常见的坐标系方面的常识

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坐标系基础知识

坐标系基础知识

笛卡儿坐标系笛卡儿坐标系又称为平面直角坐标系,由一个原点(坐标为(0,0))和两个通过原点的、相互垂直的坐标轴构成(见图2-11)。

其中,水平方向的坐标轴为X轴,以向右为其正方向;垂直方向的坐标轴为Y轴,以向上为其正方向。

平面上任何一点P 都可以由X轴和Y轴的坐标所定义,即用一对有序实数对(x,y)来定义并定位一个点。

例如,图中P点的坐标为(3,4)。

大地坐标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。

大地测量坐标系常用大地测量坐标系统大地坐标系由大地纬度、大地经度和大地高所构成的坐标系统为大地坐标系。

空间直角坐标系其为坐标原点位于总地球椭球质心,X轴,Y轴,Z轴所组成的笛卡儿坐标系。

Z轴于地球平均自转轴重合,X轴指向平均自转轴于平均格林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的焦点,Y轴方向与X轴和Z轴所组成的平面垂直,且指向为东。

天文坐标系以铅垂线为依据,由天文纬度和天文经度所构成的坐标系统。

子午面直角坐标系以一点的所在的子午圈椭圆中心为原点,建立,x、y平面直角坐标系。

则该点坐标用该点的大地经度与其在上述的平面直角坐标系中的x、y坐标表示。

地心纬度坐标系以一点的大地经度、地心纬度和向径所组成的坐标系。

归化纬度坐标系以一点的大地经度、归化纬度所组成的坐标系。

站心地平坐标系以测站法线和子午线方向为依据建立的坐标系。

建筑物坐标系以建筑物的两条相互垂直的标志线的起点为零点,建立的坐标系。

坐标系统概念1推荐一:需要用到的几个基本概念-------- 球面坐标系1. 几个常涉及到的名词的中英文对照:地形面(Topography);大地水准面(Geoid);参考椭球面(Reference Ellipsoid);基准(Datum);2. 基准:就是一组用于描述其他量的量,比如,描述空间位置的基准为位置基准;描述时间的基准为时间基准。

坐标规律知识点归纳总结

坐标规律知识点归纳总结

坐标规律知识点归纳总结一、坐标系的基本概念1. 坐标系的定义坐标系是用来描述位置的一种数学工具,它由一组垂直的线和一组水平的线组成,用来表示平面上点的位置。

2. 直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系,由x轴和y轴组成,它把平面分成四个象限,分别用罗马数字I、II、III、IV来表示。

点的位置由其与x轴和y轴的交点,即坐标来表示。

3. 极坐标系极坐标系是由极轴和极径组成的坐标系,其中极轴是固定的,极径的长度和方向来描述点的位置。

二、坐标的表示和转化1. 点的坐标表示在直角坐标系中,点的坐标用一个有序对(x, y)表示,其中x是横坐标,y是纵坐标。

在极坐标系中,点的坐标用一个有序对(r, θ)表示,其中r是极径,θ是极角。

2. 坐标的转化在直角坐标系和极坐标系之间可以相互转化,利用三角函数可以实现坐标的转化。

三、坐标系中的位置关系1. 同一直线上的点的坐标关系若在直角坐标系中两点的坐标分别为(x₁, y₁)和(x₂, y₂),则这两点在同一直线上,当且仅当$\frac{{y - y₁}}{{x₂ - x₁}} = \frac{{y₂ - y₁}}{{x₂ - x₁}}$成立。

2. 点的对称性点关于x轴对称的点的坐标为(x, -y),关于y轴对称的点的坐标为(-x, y),关于原点对称的点的坐标为(-x, -y)。

3. 点到直线的距离点(x, y)到直线Ax + By + C = 0的距离为$\frac{{|Ax + By + C|}}{{\sqrt{A^2 + B^2}}}$。

四、坐标系中的图形1. 直线的方程在直角坐标系中,一般式直线方程为Ax + By + C = 0;斜截式直线方程为y = kx + b,其中k为斜率,b为截距。

2. 圆的方程圆的方程为$(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2$,其中(h, k)为圆心坐标,r为半径。

