到二维的平面地图上,以方便理解和使用。
地图投影有很多种类,常见的有等面积投影、等角投影、等距投影等。
不同的地图投影有各自的优势和适用范围。
等面积投影保持地图上各个区域的面积比例,适用于需要准确表示各个区域大小的地图。
等角投影保持地图上各个区域的角度关系,适用于需要准确表示方向和形状的地图。
等距投影保持地图上各个区域的距离比例,适用于需要准确表示距离和比例的地图。
2. 坐标系统坐标系统是用来表示地球上各个位置坐标的一种体系。
地球是一个球体,所以需要使用三维坐标来表示地球上的点。
常用的地球坐标系统有大地坐标系统和空间直角坐标系统。
大地坐标系统是由经度和纬度组成的坐标系统。
经度表示一个点相对于本初子午线的东西方向的角度,纬度表示一个点相对于赤道的南北方向的角度。
大地坐标系统适用于较小范围内的点的表示和定位。
空间直角坐标系统是由X、Y、Z三个坐标轴组成的坐标系统。
X轴指向地球上的某个固定点,通常是本初子午线上的点;Y轴指向地球上的东方;Z轴垂直于地球的表面向上延伸。
空间直角坐标系统适用于需要较高精度的大范围点的表示和测量。
除了大地坐标和空间直角坐标,还有一些其他的坐标系统,如UTM坐标系统和高程坐标系统等。
它们针对不同的测绘工作和应用领域,提供了不同的坐标表示方式和计算方法。
3. 地图投影与坐标系统的关系地图投影和坐标系统是密不可分的。
坐标系统与地图投影
地图比例尺
主比例尺(或名义比例尺):首先将地球缩小为所 选比例尺的地球仪地图,这个地球仪的比例尺就是主 比例尺; 真实比例尺:平面地图上的实际比例尺,当然各处 是不相同的。
地图投影
在地图学中,地图投影就是指建 立地球表面上的点与投影平面上 点之间的一一对应关系。
由于地球椭球体表面是曲面,而地图通常是要绘制在平面图纸上, 因此制图时首先要把曲面展为平面,然而球面是个不可展的曲面, 即把它直接展为平面时,不可能不发生破裂或褶皱。若用这种具有 破裂或褶皱的平面绘制地图,显然是不实际的,所以必须采用特殊 的方法将曲面展开,使其成为没有破裂或褶皱的平面。
绝对高程:地面点到大地水准面的高程 相对高程:地面点到任一水准面的高程
我国的大地控制网
我国面积辽阔,在约 960 万平方公里 的土地上进行测图工作,需要分成若干 单元测区,而且测量的精度又要符合统 一要求,为此,在全国范围内建立统一 的大地控制网。控制网分为平面控制网 和高程控制网。 大地坐标:在地面上建立一系列相连接的三角形,量取一段精确的距离作 为起算边,在这个边的两端点,采用天文观测的方法确定其点位(经度、 纬度和方位角),用精密测角仪器测定各三角形的角值,根据起算边的边 长和点位,就可以推算出其他各点的坐标。这样推算出的坐标,称为大地 坐标。
投影变换
——参考椭球体相同
这种转换是非常简单的,只需要用原投影 坐标进行投影反算成大地坐标,然后选用 新投影进行投影即可。
投影变换
——参考椭球体不同
下面我们以beijin54wgs84,采用布尔莎七参数法 准换方法为力进行介绍。
布尔莎七参数模型有3个平移参数,3个旋转参数和一个尺 度参数。
投影变换
由于国际上在推求年代、方法及测定的地区不同,故地球椭球体的元素 值有很多种。
地理坐标系统与地图投影的基本知识
地理坐标系统与地图投影的基本知识地理坐标系统(Geographic Coordinate System,简称GCS)是一个基于球体(地球)或椭球体模型的坐标系统,用于描述地球上任意点的位置。
地理坐标系统采用经度和纬度的坐标来确定位置,以度(°)为单位。
经度是从东经0°到西经180°,纬度是从南纬0°到北纬90°。
它们组成了地球的经线和纬线网格,帮助我们定位和导航。
地理坐标系统里最常用的是WGS84坐标系统,也就是全球定位系统(GPS)所采用的坐标系统。
WGS84使用的是地球的平均水准面,被广泛应用于地球科学、地理信息系统和导航系统等领域。
但是需要注意的是,地理坐标系统描述的是在球体或椭球体上的位置,并没有考虑地球表面上的变形。
在制作地图时,我们通常会面临一个问题,即如何把三维的地球表面展开成平面的地图。
这就涉及到地图投影。
地图投影是将球体或椭球体的表面投影到平面上,以便在平面上显示地球的图像。
地图投影有很多种类型,每一种都有其特定的用途和应用。
最常见的地图投影类型之一是等距投影。
等距投影保持了地球上各个点之间的距离比例,即在地图上等距离的两点在地球上也是等距离的。
