坐标系投影方式的选择及坐标转换
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比例尺测图，主要指比例尺大于1:10000以上的地形测图。 3.三度带是把全球分为120个带，起始带的经度是1.5~4.5度，中央经线为3
度，带号为1，4.5~7.0度为第2带，中央经线为6度，以此类推。 4.六度带是把全球分为60个带，起始带的经度是0~6度，中央经线为3度，带
号为1，6~12度为第2带，中央经线为9度，以此类推。 5.高斯投影为保证东向坐标值(测量指的是Y值)不小于0，所以将纵坐标轴西
移了500公里。
坐标系投影方式的选择
• UTM投影 4.UTM投影同样将坐标纵轴向西移动了500公里，即Y值增大了500公里。而且
在南半球，将坐标横轴向南移动了10000公里，即X值增大了10000公里。 (注：在北半球，X值不变) 小结：上面讲到了高斯投影和UTM投影的分带方法，有了这些认识，我们可 以很容易地计算出测区的带号及中央子午线经度（中央经度）。弄清楚 UTM投影比例，可以减小野外工作时因投影问题造成的测量误差。掌握不 同投影方式坐标轴的移动规律，对一节我们要讲的坐标转换有很大的帮 助。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
在使用参数进行坐标转换之前，首先要清楚下面几点： 1、四参数适用于小范围坐标转换，一般不超过30平方公里。 2、大面积坐标转换应采用七参数法. 3、求取四参数，至少需要2个已知点成果，求取七参数时，至少需 要3个已知点成果。 4、求取七参数采用的点，最好能包括整过目标区域。
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
得到上面这些参数之 后，可以正式用坐标 转换软件来工作了: 首先运行COORD GM软 件，软件界面如图：
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
选择“设置”里的 “地图投影”并选择 投影方式，输入中央 经度，尺度，X，Y常 数,完成后点击“确 定”,如图：
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
谢谢
wk.baidu.com
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
下面我们举例讲解一下无转换参数的坐标转换： 假定在某一点在使用WGS84参考椭球时的经纬度坐标是
29°48′E, 20°31′S，现在需将此点坐标转换为ARC50坐 标系下的平面直角坐标，其中投影方式为UTM投影。 转换前我们需要分析一下经纬度数据： 1、“E”表示东经、“W”表示西经、“N”表示北纬、“S”表 示南纬。所以上面这个点的位置是在东经和南纬。 2、根据UTM投影分带的特点我们可以计算出该点所处的中央子 午线经度：东经27°。 3、UTM投影比例（尺度）为0.9996 4、根据UTM投影坐标轴移动的特点可知：X常数10000000m,Y常 数500000m。
求解坐标系A和坐标系B的转换关系，并验证。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
分析：此例只提供了2个 已知点成果，而且没有 提供高程。所以只能求 取四参数，具步骤如下： 1、运行COORD MG软件， 点击“设置”，再选择 “计算四参数”.如图：
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
2、将1号点在A坐标系中 的值输入源坐标，在B坐 标系中的值输入目标坐 标，输入完后点击“增 加” 3、同第二步输入2号点 坐标。 4、点击“计算”得到四 参数，如图：
• 无转换参数的坐标转换
通过“ARC50平面坐标—>ARC50经纬度坐标—>WGS84经纬度坐标”转 换结果可以看出，上面的转换步骤可以解决“平面坐标转换成经纬 度坐标误差较大的问题”。有兴趣的朋友可以试着直接把平面坐标 转成经纬度坐标“ARC50平面坐标—>WGS84经纬度坐标”，看看转换 误差是不是比较大？
解决“平面坐标转换成经纬度坐标误差过大”的具体步骤：
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
1、投影方式及投影参数设 置，同上。
2、将ARC50平面坐标转换成 ARC50椭球基准面上的经纬 度坐标。如右图：
3、将ARC50参考椭球面上的 经纬度坐标转换成WGS84参 考椭球面上的经纬度坐标， 如右图：
坐标转换