3. 椭圆、双曲线、抛物线的方程椭圆的方程为$\frac{{(x - h)^2}}{{a^2}} + \frac{{(y - k)^2}}{{b^2}} = 1$,双曲线的方程为$\frac{{(x - h)^2}}{{a^2}} - \frac{{(y - k)^2}}{{b^2}} = 1$,抛物线的方程为$y = ax^2 + bx+ c$。

坐标系知识点

坐标系知识点

坐标系知识点一、直角坐标系在平面上,通过选取两条互相垂直的坐标轴,可以确定一个直角坐标系。

其中,一条轴称为x轴,另一条轴称为y轴。

两条轴的交点称为原点,用O表示。

在直角坐标系中,每个点都可以用一组有序数对(x, y)来表示,其中x表示点在x轴上的投影,y表示点在y轴上的投影。

x和y之间的有向线段称为该点的坐标向量。

二、极坐标系极坐标系是一种用有序数对(r, θ)表示平面上点的坐标系统。

其中,r 表示点到原点的距离,θ表示点与x轴正半轴的夹角。

在极坐标系中,每个点都可以唯一地表示为(r, θ)的形式。

其中,r 为非负数,θ的取值范围一般为[0, 2π)或(-π, π]。

三、坐标系之间的转换将点的坐标从一个坐标系转换到另一个坐标系,需要使用一些基本的转换公式。

1. 直角坐标转极坐标:给定点P的直角坐标为(x, y),则其极坐标(r, θ)的计算公式如下:r = √(x² + y²)θ = arctan(y / x)2. 极坐标转直角坐标:给定点P的极坐标为(r, θ),则其直角坐标(x, y)的计算公式如下:x = r * cos(θ)y = r * sin(θ)注意:在进行坐标转换时,应特别注意θ的取值范围。

四、常见坐标系除了直角坐标系和极坐标系外,还存在其他常见的坐标系,如球坐标系、柱坐标系等。

这些坐标系在不同的物理、数学和工程领域中有着特定的应用。

五、坐标系在几何中的应用1. 描述点、直线和曲线的位置和运动。

2. 计算物体的位置、速度和加速度等物理量。

3. 确定图形的对称性和相似性。

4. 解决几何问题,如寻找两直线的交点、确定图形的面积和周长等。

六、小结坐标系是描述平面上点的重要工具,直角坐标系和极坐标系是最常见的两种坐标系。

熟练掌握坐标系的知识和转换方法,对于理解几何问题、解决物理问题等具有重要意义。

在实际应用中,还可以使用其他类型的坐标系,根据具体情况选择适合的坐标系来描述问题。

初中数学坐标系知识点归纳

初中数学坐标系知识点归纳

初中数学坐标系知识点归纳坐标系是数学中非常重要的基础概念之一,它在初中数学中扮演着重要的角色。

通过了解和掌握坐标系的相关知识,学生可以更好地理解和应用数学,为后续的学习打下坚实的基础。

本文将对初中数学中的坐标系知识点进行归纳和总结,以帮助初中生更好地理解和掌握这一重要概念。

一、直角坐标系直角坐标系是最基础的坐标系,由两条互相垂直的坐标轴组成。

其中一条为横轴,通常表示为x轴;另一条为纵轴,通常表示为y轴。

坐标轴的交点被称为原点,记作O。

整个平面被划分成四个象限:第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。

在直角坐标系中,每个点都可以通过一对坐标(x,y)来表示。

横坐标x表示点在x轴上的位置,纵坐标y表示点在y轴上的位置。

二、点的坐标在直角坐标系中,任何一个点的坐标可以通过其与横轴和纵轴的交点位置来确定。

对于一些特殊的点,它们有固定的坐标:1. 原点O的坐标为(0,0)2. x轴上的点的纵坐标为0,例如点A(-3, 0)表示该点在x轴上距原点3个单位长度的负方向。