其中一种常见的等距投影是墨卡托投影,也称为Web墨卡托投影。
墨卡托投影是一种圆柱投影,将地球的经线和纬线投影成直角网格,非常适合用于制作世界地图等大范围的地图。
墨卡托投影最大的特点是保持了地球上各个点之间的角度,但在高纬度地区会出现形变。
除了等距投影外,还有等面积投影、等角投影等不同类型的地图投影。
等面积投影保持了地球上各个区域的面积比例,而等角投影保持了地球上各个点之间的角度比例。
每种投影都有其优点和缺点,根据地图的具体用途和区域选择适合的投影方式很重要。
在实际应用中,我们经常会遇到从一个坐标系统转换到另一个坐标系统的问题。
这需要用到坐标转换方法。
常见的坐标转换方法包括地理转投影,即从地理坐标系统到地图投影的转换,以及地图转地理,即从地图投影到地理坐标系统的转换。
地理信息系统的基础-地图投影与地理坐标系地图投影
4
2.2 地球椭球体
一级逼近: 大地水准面(重力等位面)包围的球体,称为大 地球体(三轴椭球体)。
二级逼近: 可以假想,大地球体绕短轴(地轴)旋转,形成 一个表面光滑的球体,即旋转椭球体(双轴椭球体)。 一般称为地球椭球体,为世界各国普遍采用。地球椭球 体的三要素: 长半轴a,短半轴b,扁率f=(a-b)/a。
39
等角投影: 变形椭圆保持 为圆形,但在 不同位置上面 积差异很大
40
6.2.2 等积投影 ( Equivalence, Equal-area Projection, Equivalent Projection )
投影面上任意图形面积与地球椭球体面上相应的图形面 积相等的投影。 投影时,调整经线长度,使得m x n = 1,从而保持面积 不变。
例如智利的南北方向跨过
纬度32度,而其经度跨度
仅为7度, z/ =2.3>1.41
应选用锥面或柱面投影。
z
46
7.3 Ginzburg和Salmanova准则 当 0 < z < 25°; 0 < < 35°, z/ =1.41: 等角投影 z/ =1.73: 等距投影 z/ =2.00: 等积投影 z: 中心点至最远边界的距离;
1
1 地图投影在GIS应用中的重要性
现实世界与计算机抽象空间的 桥梁
空间数据配准与空间数据复合 的基础
空间数据共享的需要
2
2 地球椭球体
2.1 地球 地球是一个赤道半径(a)长、极 半径(b)短的近似椭球体(a-b ≈21km)。 其中,两个极半径也存在差别 (几十米),北极略突出、南极 略扁平,近于梨形。
25
相切式
相割式
地图学-坐标系
在地理学研究及地图学 的小比例尺制图中,通常将 椭球体当成正球体看,采用 地心经纬度。
2.2 我国的大地坐标系统
(一)参心坐标系
1)1954北京坐标系 2)1980西安坐标系 3)新1954北京坐标系
(二)地心坐标系
① 天文经纬度:表示地面点在大地水准面上 的位置,用天文经度和天文纬度表示。
天文经度:观测点天文子午面与格林尼治天文 子午面间的两面角。在地球上定义为本初子午 面与观测点之间的两面角。 天文纬度:在地球上定义为铅垂线与赤道平面 间的夹角。 天文经纬度通过天文测量方法得到。
② 大地经纬度:表示地面点在参考椭球面上的位置,用大地经 度λ 、大地纬度 和大地高 h 表示。
3.1.3地图投影的分类
地图投影的分类方法很多,总的来说,基本上可以 以外在的特征和内在的性质进行分类. 变形分类: 等角投影:地球表面上无穷小图形投影后仍 保持相似,或两微分线段所组成的角度投影后 仍保持相似或不变(又称正形投影)。 等面积投影:地球表面上的图形在投影前后 面积保持不变; 任意投影:既不具备等角性质,又没有等面 积性质的投影,统称为任意投影。 等距离投影:在任意投影中,如果沿某一方 向的长度比等于1,即a=1或b=1,则这种投影 称为等距离投影。
North Pole
WGS [world geodetic system] 84 ellipsoid:
a = 6 378 137m b = 6 356 752.3m equatorial diameter = 12 756.3km polar diameter = 12 713.5km equatorial circumference = 40 075.1km surface area = 510 064 500km2
地图的投影、分幅及坐标系
地图的投影、分幅及坐标系前言地质工作者的常规工作是测制各种地质图件。
地质图是在地形图的基础上测制的。
