GIS培训课程课件
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空间参考
北京54坐标系
建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，我国将原苏 联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区，这样传算过 来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。因此，P54可归结为：
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空间参考
高斯－克吕格投影
Page ▪ 16
高斯-克吕格投影原理图
空间参考
高斯投影分带
为了控制变形，采用分带投影的办法，规定 1∶2.5万－1∶50万地形图采用6°分带；1∶1 万及更大比例尺地形图采用3°分带，以保证必 要的精度。
6分带法：从格林威治0经线起，自西向东按经差每6为一投影带，全 球共分为60个投影带，我国位于东经72～136之间，共包括11个投影 带，即13～23带，各带的中央经线分别为75，81，……，135。 3分带法：从东经130算起，自西向东按经差每3为一投影带，全球 共分为120个投影带，我国位于24～46带，各带的中央经线分别为72， 75，78，……，135。
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空间参考
地理坐标系
直接建立在球体上的地理坐标，用 经度和纬度表达地理对象位置
投 影
建立在平面上的直角坐标系统，用
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（x，y）表达地理对象位置
空间参考
地图投影
建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网 的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理
坐标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）
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空间参考
我国常用地图投影
▪ 1：100万：兰勃特投影（正轴等积割圆锥投 影）
▪ 大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰 勃特投影
▪ 1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1： 2.5万、1:1万、1：5000采用高斯—克吕格 投影
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空间参考
高斯－克吕格投影
地Fra Baidu bibliotek信息系统基础知识培训
武汉智迩信息技术有限公司
GIS基础知识
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GIS基础知识
什么是GIS？
地理信息系统是一种计算机软硬件、人员、资金和组织架 构的有机结合体， 它能获取和存储地理及其相关属性数据为促进理解和辅助 决策来检索、分析、综合和显示数据。
Michael Kennedy
“GIS rests on the assumption that different kinds of spatial data have common structure, and are processed in similar ways, and that there is consequently value in creating common spatial data handling and processing systems”
之间的函数关系：
x f1(, ) y f2 (, )
当给定不同的具体条件时，将得到不同类 型的投影方式。
Page ▪ 12
空间参考
地图投影的变形
把球面展开为平面，必 然发生裂缝或重叠(图a)。
为了消除裂缝或重叠， 需要在裂缝的地方予以 伸展，在重叠的地方予 以压缩(图b)，这样，便 使图形产生了变形(误 差)。
▪－陈述彭 院士（1999）
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GIS基础知识
GIS系统的组成
Page ▪ 5
GIS基础知识
主要概念
Page ▪ 6
空间参考
三大要素
▪椭球体(Ellipsoid) ▪大地基准（Datum） ▪地图投影(Projection)
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空间参考
椭球体
▪ 地球是个椭球体
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a．属参心大地坐标系； b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数； c．大地原点在原苏联的普尔科沃； d．采用多点定位法进行椭球定位； e．高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面； f．高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文 水准路线推算而得。 – 经计算表明，54坐标系统普遍低于我国的大地水准面，平均误差为29米左右
横轴等角切椭圆柱投影 其原理是： ➢假设用一空心椭圆柱横套在地球椭球体上，使椭圆柱轴通过地心，椭圆柱 面与椭圆体面某一经线相切； ➢用解析法使地球椭球体面上经纬网保持角度相等的关系，并投影到椭圆柱 面上； ➢将椭圆柱面切开展成平面，就得到投影后的图形。 此投影因系德国数学家高斯(Gauss)首创，后经克吕格(Kruger)补充，故 名高斯-克吕格投影(Gauss- Kruger Projection)或简称高斯投影。
空间参考
高程
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空间参考
地理坐标系
▪ 地理坐标系是以地理极(北极、 南极)为极点。
▪ 通过A点作椭球面的垂线，称 之为过A点的法线。
▪ 法线与赤道面的交角，叫做A 点的纬度B。
▪ 过A点的子午面与通过英国格 林尼治天文台的子午面所夹的 二面角，叫做A点的经度L。
▪ A点至椭球面间的铅垂距离为 大地高，又称椭球高H。
即通过这7个参数进行转换
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空间参考
高程基准
黄海海面 1952-1979年平 均海水面为0米
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水准原点 1985国家高 程基准，
72.2604米
空间参考
北京54坐标系
建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，我国将原苏 联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区，这样传算过 来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。因此，P54可归结为：
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空间参考
高斯投影分带
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空间参考
常用坐标系及转换
参考椭球 大地原点
WGS84 1979年IUGG推
荐的参数
地球质心
北京54 克拉索夫斯基 苏联普尔科沃
西安80
1975年国际大地 测量协会推荐的 参数
陕西省泾阳县永 乐镇
不同大地坐标系转换参数： 两坐标系原点不重合，平移参数△X, △Y, △Z; 坐标轴不平行，对应的坐标轴之间存在3个微小的旋转角； 尺度不一致，对应尺度参数
(Goodchild, 1995)
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GIS基础知识
什么是GIS？
▪由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理 数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出 各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监 测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行 政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策 服务。