3. y轴上的点的横坐标为0,例如点B(0, 5)表示该点在y轴上距原点5个单位长度的正方向。

三、点的对称性在坐标系中,点的对称性是一个重要的概念。

点关于坐标轴的对称点具有相同的横纵坐标,只是符号相反。

1. 对称轴为x轴的点的对称点:如果一个点的坐标是(x, y),那么它关于x轴的对称点的坐标是(x, -y)。

例如点C(2, 3)关于x轴的对称点是D(2, -3)。

2. 对称轴为y轴的点的对称点:如果一个点的坐标是(x, y),那么它关于y轴的对称点的坐标是(-x, y)。

例如点E(4, -2)关于y轴的对称点是F(-4, -2)。

注:原点O关于坐标轴的对称点仍然是原点O本身。

四、坐标系的应用坐标系在初中数学中有着广泛的应用,特别是在图形的表示和分析中。

1. 图形的表示:通过坐标系,我们可以利用坐标来表示和描述各种图形。

例如线段、直线、多边形等都可以通过坐标表示,这样可以使我们更直观地理解和分析图形的性质。

常用坐标体系

常用坐标体系

常用坐标体系一、引言常用坐标体系是现代科学研究和实践中不可或缺的工具。

它们是由人们为了方便地描述和定位物体而建立的一种体系。

本文将介绍三种常用的坐标体系:直角坐标系、极坐标系和球坐标系。

二、直角坐标系直角坐标系是最常见的一种坐标体系,也被称为笛卡尔坐标系。

它由三个相互垂直的轴组成:x轴、y轴和z轴。

在直角坐标系中,一个点的位置由其在这三个轴上的坐标确定。

例如,点A的坐标可以表示为(x,y,z)。

三、极坐标系极坐标系是一种二维坐标体系,它使用极径和极角来描述点的位置。

极径表示点到原点的距离,极角表示点与正x轴的夹角。

在极坐标系中,一个点的位置可以用(r,θ)表示。

其中,r是极径,θ是极角。

四、球坐标系球坐标系是一种三维坐标体系,它使用球半径、极角和方位角来描述点的位置。

球半径表示点到原点的距离,极角表示点与正z轴的夹角,方位角表示点在平面上与正x轴的夹角。

在球坐标系中,一个点的位置可以用(r,θ,φ)表示。

五、应用场景直角坐标系在几何学、物理学和工程学中广泛应用。

例如,在几何学中,直角坐标系可以用来描述平面上的图形和曲线。

在物理学中,它可以用来描述物体在空间中的位置和运动。

在工程学中,直角坐标系可以用来定位建筑物和制造产品。

极坐标系在极坐标图中常用于表示周期性数据和方向性数据。

例如,在天文学中,极坐标系可以用来表示恒星的位置和运动。

在地理学中,极坐标系可以用来表示地球上的经纬度。

球坐标系在物理学、天文学和计算机图形学中都有广泛应用。

例如,在物理学中,球坐标系可以用来描述电磁场和引力场。

在天文学中,球坐标系可以用来表示天体的位置和运动。

在计算机图形学中,球坐标系可以用来渲染球体和球面上的纹理。

六、坐标转换在实际应用中,常常需要在不同的坐标体系之间进行转换。

例如,可以通过以下公式将直角坐标系的点转换为极坐标系的点:r = sqrt(x^2 + y^2)θ = arctan(y/x)类似地,可以通过以下公式将直角坐标系的点转换为球坐标系的点:r = sqrt(x^2 + y^2 + z^2)θ = arccos(z / sqrt(x^2 + y^2 + z^2))φ = arctan(y/x)七、总结在科学研究和实践中,常用坐标体系是不可或缺的工具。

数学坐标知识点总结

数学坐标知识点总结

数学坐标知识点总结直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系之一。

它由两条互相垂直的坐标轴组成,通常分别被标记为x轴和y轴。

在直角坐标系中,每个点的位置由一个有序数对来表示,形式为(x, y)。

其中,x代表点在x轴上的位置,y代表点在y轴上的位置。

在直角坐标系中,通常将原点(0, 0)作为坐标系的起点。

x轴的正方向向右,负方向向左;y轴的正方向向上,负方向向下。

通过这种表示方法,我们可以方便地描述点在平面上的位置。

例如,点A的坐标为(3, 4),表示该点在x轴上的位置为3,在y轴上的位置为4。

点B的坐标为(-2, 5),表示该点在x轴上的位置为-2,在y轴上的位置为5。

通过这种表示方法,我们可以精确地描述点在平面上的位置。

直角坐标系中的距离公式在直角坐标系中,我们可以计算两点之间的距离。

假设点A的坐标为(x1, y1),点B的坐标为(x2, y2),那么点A和点B之间的距离可以用距离公式来表示:d = √((x2-x1)² + (y2-y1)²)这个公式称为两点之间的距离公式,它可以帮助我们求出两点之间的直线距离。