因此,地形图是地质工作者须臾不可离的基础图件。
了解地形图、认识地形图,并能正确使用地形图,是地质工作者的基本技能。
地图一般是由测量专业技术人员测绘、编制的,是一门精深的专业学科。
本人深感对这门知识的缺乏,但又常与地图打交道,也经常遇到一些问题,故积数十年的经历,把一些粗浅认识汇集一起。
本人不是一名测量专业人员,加之知识的浅漏与寡闻,对地图与测量问题,谈之所及不切要害,更是谬误连篇。
初衷不过是借此求教而已。
一地图投影1、地图投影是把三维球面变为二维平面的一种方法地图是根据一定的数学法则将地表的各种现象缩小后用符号表示在平面上的图形。
地表上任意一点的位置都可由经纬度决定,在平面上建立相应的经纬线网,就可以把地表地物相应的转绘到平面图上,这种把三维球面变为二维平面的转绘方法就叫地图投影。
地图投影有多种方法,根据不同的需要,可进行不同的投影常用的地图投影方法有如下几种:(1)、墨卡托投影:在墨卡托投影图上,各部是均等扩张的。
它的面积和长度都是不正确的,但在方向上与地面上的实际方向完全相同,在地图上保持方向的正确是墨卡托投影的最大优点。
故称为“正形投影”,墨卡托投影图常作为航海图和航空图。
(2)、摩尔威特投影在摩尔威特投影图上,中央经线的长度,等于赤道长度的一半,各地的长度变形是很大的。
但各部分的面积保持了正确性,属“等面积投影”,摩尔威特投影图常作为地理现象分布图。
(3)、半球投影类似于从地球之外给地球摄影,所摄部分只有地球的一半,故为半球投影。
优点在于从需要而定投影方位和地区。
(4)、圆锥投影在圆锥投影图上,一个较小的区域其变形程度不大,还可以用数学公式加以修正。
地图册中的许多分国图多用此法绘制。
(5)、高斯——克吕格投影在高斯——克吕格投影图上,长度和面积变形很小,方向也基本不变。
现在的地形图均是以高斯——克吕格投影法绘制的。
地图投影与坐标系统
UTM投影
• 属于等角横轴割圆柱投影,椭圆柱割地球于南纬80度、 北纬84度两条等高圈,投影后两条相割的经线上没有 变形,而中央经线上长度比0.9996。 • 高斯-克吕格投影相似,该投影角度没有变形,中央经 线为直线,且为投影的对称轴,中央经线的比例因子 取0.9996是为了保证离中央经线左右约330km处有两条 不失真的标准经线。 • UTM投影分带方法与高斯-克吕格投影相似,是自西 经180°起每隔经差6度自西向东分带,将地球划分为 60个投影带。我国的卫星影像资料常采用UTM投影。
高斯-克吕格投影与UTM投影(都是横轴墨卡托投影的变种, 目前一些国外的软件或国外进口仪器的配套软件往往不支持 高斯-克吕格投影,但支持 UTM投影,因此常有把UTM投 影当作高斯-克吕格投影的现象。 高斯-克吕格投影中央经线上的比例系数为1, UTM投影为 0.9996,高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用 X[UTM]=0.9996 * X[高斯],Y[UTM]=0.9996 * Y[高斯],进 行坐标转换(注意:如坐标纵轴西移了500000米,转换时必 须将Y值减去500000乘上比例因子后再加500000)。 分带起点不同,高斯-克吕格投影自0度子午线起每隔经差6 度自西向东分带,第1带的中央经度为3°;UTM投影自西 经180°起每隔经差6度自西向东分带,第1带的中央经度为177°,因此高斯-克吕格投影的第1带是UTM的第31带。 两投影的东伪偏移都是500公里,高斯-克吕格投影北伪偏移 为零,UTM北半球投影北伪偏移为零,南半球则为10000公 里。
基准面(Datum)
定义:利用特定椭球体对特定地区地球表面的 逼近而形成所谓的基准面。 较常见的基准面有:
World Geodetic Datum 1984(WGS84),主要用于全球范 围内的测量和定位,为GPS系统采用; Europen Datum1953(ED50),主要用于欧洲地区; North American Datum 1983(NAD83)主要用于北美 地区; 我们国家主要有两种:北京54和西安80。
地理坐标系和地图投影
高斯-克吕格投影:将地球划分为60个带,是一种等角横轴切椭圆柱投影,广泛应用于地形图 和工程图。
地图投影的参数
投影中心点:确 定投影区域的中 心点,影响投影 形状和大小
投影角度:确定 投影方向,影响 投影形状和方向
投影比例尺:确 定投影的缩放比 例,影响投影大 小和精度