下列公式进行计算：H=HA-(Y12+Y22)/4R(式中H：抵偿面高程，HA：测区 平均高程，Y1：测区离中央经线最大距离,Y2:测区离中央经线最小距离 R=6378km)。
坐标转换
• 每个项目收集到的资料并不一定都是一致的，如坐标类型不 同：有大地经纬度坐标，平面坐标等，也有可能采用的椭球 体不同(坐标系不同)或投影方式不同等等。所以坐标系的相 互转换在项目中使用非常普遍，如大地坐标转平面坐标,平 面坐标转空间直角坐标，平面坐标转大地坐标等等…目前很 多软件都可以对大部份坐标系进行转换，在使用这些软件进 行坐标转换时，主要是要设置好坐标转换的相关参数。下面 我们就以Coord MG坐标转换软件为例，详细讲解一下坐标转 换的过程。
坐标系投影方式的选择
• 坐标系投影方式的选择 1、为保证项目资料的可延续性，一般情况下应选择原有的坐标系、高程系
及投影方式。 2、如果收集不到原有测量资料，或项目区域内没有可利用的控制点资料，
则需要建立独立坐标系或独立高程系。 选择独立坐标系投影方式的先决条件是要满足投影变形的要求，即：每公里
投影变形长度不得大于2.5cm。 3、投影变形长度计算公式很复杂，可以在《工程测量规范》中查到计算公
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
坐标常用转换参数包括：三参数、四参数和七参数，很多时 候在未进行野外工作时无法得到以上几种参数。现在我们谈 到的无转换参数，并不是说它不需要转换参数，实际上在确 定源坐标系和目标坐标系采用的参考椭球体参数时，已经确 定了其转换关系，这里我们认为它是一种“隐性转换参数”。 因为这种隐性转换参数是把地球作为一个规则的椭球体推算 得来的，它的长短半轴在同一个坐标系中取值是固定的，而 实际上地球的表面是很不规则的，因此把一个坐标系中的坐 标值在无转换参数的前提下转换成另一个坐标系中的坐标值， 肯定会存在误差，误差的大小根据所处的位置，地形起伏， 投影方式的变化而变化。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
首先说七参，就是两个空间坐标系之间的旋转，平移和缩放，这三 步就会产生必须的七个参数，平移有三个变量Dx，Dy，DZ；旋转有 三个变量，再加上一个尺度缩放，这样就可以把一个空间坐标系转 变成需要的目标坐标系了，这就是七参的作用。如果说你要转换的 坐标系XYZ三个方向上是重合的，那么我们仅通过平移就可以实现目 标，平移只需要三个参数，如果缩放比例为一，这样就产生了三参 数，三参就是七参的特例，旋转为零，尺度缩放为一。 四参数是同 一个椭球内不同坐标系之间进行转换的参数，它四个基本项分别是： X 平移、Y 平移、旋转角和比例，从参数来看，四参数没有高程改 正，所以它适用于平面坐标之间的转换。有人会说为什么用RTK（动 态GPS）放样时能显示高程？这实质上一种高程拟合的过程，和四参 数本身没有关联。
此例得到的目标坐标等 于1号点在B坐标系下的 坐标，表示四参数计算 正确
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
利用七参数进行坐标转换的方法和四参数法基本相似，这里不再嫯述。 需要注意的是：在使用COORD MG软件进行有参数坐标转换时，四参数法 只适用于平面坐标转换。
补充
• “WGS84高程系”
“WGS84高程系”这个问题本来不属于这次讨论的范畴，但我还是想着 重提出来讨论一下。在一些设计方案(包括投标文件)和报告中看到“使 用WGS84高程系”的描述，这种描述是不正确的。WGS84指的是坐标系的 名称,不是高程系，作为技术人员不应该有这样的思维：使用WGS84坐标 系的项目，在没有说明高程系的前提下，想当然认为使用的就是WGS84 高程系。通常情况下与WGS84坐标系一起使用的高程系为MSL高程系，即 海拔高。当然，不排除各个国家和地区有自己的坐标系和高程系，如我 国的80西安坐标系，56黄海高程系，但一般都没有WGS84高程系的说法。
坐标系投影方式的选择
• 高斯—克吕格投影
高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影，简称高斯投影，是一种“等角横切圆柱 投影”，具体的投影特征在这里不作说明，但是应该对下面几点应该有 清醒的认识。
1.在国内大部份地区使用高斯投影。 2.高斯投影有两种常用分带方式， 3度分带和6度分带。3度分带大多用于大
坐标系投影方式的选择及 坐标转换
坐标系投影方式的选择及 坐标转换