例如,如果点A的坐标为(1, 2),点B的坐标为(4, 6),那么点A和点B之间的距离可以通过距离公式来计算:d = √((4-1)² + (6-2)²)= √(3² + 4²)= √(9 + 16)= √25= 5因此,点A和点B之间的距离为5个单位长度。

直角坐标系中的斜率公式在直角坐标系中,我们还可以计算两点之间的斜率。

假设点A的坐标为(x1, y1),点B的坐标为(x2, y2),那么点A和点B之间的斜率可以用斜率公式来表示:m = (y2-y1)/(x2-x1)这个公式称为两点之间的斜率公式,它可以帮助我们求出两点之间的斜率。

例如,如果点A的坐标为(1, 2),点B的坐标为(4, 6),那么点A和点B之间的斜率可以通过斜率公式来计算:m = (6-2)/(4-1)= 4/3因此,点A和点B之间的斜率为4/3。

坐标系一些问题

坐标系一些问题

3.4 几种常用的坐标系统的几何和物理参数
下表列出了几种常用的坐标系统的几何和物理参数,用户需要时可以查阅: 表 3-1 坐标系 GPS 测量中常用的坐标系统的几何和物理参数 WGS-84 6378137 -484.16685×10 (或 1/298.257223563) --7.292115×10-5 3.986005×1014
4.2 正高系统
正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统, 某点的正高是该点到通过该 点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离。正高用符号 Hg 表示。
4.3 正常高
正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统, 某点的正常高是该点到通 过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离,正常高用 Hγ 表示。
式中, a N , a 为椭球的长半轴, N 为椭球的卯酉圈曲率半径 W a =6378.137km
W 1 e 2 sin 2 B
e2 a2 b2 , e 为椭球的第一偏心率, b 为椭球的短半轴 a2
b =6356.7523141km 在相同的基准下空间直角坐标系向空间大地坐标系的转换公式为
图 1-2 空间大地坐标系 即 P 点的空间大地坐标为:B=φ,L=λ,H=hPM
1.3 平面直角坐标系
平面直角坐标系是利用投影变换, 将空间坐标空间直角坐标或空间大地坐标 通过某种数学变换映射到平面上,这种变换又称为投影变换。投影变换的方法有 很多,如横轴墨卡托投影、UTM 投影、兰勃特投影等。在我国采用的是高斯-克吕 格投影也称为高斯投影。UTM 投影和高斯投影都是横轴墨卡托投影的特例,只是 投影的个别参数不同而已。 高斯投影是一种横轴、椭圆柱面、等角投影。从几何意义上讲,是一种横轴 椭圆柱正切投影。如图左侧所示,设想有一个椭圆柱面横套在椭球外面,并与某 一子午线相切 (此子午线称为中央子午线或轴子午线) ,椭球轴的中心轴 CC’通过 椭球中心而与地轴垂直。 高斯投影满足以下两个条件: 它是正形投影; 中央子午线投影后应为 x 轴,且长度保持不变。 将中央子午线东西各一定经差(一般为 6 度或 3 度)范围内的地区投影到椭 圆柱面上,再将此柱面沿某一棱线展开,便构成了高斯平面直角坐标系,如下图 1-3 右侧所示。