地图投影的缺点:由于投影方式的不同, 可能导致投影误差和变形,影响地理信息 的准确性和精度。
地理坐标系和地图投影的发展趋势
数字化技术的应用:随着数字化技术的不断发展,地理坐标系和地图投 影的精度和可视化效果得到了显著提升。
动态地图投影:随着地球自转和公转的持续进行,动态地图投影技术逐 渐成为研究热点,能够更好地反映地球表面的变化。
投影方法:将地球椭球体投影到平面上,形成地图投影
地理坐标系的应用
导航系统:地理坐标系用于确定位置和导航,如GPS系统 气象观测:通过地理坐标系,气象学家可以精确地观测和预测天气 地图制作:地理坐标系是地图制作的基础,用于将地球表面投影到平面地图上 地质勘探:地理坐标系用于定位和描述地下的矿产资源
Part Three
投影区域:确定 投影的范围,影 响投影形状和精 度
地图投影的应用
航海和航空:确 定航行方向和航 程,提供准确的 地理位置信息
军事行动:地图 投影被广泛应用 于军事战略和作 战计划中,提供 准确的地理信息, 帮助指挥官做出 正确的决策
环境保护:地图 投影在环境监测 和保护方面发挥 着重要作用,通 过地图投影可以 直观地了解环境 变化和趋势
定义:确定地球上任意 一点的位置的坐标系统
作用:为地理空间数据 的表示、处理和分析提 供统一的标准和框架
坐标转换与地图投影课件
根据地图的要求、种类和比例尺等,可以有多 种投影方法。我国基本比例尺地图是采用高斯-克 吕格投影。
6.1.2 高斯——克吕格投影的基本原理
O 80
提高。点位相对精度与
Z0 X 0
Y 80
1980年坐标系的相对精 度是一致的。
X 80
Y0
X 54
图3.1
四)地心大地坐标系
4.1 概述 1)建立地心系的目的
我们知道:参心坐标系的参考椭球只实 现在局部地区与地球形体(大地水准面) 最佳密合。参心坐标系只能适用于该地 区的测图,测量等;但对全球范围就不 适用了。例如:
• 1978年我国基本完成全国天文大地网布测工作, 需进行全国天文大地网平差。为了建立更精确 的天文大地网,确定建立新的大地坐标系,并 在此坐标系进行天文大地网平差。
• 此新坐标系命名为1980年国家大地坐标系。其 建立方法为: (1)选用新的参考椭球 (2)建立并测定国家大地原点 (3)进行参考椭球定位和定向
R:距离
图1.1
此坐标系可以标定目标点的: 方位角A 仰角E
• 显然,已知(x,y,z)可 计算出
Atg1z/x
Etg1(y/ x2y2)
R x2y2z2
反之,已知(A,E,R)亦可计算(x,y,z)
图1.1
2)坐标系的作用
坐标系是人类活动、经济、科学、军事等方面 的参考基准,具有十分重要的作用。例如: 1. 工程测量 2. 测绘地图 3. 导航 4. 武器制导与军队指挥 5. 科学探测
地理坐标与地投影
地理坐标与地投影地理坐标系统和地图投影是地理学和地图学中的重要概念。
地理坐标系统用于确定地球上任意位置的准确坐标,而地图投影则是将三维地球表面的地理信息映射到二维平面上的方法。
本文将分别介绍地理坐标系统和地图投影的基本原理和常见方法。
一、地理坐标系统地理坐标系统是用于描述地球上任意位置的坐标系统。
常见的地理坐标系统包括经纬度坐标系统和UTM(通用横轴墨卡托投影)坐标系统。
1. 经纬度坐标系统经纬度坐标系统采用经度和纬度两个角度值来确定地球上的位置。
经度是指位于东西方向上的角度值,以经线为单位,范围为-180度到+180度;纬度是指位于南北方向上的角度值,以纬线为单位,范围为-90度到+90度。
经纬度坐标系统广泛应用于导航、地图制作和地理信息系统等领域。
2. UTM坐标系统UTM坐标系统采用笛卡尔坐标系,将地球表面划分为大小不等的区域,并采用笛卡尔坐标系中的x和y坐标来表示地理位置。
UTM坐标系统通常应用于测绘、地图制作和地理空间分析等工作。
二、地图投影地图投影是将地球表面上的地理信息映射到二维平面上的方法。
由于地球是一个三维球体,将其展示在二维平面上必然存在一定的失真。
1. 球面投影球面投影是将地球表面投影为球面上的图像。
常见的球面投影方法有等面积投影、等角度投影和等距离投影等。
等面积投影保持地球上各个区域的面积比例;等角度投影保持地球上各个区域的角度关系;等距离投影保持地球上各个点之间的距离比例。
2. 平面投影平面投影是将地球表面投影为平面上的图像。
常见的平面投影方法有兰勃托投影、墨卡托投影和极射投影等。