目前公司不少项目在国外,每一个项目在进场前， 要充分收集项目的相关资料，对技术人员来说， 尤其要清楚项目区域已有测量资料的坐标系， 高程系及投影方式，而任何一种坐标系在建立 前都要确定其投影方式，所以我们应该对常用 的一些投影方式有基本的认识。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换 下面通过实例来讲解一下通过参数进行坐标转换的方法： 例：假设某区域有2个已知点成果,见下表：
点名
1 2
坐标系A X(m) 1000.01 1688.03
Y(m) 1000.02 1688.01
坐标系B X(m) 12500.12 14188.08
Y(m) 21345.23 23033.25
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换 5、点击“确定”退出计 算面板，软件自动把计 算得到的四参数填入， 如右图
6、再点击“确定”返回 软件的主面板。接下来 我们验证四参数的正确 性。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
选择好坐标转换类型， 再选中“平面转换”， 将1号点在A坐标系下的 值作为源坐标，再点击 “转换坐标”,看看得到 的目标值是否等于1号点 在B坐标系下的坐标，如 果相等，表明四参数计 算没有错误，如图：
式，这里主要讲一下为满足上述要求可进行的具体实施办法。
坐标系投影方式的选择
• 独立坐标系投影方式的选择 A、当测区最远处离中央子午线的距离不超过40Km且地形起伏较小时，独立
坐标系可采用3°分带高斯投影。 B、采用抵偿面高斯投影。抵偿面高斯投影主要设置如下： 投影方式：高斯投影 中央经度：测区中心经度 抵偿(投影)面高程：当测区跨度较小时，可使用测区平均高程。否则应使用
下面我们再讲一下，把平面坐标转换成经纬度坐标。 在百度贴吧里有这样一个问题：“为什么用同一个软件(COORD GM)将平面坐标转换成经纬度坐标时误差会很大？”，出现这个 问题的原因可能是软件的一个BUG，这里我们不作讨论。还是以 上面的例子将得到的平面坐标再转换成经纬度坐标。理论上来 说：经纬度转换成平面坐标，再将此平面坐标转换成经纬度坐 标后，经纬度坐标应保持不变。
下一步就是选择好坐标类 型、椭球体（坐标系）、 并输入待转点的源坐标。 这里要注意的是：输入经 纬度坐标时坐标数值后面 一定要输入N(北纬)、S （南纬）、E（东经）、W （西经），如果源坐标是 平面坐标，则只需要输入 X,Y坐标值，不用输入上 述字母。最后点击“转换 坐标”即可。如图：
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
度，带号为1，4.5~7.0度为第2带，中央经线为6度，以此类推。 4.六度带是把全球分为60个带，起始带的经度是0~6度，中央经线为3度，带
号为1，6~12度为第2带，中央经线为9度，以此类推。 5.高斯投影为保证东向坐标值(测量指的是Y值)不小于0，所以将纵坐标轴西
移了500公里。
坐标系投影方式的选择
• UTM投影 4.UTM投影同样将坐标纵轴向西移动了500公里，即Y值增大了500公里。而且
在南半球，将坐标横轴向南移动了10000公里，即X值增大了10000公里。 (注：在北半球，X值不变) 小结：上面讲到了高斯投影和UTM投影的分带方法，有了这些认识，我们可 以很容易地计算出测区的带号及中央子午线经度（中央经度）。弄清楚 UTM投影比例，可以减小野外工作时因投影问题造成的测量误差。掌握不 同投影方式坐标轴的移动规律，对一节我们要讲的坐标转换有很大的帮 助。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
在使用参数进行坐标转换之前，首先要清楚下面几点： 1、四参数适用于小范围坐标转换，一般不超过30平方公里。 2、大面积坐标转换应采用七参数法. 3、求取四参数，至少需要2个已知点成果，求取七参数时，至少需 要3个已知点成果。 4、求取七参数采用的点，最好能包括整过目标区域。
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
得到上面这些参数之 后，可以正式用坐标 转换软件来工作了: 首先运行COORD GM软 件，软件界面如图：
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
选择“设置”里的 “地图投影”并选择 投影方式，输入中央 经度，尺度，X，Y常 数,完成后点击“确 定”,如图：
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
谢谢
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坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