高一坐标系知识点乐乐课堂

高一坐标系知识点乐乐课堂

高一坐标系知识点乐乐课堂坐标系是数学中非常重要的概念,对于高中数学的学习尤为关键。

在高一阶段,学生们开始接触坐标系,并深入学习了解相关的知识点。

本文将从3个方面介绍高一坐标系知识点,分别是:直角坐标系、平面坐标系和空间直角坐标系。

一、直角坐标系直角坐标系是二维平面内最常见的坐标系。

它由两条互相垂直的数轴组成,分别是x轴和y轴,它们的交点称为原点O。

x轴和y轴将平面分成四个象限,分别记作第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。

在直角坐标系中,点P可以表示为P(x, y),其中x 为横坐标,y为纵坐标。

通过点与点之间的距离和直线的斜率等概念,可以进行坐标系上的各种运算和几何分析。

二、平面坐标系平面坐标系是直角坐标系的扩展,它引入了第三个轴,即z轴,使坐标系由二维扩展到三维。

在平面坐标系中,点P可以表示为P(x, y, z),其中x、y和z分别为点P在x轴、y轴和z轴上的坐标。

平面坐标系的应用非常广泛,例如在物理学中描述物体的运动、在计算机图形学中描述三维场景等。

通过平面坐标系,我们可以更加准确地描述物体在空间中的位置和运动。

三、空间直角坐标系空间直角坐标系是平面坐标系的继续扩展,它包含了x轴、y轴和z轴,并且形成了一个三维的坐标系。

在空间直角坐标系中,点P可以表示为P(x, y, z),其中x、y和z分别为点P在x轴、y轴和z轴上的坐标。

在空间直角坐标系中,我们可以进行更加复杂的图形分析和运算,例如计算线段的长度、角度的大小以及平面和直线的位置关系等。

空间直角坐标系是空间几何的基础,对于理解和应用立体几何非常重要。

通过以上三个方面的介绍,我们了解到高一阶段的坐标系知识点主要涵盖了直角坐标系、平面坐标系和空间直角坐标系。

掌握这些知识点可以帮助我们更好地进行几何分析和解决实际问题。

因此,同学们在学习过程中要注重理论的学习,掌握基本概念和基本性质,并结合乐乐课堂提供的练习题进行巩固和拓展。

希望大家通过努力学习,充分掌握高一坐标系知识,为学习更高层次的数学知识打下坚实的基础。

坐标系的基础知识大全

坐标系的基础知识大全

坐标系的基础知识大全1. 什么是坐标系?在数学和几何学中,坐标系是用来描述空间中的点的工具。

通过坐标系,我们可以用数学方式精确地表示点的位置和方向。

坐标系是研究空间中几何问题的基础,也是解决实际问题中定位和导航的基本工具。

坐标系主要分为直角坐标系和极坐标系两种形式。

直角坐标系是最常见的坐标系,由水平轴和垂直轴构成,点的位置通过两个数值(横坐标和纵坐标)来表示。

而极坐标系则通过点到原点的距离和点与参考方向的夹角来表示点的位置。

2. 直角坐标系的基本概念在直角坐标系中,通常将水平轴标记为x轴,垂直轴标记为y轴。

任何一个点都可以用一个有序对(x, y)来表示,其中x表示横坐标,y表示纵坐标。

在直角坐标系中,常见的概念包括:•原点:直角坐标系的交点,坐标为(0, 0)。

•x轴和y轴:分别对应水平方向和垂直方向的轴线。

•象限:将坐标系分成四个部分,分别标记为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。

•点到原点的距离:利用勾股定理计算,即$\\sqrt{(x^2 + y^2)}$。

3. 极坐标系的基本概念极坐标系是另一种常见的坐标系,用来描述平面上的点。

在极坐标系中,点的位置通常用一个有序对(r, θ)来表示,其中r表示点到原点的距离,θ表示点与参考方向的夹角。

极坐标系中的概念包括:•原点:极坐标系的起点。

•极轴:作为参考方向的射线。

•正极轴:与极轴正方向相同的射线。

•距离r:点到原点的距离。

•角度θ:点与正极轴的夹角。

4. 坐标系的转换在实际问题中,有时需要在直角坐标系和极坐标系之间进行转换。

这种转换可以通过一定的数学关系实现。

•从直角坐标系到极坐标系的转换:$ r = \sqrt{(x^2 + y^2)} $, $ \theta = \arctan(\frac{y}{x}) $。

•从极坐标系到直角坐标系的转换:$ x = r\cos(\theta) $, $ y = r\sin(\theta) $。

通过这些转换关系,我们可以在不同的坐标系中方便地描述点的位置和方向。

怎么看坐标是哪个坐标系

怎么看坐标是哪个坐标系

怎么看坐标是哪个坐标系坐标系是描述空间位置的一种方式,它由坐标轴和原点组成。

在不同的领域中,常常使用不同的坐标系来描述和表示空间中的位置和方向。

了解坐标系的类型及其特点对于正确理解和应用坐标很重要。

本文将介绍几种常见的坐标系以及如何判断某个坐标属于哪个坐标系。

笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系(Cartesian coordinate system),也称为直角坐标系,是最常见和最常用的坐标系之一。