兰勃托投影以一个球面切割成数个相等的楔形区域,然后将楔形区域展开为平面;墨卡托投影通过缩放纬线,使地球表面的纬线等间距分布在投影平面上;极射投影将地球上某一点作为视点,把其他点映射到以该点为中心的圆锥面上。
总结:地理坐标系统和地图投影是地理学和地图学的重要概念。
地理坐标系统通过经纬度坐标或UTM坐标来确定地球上的位置;地图投影是将地球表面的地理信息映射到二维平面上的方法。
地图投影和坐标系统
地图投影和坐标系统在ArcGIS中,每一个dataset都有一个坐标系统。
它的目的是在一个通用的坐标框架例如map中集成其它地理数据图层。
坐标系统允许你将datasets集成到地图中,同时也做各种各样集成分析的操作,例如叠加不同数据源和坐标系统的图层。
什么是坐标系?坐标系允许地理数据集使用通用的位置来集成。
坐标系是一个参考系统用于代表地理要素的位置,影像以及观测点,例如通用框架下的GPS点。
每一个坐标系统都由以下几部分来定义:(1)它的测量框架要嘛是地理的(球面坐标,从地球中心开始测量)或者是平面的(地理坐标被投影到二维的平面)(2)测量单位(投影坐标一般是feet或者是meters,而球面坐标系一般是经纬度坐标)(3)地图投影的定义是为投影坐标系的(4)其它的测量系统属性,例如大地椭球体,大地水准面以及投影坐标等其它的一个或者多个水平面,中央经线以及可能的X,Y偏移量等。
坐标系统的类型:GIS中一般使用两种通用的坐标系统:(1)球体坐标系,例如经纬度。
这通常称为地理坐标系统。
(2)根据某种地图投影,例如横轴Mercator,Alber等面投影,或者是Robinson投影,投影坐标系统。
所有的这些都提供了各种机制将地球表面投影成二维的平面系。
投影坐标系统一般称为地图投影。
更详细的内容,请参照:地理参考和投影坐标系统投影系统(不论是地理还是投影)提供了定义真实世界坐标的框架。
在ArcGIS中,坐标系统用于自动将其它来显示目录的数据集集成到一个通用的数据集中做投影分析用。
ArcGIS自动集成坐标系统是Known的数据集ArcGIS中所有地理数据集都有一个定义好的坐标生活经验统允许他们在地球表面上定位。
如果你的数据集有一个定义好的坐标系统,那么ArcGIS就会自动将你的数据集跟其它的进行动态投影用于显示,3D可视以及分析等。
如果数据集本身不含有空间参考,那么它们就不能很好地集成。
你需要事先定义它。
什么是ArcGIS中的空间参考?ArcGIS中的空间参考是一系列的参数用于定义投影系统以及其它的空间属性。
地理坐标系与投影坐标系
地理坐标系与投影坐标系1、地理坐标系(Geographic coordinate system),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 system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,如何进行艹作呢?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?这必然要求我们找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_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse 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。
--------------------------------------------------------------------------------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_1954Spheroid(参考椭球体): Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening: 298.3000000000000100002、接下来便是Projection coordinate system(投影坐标系统),首先看看投影坐标系统中的一些参数。
地图投影与坐标系统
比例尺=图上距离/实际距离
数字比例尺
用数字的比例式或分数式表示比例尺的大小。 例如地图上1厘米代表实地距离500千米,可 写成:1∶50 000 000或写成:五千万分之一。