下面我们举例讲解一下无转换参数的坐标转换： 假定在某一点在使用WGS84参考椭球时的经纬度坐标是
29°48′E, 20°31′S，现在需将此点坐标转换为ARC50坐 标系下的平面直角坐标，其中投影方式为UTM投影。 转换前我们需要分析一下经纬度数据： 1、“E”表示东经、“W”表示西经、“N”表示北纬、“S”表 示南纬。所以上面这个点的位置是在东经和南纬。 2、根据UTM投影分带的特点我们可以计算出该点所处的中央子 午线经度：东经27°。 3、UTM投影比例（尺度）为0.9996 4、根据UTM投影坐标轴移动的特点可知：X常数10000000m,Y常 数500000m。
求解坐标系A和坐标系B的转换关系，并验证。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
分析：此例只提供了2个 已知点成果，而且没有 提供高程。所以只能求 取四参数，具步骤如下： 1、运行COORD MG软件， 点击“设置”，再选择 “计算四参数”.如图：
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
2、将1号点在A坐标系中 的值输入源坐标，在B坐 标系中的值输入目标坐 标，输入完后点击“增 加” 3、同第二步输入2号点 坐标。 4、点击“计算”得到四 参数，如图：
• 无转换参数的坐标转换
通过“ARC50平面坐标—>ARC50经纬度坐标—>WGS84经纬度坐标”转 换结果可以看出，上面的转换步骤可以解决“平面坐标转换成经纬 度坐标误差较大的问题”。有兴趣的朋友可以试着直接把平面坐标 转成经纬度坐标“ARC50平面坐标—>WGS84经纬度坐标”，看看转换 误差是不是比较大？
解决“平面坐标转换成经纬度坐标误差过大”的具体步骤：
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
1、投影方式及投影参数设 置，同上。
2、将ARC50平面坐标转换成 ARC50椭球基准面上的经纬 度坐标。如右图：
3、将ARC50参考椭球面上的 经纬度坐标转换成WGS84参 考椭球面上的经纬度坐标， 如右图：
坐标转换
下列公式进行计算：H=HA-(Y12+Y22)/4R(式中H：抵偿面高程，HA：测区 平均高程，Y1：测区离中央经线最大距离,Y2:测区离中央经线最小距离 R=6378km)。
坐标转换
• 每个项目收集到的资料并不一定都是一致的，如坐标类型不 同：有大地经纬度坐标，平面坐标等，也有可能采用的椭球 体不同(坐标系不同)或投影方式不同等等。所以坐标系的相 互转换在项目中使用非常普遍，如大地坐标转平面坐标,平 面坐标转空间直角坐标，平面坐标转大地坐标等等…目前很 多软件都可以对大部份坐标系进行转换，在使用这些软件进 行坐标转换时，主要是要设置好坐标转换的相关参数。下面 我们就以Coord MG坐标转换软件为例，详细讲解一下坐标转 换的过程。
坐标系投影方式的选择
• 坐标系投影方式的选择 1、为保证项目资料的可延续性，一般情况下应选择原有的坐标系、高程系
及投影方式。 2、如果收集不到原有测量资料，或项目区域内没有可利用的控制点资料，
则需要建立独立坐标系或独立高程系。 选择独立坐标系投影方式的先决条件是要满足投影变形的要求，即：每公里
投影变形长度不得大于2.5cm。 3、投影变形长度计算公式很复杂，可以在《工程测量规范》中查到计算公
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换
坐标常用转换参数包括：三参数、四参数和七参数，很多时 候在未进行野外工作时无法得到以上几种参数。现在我们谈 到的无转换参数，并不是说它不需要转换参数，实际上在确 定源坐标系和目标坐标系采用的参考椭球体参数时，已经确 定了其转换关系，这里我们认为它是一种“隐性转换参数”。 因为这种隐性转换参数是把地球作为一个规则的椭球体推算 得来的，它的长短半轴在同一个坐标系中取值是固定的，而 实际上地球的表面是很不规则的，因此把一个坐标系中的坐 标值在无转换参数的前提下转换成另一个坐标系中的坐标值， 肯定会存在误差，误差的大小根据所处的位置，地形起伏， 投影方式的变化而变化。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