它以一对垂直的坐标轴为基础,通常分别表示空间的水平方向(x轴)和垂直方向(y轴)。

这两个坐标轴的交点为原点(0,0),通过坐标轴的正向和原点可以确定空间中的任意一点的位置。

在笛卡尔坐标系中,坐标的表示方式为(x, y),其中x表示水平方向上的位置,y表示竖直方向上的位置。

例如,点(2, 3)表示在x轴上偏移2个单位,在y轴上偏移3个单位的位置。

极坐标系极坐标系(Polar coordinate system)是另一种常见的坐标系,它使用径向和角度来表示空间中的位置。

在极坐标系中,一个点的位置由离原点的距离(ρ)和与某条基准线的夹角(θ)确定。

极坐标系的原点通常被设置为极点(ρ = 0),角度的基准线通常被定义为正向x轴。

距离ρ的单位可以是任意长度单位,如米、像素等。

角度θ通常以度数为单位,从基准线逆时针方向测量,取值范围为0°到360°。

以(ρ, θ)的形式表示一个点在极坐标系中的位置,例如,点(3, 45°)表示距离原点3个单位,在与x轴逆时针夹角45°的位置。

球坐标系球坐标系(Spherical coordinate system)是一种三维坐标系,用于描述空间中的位置。

它使用距离(r)、极角(θ)和方位角(φ)来表示一个点的位置。

球坐标系的原点通常被设置为球心(r = 0),极角θ定义为与正向z轴的夹角(取值范围为0°到180°),方位角φ定义为与正向x轴的逆时针夹角(取值范围为0°到360°)。

坐标 知识点总结

坐标 知识点总结

坐标知识点总结坐标是用来确定一个点在空间中的位置的系统。

在数学中,坐标系统是用来描述点、直线、平面和空间中其它几何对象的位置的一种方法。

常用的坐标系统有笛卡尔坐标系、极坐标系、球坐标系等。

在物理和工程学中,坐标系统通常用来描述物体的位置、速度和加速度等。

在计算机图形学和地理信息系统中,坐标系统被用来描述图像和地理位置。

1.1 笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系是平面几何中最常见的一种坐标系统,由法国数学家笛卡尔在17世纪提出。