比 例 尺
文字比例尺
在地图上用文字直接写出地图上1厘米代表实 地距离多少千米,如图上1厘米相当于地面距 离10千米。
图解比例尺或直线比例尺
地图投影参数
地 图 投 影
地图投影能直接用作坐标系
为了避免出现负的坐标值 横坐标轴西移
纵坐标轴南移
在地图投影中属于可选参数
中央经线和中央纬线将地图投影为四个象限。北 东象限各点的x和y坐标值均为正,北西象限各点 的x坐标值为负,y坐标值为正
常用的地图投影
(中国) 地图投影的选择主要考虑地图的用途、比例 尺、区域形状与大小、地理位置及其他特殊要求。 正轴等面积割圆锥投影(阿伯
地 理 坐 标 系 统
地理坐标系统
地 理 坐 标 系 统
经纬度是用角度来表示的
地 理 坐 标 系 统
基准面(Datum)和 椭球体(Ellipsoid)
地球是不规则的球体
不规则的地球
地 理 坐 标 系 统
椭球体
地球的近似模型是个椭球体 赤道方向是长轴(a) 两极方向是短轴(b) 用于近似表示地球 的椭球体不同, 基准面也不同
大地测量参照系统(1980) GRS80
与WGS84相似
全球大地测量系统(1984)WGS84
a=6378137m b=6356752m
表1 常见的地球椭球体数据表
地 理 坐 标 系 统
基准面
基准面
利用特定椭球体对特定地区地球 表面的逼近而形成的面 用基准面来确定地球与椭球体间 的关系,可以唯一确定地理坐标
地图投影和坐标系统(zilong)讲解共30页文档
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
地图投影和坐标系统(zilong)讲解
11、用道德的示范来造就一个人,显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的,对谁都一视同仁。在每件事上,她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由,因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样,法律和法律都是相互依存的。——伯克
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
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通用横轴墨卡托格网系统(UTM)
UTM格网系统适用于全世界范围,将84N到80S的地 球表面分成60个带,每个带覆盖6个经度
六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带, 带号依次编为第 1、2…60带 我国的经度范围西起 73°东至135°,可分成六度 带十一个,各带中央经线依次为75°、81°、 87°、……、117°、123°、129°、135° 六度带可用于中小比例尺(如 1:250000)测图, 三度带可用于大比例尺(如 1:10000)测图,城建 坐标多采用三度带的高斯投影。
3、常用的地图投影 1)横轴墨卡托投影 墨卡托投影的变种,墨卡托投影用标准纬线,横轴 墨卡托投影用标准经线 要求参数:中央经线的比例系数、中央经线的经度、 中央纬线的纬度、横向坐标东移假定值和纵坐标北 移假定值 2)兰伯特等角圆锥投影 适用于东西伸展大于南北伸展的中纬度地区 割投影 要求参数:第一标准纬线、第二标准纬线、中央经 线、投影原点的纬度、横向坐标东移假定值和纵坐 标北移假定值
高斯-克吕格投影坐标 (横轴墨卡托投影)
高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”,又名
“等角横切椭圆柱投影”,地球椭球面和平面间正形投影的 一种。德国数学家、物理学家、天文学家高斯(Carl FriedrichGauss,1777一 1855)于十九世纪二十年代拟定, 后经德国大地测量学家克吕格(Johannes Kruger,1857~ 1928)于 1912年对投影公式加以补充,故名 。
中国地图的投影
4、基准面
1)椭球体
椭球体是地球的近似模型;因为地球赤道方向略鼓, 所以椭球体在赤道方向有一长轴,连接两极方向有 一短轴;椭球体是椭圆沿短(极)轴旋转一圈形成 的球体
2)基准面