首先说七参，就是两个空间坐标系之间的旋转，平移和缩放，这三 步就会产生必须的七个参数，平移有三个变量Dx，Dy，DZ；旋转有 三个变量，再加上一个尺度缩放，这样就可以把一个空间坐标系转 变成需要的目标坐标系了，这就是七参的作用。如果说你要转换的 坐标系XYZ三个方向上是重合的，那么我们仅通过平移就可以实现目 标，平移只需要三个参数，如果缩放比例为一，这样就产生了三参 数，三参就是七参的特例，旋转为零，尺度缩放为一。 四参数是同 一个椭球内不同坐标系之间进行转换的参数，它四个基本项分别是： X 平移、Y 平移、旋转角和比例，从参数来看，四参数没有高程改 正，所以它适用于平面坐标之间的转换。有人会说为什么用RTK（动 态GPS）放样时能显示高程？这实质上一种高程拟合的过程，和四参 数本身没有关联。
此例得到的目标坐标等 于1号点在B坐标系下的 坐标，表示四参数计算 正确
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
利用七参数进行坐标转换的方法和四参数法基本相似，这里不再嫯述。 需要注意的是：在使用COORD MG软件进行有参数坐标转换时，四参数法 只适用于平面坐标转换。
补充
• “WGS84高程系”
“WGS84高程系”这个问题本来不属于这次讨论的范畴，但我还是想着 重提出来讨论一下。在一些设计方案(包括投标文件)和报告中看到“使 用WGS84高程系”的描述，这种描述是不正确的。WGS84指的是坐标系的 名称,不是高程系，作为技术人员不应该有这样的思维：使用WGS84坐标 系的项目，在没有说明高程系的前提下，想当然认为使用的就是WGS84 高程系。通常情况下与WGS84坐标系一起使用的高程系为MSL高程系，即 海拔高。当然，不排除各个国家和地区有自己的坐标系和高程系，如我 国的80西安坐标系，56黄海高程系，但一般都没有WGS84高程系的说法。
坐标系投影方式的选择
• 高斯—克吕格投影
高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影，简称高斯投影，是一种“等角横切圆柱 投影”，具体的投影特征在这里不作说明，但是应该对下面几点应该有 清醒的认识。
1.在国内大部份地区使用高斯投影。 2.高斯投影有两种常用分带方式， 3度分带和6度分带。3度分带大多用于大
坐标系投影方式的选择及 坐标转换
坐标系投影方式的选择及 坐标转换
目前公司不少项目在国外,每一个项目在进场前， 要充分收集项目的相关资料，对技术人员来说， 尤其要清楚项目区域已有测量资料的坐标系， 高程系及投影方式，而任何一种坐标系在建立 前都要确定其投影方式，所以我们应该对常用 的一些投影方式有基本的认识。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换 下面通过实例来讲解一下通过参数进行坐标转换的方法： 例：假设某区域有2个已知点成果,见下表：
点名
1 2
坐标系A X(m) 1000.01 1688.03
Y(m) 1000.02 1688.01
坐标系B X(m) 12500.12 14188.08
Y(m) 21345.23 23033.25
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换 5、点击“确定”退出计 算面板，软件自动把计 算得到的四参数填入， 如右图
6、再点击“确定”返回 软件的主面板。接下来 我们验证四参数的正确 性。
坐标转换
• 有转换参数的坐标转换
选择好坐标转换类型， 再选中“平面转换”， 将1号点在A坐标系下的 值作为源坐标，再点击 “转换坐标”,看看得到 的目标值是否等于1号点 在B坐标系下的坐标，如 果相等，表明四参数计 算没有错误，如图：
式，这里主要讲一下为满足上述要求可进行的具体实施办法。
坐标系投影方式的选择
• 独立坐标系投影方式的选择 A、当测区最远处离中央子午线的距离不超过40Km且地形起伏较小时，独立
坐标系可采用3°分带高斯投影。 B、采用抵偿面高斯投影。抵偿面高斯投影主要设置如下： 投影方式：高斯投影 中央经度：测区中心经度 抵偿(投影)面高程：当测区跨度较小时，可使用测区平均高程。否则应使用
下面我们再讲一下，把平面坐标转换成经纬度坐标。 在百度贴吧里有这样一个问题：“为什么用同一个软件(COORD GM)将平面坐标转换成经纬度坐标时误差会很大？”，出现这个 问题的原因可能是软件的一个BUG，这里我们不作讨论。还是以 上面的例子将得到的平面坐标再转换成经纬度坐标。理论上来 说：经纬度转换成平面坐标，再将此平面坐标转换成经纬度坐 标后，经纬度坐标应保持不变。
下一步就是选择好坐标类 型、椭球体（坐标系）、 并输入待转点的源坐标。 这里要注意的是：输入经 纬度坐标时坐标数值后面 一定要输入N(北纬)、S （南纬）、E（东经）、W （西经），如果源坐标是 平面坐标，则只需要输入 X,Y坐标值，不用输入上 述字母。最后点击“转换 坐标”即可。如图：
坐标转换
• 无转换参数的坐标转换