空间参考
北京54坐标系
建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，我国将原苏 联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区，这样传算过 来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。因此，P54可归结为：
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高斯－克吕格投影
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高斯-克吕格投影原理图
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高斯投影分带
为了控制变形，采用分带投影的办法，规定 1∶2.5万－1∶50万地形图采用6°分带；1∶1 万及更大比例尺地形图采用3°分带，以保证必 要的精度。
6分带法：从格林威治0经线起，自西向东按经差每6为一投影带，全 球共分为60个投影带，我国位于东经72～136之间，共包括11个投影 带，即13～23带，各带的中央经线分别为75，81，……，135。 3分带法：从东经130算起，自西向东按经差每3为一投影带，全球 共分为120个投影带，我国位于24～46带，各带的中央经线分别为72， 75，78，……，135。
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地理坐标系
直接建立在球体上的地理坐标，用 经度和纬度表达地理对象位置
投 影
建立在平面上的直角坐标系统，用
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（x，y）表达地理对象位置
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地图投影
建立地球椭球面上经纬线网和平面上相应经纬线网 的数学基础，也就是建立地球椭球面上的点的地理
坐标（λ，φ）与平面上对应点的平面坐标（x，y）
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空间参考
我国常用地图投影
▪ 1：100万：兰勃特投影（正轴等积割圆锥投 影）
▪ 大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰 勃特投影
▪ 1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1： 2.5万、1:1万、1：5000采用高斯—克吕格 投影
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高斯－克吕格投影
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什么是GIS？
地理信息系统是一种计算机软硬件、人员、资金和组织架 构的有机结合体， 它能获取和存储地理及其相关属性数据为促进理解和辅助 决策来检索、分析、综合和显示数据。
Michael Kennedy
“GIS rests on the assumption that different kinds of spatial data have common structure, and are processed in similar ways, and that there is consequently value in creating common spatial data handling and processing systems”
之间的函数关系：
x f1(, ) y f2 (, )
当给定不同的具体条件时，将得到不同类 型的投影方式。
Page ▪ 12
空间参考
地图投影的变形
把球面展开为平面，必 然发生裂缝或重叠(图a)。
为了消除裂缝或重叠， 需要在裂缝的地方予以 伸展，在重叠的地方予 以压缩(图b)，这样，便 使图形产生了变形(误 差)。
▪－陈述彭 院士（1999）
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GIS系统的组成
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GIS基础知识
主要概念
Page ▪ 6
空间参考
三大要素
▪椭球体(Ellipsoid) ▪大地基准（Datum） ▪地图投影(Projection)
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空间参考
椭球体
▪ 地球是个椭球体
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a．属参心大地坐标系； b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数； c．大地原点在原苏联的普尔科沃； d．采用多点定位法进行椭球定位； e．高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面； f．高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文 水准路线推算而得。 – 经计算表明，54坐标系统普遍低于我国的大地水准面，平均误差为29米左右
横轴等角切椭圆柱投影 其原理是： ➢假设用一空心椭圆柱横套在地球椭球体上，使椭圆柱轴通过地心，椭圆柱 面与椭圆体面某一经线相切； ➢用解析法使地球椭球体面上经纬网保持角度相等的关系，并投影到椭圆柱 面上； ➢将椭圆柱面切开展成平面，就得到投影后的图形。 此投影因系德国数学家高斯(Gauss)首创，后经克吕格(Kruger)补充，故 名高斯-克吕格投影(Gauss- Kruger Projection)或简称高斯投影。
空间参考
高程
Page ▪ 9
空间参考
地理坐标系
▪ 地理坐标系是以地理极(北极、 南极)为极点。
▪ 通过A点作椭球面的垂线，称 之为过A点的法线。
▪ 法线与赤道面的交角，叫做A 点的纬度B。
▪ 过A点的子午面与通过英国格 林尼治天文台的子午面所夹的 二面角，叫做A点的经度L。
▪ A点至椭球面间的铅垂距离为 大地高，又称椭球高H。
即通过这7个参数进行转换
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空间参考
高程基准
黄海海面 1952-1979年平 均海水面为0米
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水准原点 1985国家高 程基准，
72.2604米
空间参考
北京54坐标系
建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，我国将原苏 联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区，这样传算过 来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。因此，P54可归结为：
Page ▪ 17
空间参考
高斯投影分带
Page ▪ 18
空间参考
常用坐标系及转换
参考椭球 大地原点
WGS84 1979年IUGG推
荐的参数
地球质心
北京54 克拉索夫斯基 苏联普尔科沃
西安80
1975年国际大地 测量协会推荐的 参数
陕西省泾阳县永 乐镇
不同大地坐标系转换参数： 两坐标系原点不重合，平移参数△X, △Y, △Z; 坐标轴不平行，对应的坐标轴之间存在3个微小的旋转角； 尺度不一致，对应尺度参数
(Goodchild, 1995)
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GIS基础知识
什么是GIS？
▪由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理 数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出 各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监 测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行 政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策 服务。