地图坐标系由大地基准面和地图投影确定,大地基 准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近, 因此每个国家或地区均有各自的大地基准面
辽宁省 辽宁省 辽宁省 辽宁省 山东省
山东省
江苏省 安徽省
上海市 上海市 浙江省 浙江省 浙江省 浙江省 福建省
福建省 福建省 福建省 台湾省 广东省 广东省
广西壮族自治区 香港特别行政区 广西壮族自治区 广东省 广东省 海南省
中国的兰伯特等角圆锥投影:中央经线105E,标准纬线25N和47N, 投影原点纬度0N横坐标东偏移0,纵坐标北偏移0
第一讲 地图投影和坐标系统
GIS在平面上处理地图要素,这些地图要素代
表地球表面的空间要素
地图要素的位置基于坐标系,空间要素的位置
基于用经纬度值表示的地理网格
地图投影:地理格网坐标系 用在一起的地图图层必须基于相同坐标系 坐标系不同的数字地图必须先经过处理 处理:投影和重新投影 投影:将数字地图从经纬度值转换成二维坐标 重新投影:从一种坐标系转成另一种坐标系
三、坐标系
地图投影为小比例尺地图制图提供了工作底图;小 比例尺地图制图强调地图投影变形,故需选择合适 的投影以保留所需性质
平面坐标系一般用于大比例尺地图制图,例如1:25 000或更大比例尺,坐标系设计是用于精确计算和定 位的,因此,要素的绝对位置和它与其他要素的相 对位置的精度比地图投影所保留的性质更重要 为达到所需的测量精度,一个坐标系通常分成不同 的带,每个带基于不同的地图投影
海南省
16 14
90 92
地理格网
126 128 130 132
30
四川省Βιβλιοθήκη 94134 136 138
74
80 82
38 36 34
甘肃省 宁夏回族自治区 青海省 山西省
北京市 天津市 河北省 山东省
黑龙江省
吉林省
新疆维吾尔自治区 甘肃省 内蒙古自治区 山西省 北京市 天津市 河北省 宁夏回族自治区 青海省 陕西省 西藏自治区 湖北省 四川省 重庆市 湖南省 贵州省 云南省 江西省 河南省
3)阿伯斯等积圆锥投影
要求参数与兰伯特等角圆锥投影相同
不同:阿伯斯等积投影/兰伯特等角投影
4)等距圆锥投影
要求参数与兰伯特等角圆锥投影、阿伯斯等积圆锥 投影相同 保持了所有经线和一或两条标准线上的距离性质
56 54 52 50 48
46
104 106
44 42
内蒙古自治区
黑龙江省
吉林省 辽宁省
40
新疆维吾尔自治区
陕西省
32
河南省 湖北省 江苏省 安徽省 上海市 浙江省
西藏自治区
76
28 26
24
重庆市
贵州省
湖南省
江西省 福建省
96 98
23.439150
78 84
云南省 广西壮族自治区 广东省 香港特别行政区 台湾省
22
86 88
18
100 102
20
108 110 112 114 116 118 120 122 124
该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道 投影为直线的条件,确定函数的形式,从而得到高斯一克吕 格投影公式。投影后,除中央子午线和赤道为直线外, 其他 子午线均为对称于中央子午线的曲线 。
主要内容
一、地理格网
二、地图投影
三、坐标系 四、我国常用地图投影
一、地理格网
地理格网是地球表面空间要素的定位参照系统, 由经线和纬线组成。
地理格网虽然用于球形的地球表面,但地理格
网与平面坐标相似,原点为本初子午线与赤道
的交点
经度值相当于坐标系统x值,纬度值相当于y值 GIS中赤道以北的纬度值为正,以南为负,东 半球经度值为正,西半球为负
投影面和球面的关系
圆锥投影
圆柱投影
方位投影
正轴
斜轴
横轴
几种投影方式展开图:
方位投影展开图
圆柱投影展开图
圆锥投影展开图
参考椭球:用于投影的椭球称为参考椭球 标准线:指投影面与参考椭球的切线。 对于圆柱和圆锥投影,相切时只有一条标准线, 而相割时有两条标准线;标准线比例系数为1。 标准经线、标准纬线 中心线:定义了地图投影的中心或原点。中央 经线、中央纬线 横坐标东移和纵坐标北移
二、地图投影
1、地图的投影
由于球面的不可展示性,为了用平面坐标来表示球面上目 标的空间位置,必须进行球面坐标到平面坐标的转换, 这就是地图的投影变换。
2、地图投影的分类 2)按展开方式可分方位投影、圆柱投影、圆锥投影;
1)按变形的性质可分为等角投影,等积投影,等距投影;
3)按投影 面积与地球相割或相切可分为割投影和切投影。