在笛卡尔坐标系中,平面被分成四个象限,横轴和纵轴分别表示横向和纵向的坐标。

点的坐标用一个有序对(x, y)来表示,其中x表示横坐标,y表示纵坐标。

笛卡尔坐标系在解析几何中起着重要的作用,它可以帮助我们理解和描述平面上的几何对象。

1.2 极坐标系极坐标系是一种用半径和角度来表示点的坐标的坐标系统。

在极坐标系中,点的坐标用一个有序对(r, θ)来表示,其中r表示半径,θ表示角度。

极坐标系通常用来描述圆形或者对称的图形,其在计算和理论物理中被广泛应用。

1.3 球坐标系球坐标系是一种用半径、极角和方位角来表示点的坐标的坐标系统。

在球坐标系中,点的坐标用一个有序三元组(r, θ, φ)来表示,其中r表示点到原点的距离,θ表示与正半轴的夹角,φ表示与极平面的夹角。

球坐标系通常用来描述三维空间中的物体和场的分布。

1.4 其它坐标系统除了上述三种常见的坐标系统外,还有许多其它形式的坐标系统,如柱坐标系、三维笛卡尔坐标系、纹理坐标系等。

这些坐标系统在不同领域有着不同的应用。

二、坐标变换坐标变换是指将一个点在一个坐标系中的位置转化为另一个坐标系中的位置的过程。

坐标变换在计算机图形学、地理信息系统和导航系统中有着广泛的应用,它是这些系统中的基本操作之一。

2.1 点的坐标变换点的坐标变换是指将一个点在一个坐标系中的位置转化为另一个坐标系中的位置的过程。

在笛卡尔坐标系中,点的坐标变换可以通过矩阵乘法来实现。

而在极坐标系和球坐标系中,点的坐标变换需要通过三角函数和球面三角函数来实现。

常用坐标系

常用坐标系

常用坐标系在几何学和地理学等学科领域,坐标系是用来描述物体在某种空间维度中的位置,以及物体运动的方向和空间位置关系的有效工具。

它是空间分析的基础。

因此,合理的坐标系很重要。

坐标系是用来描述和表达物体在某个系统中的位置和方向的一种空间参照系。

可以说,坐标系在地理学和理信息系统中有着不可或缺的重要作用。

一般来说,坐标系可以分为三类:平面坐标系、极坐标系和笛卡尔坐标系。

平面坐标系是指给定一个原点和坐标轴,以此为基础将空间中物体精确定位的坐标系。

极坐标系是指沿着同一个原点的极轴绕着极轴,沿着极轴进行角度计算的坐标系。

笛卡尔坐标系是指给定三个直角互相垂直的坐标轴,这三轴代表三个不同的角度,每个角度可以用笛卡尔坐标来解释的坐标系。

在实际应用中,最常用的坐标系有地心坐标系、大地坐标系、空间直角坐标系和椭球坐标系。

地心坐标系是一种使用地球的地心作为参考点,用XOYZ轴表示空间位置的坐标系。

XOYZ轴分别指向地心、赤道面以及赤道面和极点的方向。

大地坐标系(Geodetic Coordinate System)是一种基于地球表面形状的坐标系,借助大地坐标系对地球测量、定位形成了完整的理论体系。

空间直角坐标系是指以XOYZ轴构建的坐标系,它的原点位于地球的中心,XOYZ轴的方向分别指向地球的正北、正东和正上方。

椭球坐标系是一种用于测量空间位置的坐标系,以椭球体最大半径作为参考,将空间中的点或物体用三维坐标表示出来。

坐标系可以用来反映城市、省份、国家和全球的空间关系,也可以用来分析空间中的点、线、面等物体的空间位置,从而为了空间分析和控制奠定基础。

它提供了一种有效的空间描述和表达方式,是地理学研究的基础和工具,同时也是日常应用中的重要依据。

坐标系的概念也可以被应用到另一个领域,如计算机图形学或绘图,在这些领域中,坐标系也被用来描述一个物体在绘图画面中的位置和方向,它以二维或三维结构表示复杂的物体在计算机科学中的形状。

在总结上,坐标系是一种重要的空间分析工具,它被用来描述物体在某一空间维度中的位置、方向和空间位置关系,它可以用来反映城市、省份、国家和全球的空间关系,同时它也被用来表示复杂的物体在计算机科学中的形状,是空间分析的基础。

常用坐标系定义(3篇)

常用坐标系定义(3篇)

第1篇一、坐标系的基本概念1. 坐标系定义:坐标系是一种用于描述和表示空间中点的位置的系统。

它由一个或多个坐标轴组成,每个坐标轴对应一个坐标值。

2. 坐标:坐标是表示点在坐标系中位置的有序数。

在二维坐标系中,一个点通常用一对有序实数(x,y)表示;在三维坐标系中,一个点通常用一对有序实数(x,y,z)表示。

3. 坐标轴:坐标轴是坐标系中的直线,用于表示坐标值。

坐标轴上的点对应坐标轴上的坐标值。

二、坐标系的分类1. 二维坐标系:二维坐标系是用于描述平面内点的位置的系统。

常见的二维坐标系有直角坐标系、极坐标系和笛卡尔坐标系。

(1)直角坐标系:直角坐标系是由两条相互垂直的坐标轴组成的坐标系。

通常,水平方向的坐标轴称为x轴,垂直方向的坐标轴称为y轴。

直角坐标系中,一个点的坐标表示为(x,y)。

(2)极坐标系:极坐标系是由一个原点和一个极轴组成的坐标系。

极轴是过原点的直线,极轴上的点对应角度值。

极坐标系中,一个点的坐标表示为(r,θ),其中r表示点到原点的距离,θ表示点与极轴的夹角。

(3)笛卡尔坐标系:笛卡尔坐标系是一种特殊的直角坐标系,其坐标轴相互垂直,并且单位长度相等。

2. 三维坐标系:三维坐标系是用于描述空间内点的位置的系统。

常见的三维坐标系有直角坐标系、球坐标系和柱坐标系。

(1)直角坐标系:三维直角坐标系是由三个相互垂直的坐标轴组成的坐标系。

通常,x轴、y轴和z轴分别代表水平、垂直和深度方向。

三维直角坐标系中,一个点的坐标表示为(x,y,z)。

(2)球坐标系:球坐标系是由一个原点和一个球面组成的坐标系。

球坐标系中,一个点的坐标表示为(r,θ,φ),其中r表示点到原点的距离,θ表示点与z轴的夹角,φ表示点在xy平面上的投影与x轴的夹角。

(3)柱坐标系:柱坐标系是由一个原点、一个极轴和一个圆柱面组成的坐标系。

柱坐标系中,一个点的坐标表示为(r,θ,z),其中r表示点到极轴的距离,θ表示点与极轴的夹角,z表示点在z轴上的投影。

各种地面坐标系定义

各种地面坐标系定义

各种地面坐标系定义一、地面坐标系的概念地面坐标系是一种用于描述物体在地球表面位置和运动的坐标系统。

它就像一个大框架,能让我们清楚地知道东西在地球上的哪儿。

二、常见的地面坐标系1. 地理坐标系地理坐标系超重要的呢。

它以经纬度来表示位置。

经度就像给地球画的一条条竖线,而纬度是一条条横线。

比如说,北京的地理位置大概是北纬39°56′,东经116°20′。

这就像地球给每个地方发了一个独特的地址一样,有了这个地址,我们就能准确找到这个地方在地球上的位置啦。

2. 平面直角坐标系这个坐标系就像是把地球表面的一部分拿出来,然后平铺开来。

它有x轴和y轴,就像我们数学里学的直角坐标系一样。

在测量和绘图中经常用到这个坐标系。

比如说在城市规划中,要绘制一块区域的地图,就可以用平面直角坐标系来确定每个建筑、街道的位置。

这样可以方便计算距离、面积等。

3. 大地坐标系大地坐标系是和地球的形状紧密相关的。

地球可不是一个完美的球体,而是一个近似的椭球体。

大地坐标系就是基于这个椭球体建立起来的。

它考虑了地球的曲率等因素,能更精确地描述地球上的点的位置。

在一些需要高精度定位的工作中,比如大地测量、卫星导航等,大地坐标系就发挥了巨大的作用。

4. 站心坐标系站心坐标系是以观测站为中心建立的坐标系。

想象一下,你站在一个地方,以你自己为中心建立一个小的坐标系统。

这个坐标系对于描述相对于观测站的物体的位置和方向特别有用。

比如说,在一个天文台,天文学家要观察天空中的星星相对于天文台的位置,就可以用站心坐标系。

三、不同地面坐标系的转换有时候我们需要在不同的地面坐标系之间进行转换。

这就像把一种语言翻译成另一种语言一样。

不过这个转换可没那么简单,需要用到一些数学公式和参数。

比如说,从地理坐标系转换到平面直角坐标系,就需要知道投影方式、中央子午线等参数。

不同的转换方法适用于不同的应用场景。

在地图制作中,经常需要进行这样的转换,以便把地球表面的弯曲形状准确地绘制在平面的地图上。

测量中常用的坐标系

测量中常用的坐标系

测量中常用的坐标系在测量领域中,坐标系是非常重要的概念。

坐标系有助于描述和测量物体或位置在空间中的相对位置和方向关系。

在测量中常用的坐标系主要有直角坐标系、极坐标系和地理坐标系。

直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系之一,也称为笛卡尔坐标系。

它由两条垂直于彼此的直线(通常为x轴和y轴)组成,这两条直线的交点作为坐标原点。

直角坐标系常用于测量平面上的位置。

在直角坐标系中,每个点可以用一对有序实数(x,y)来表示,其中x表示点到y轴的有向距离,y表示点到x轴的有向距离。

例如,点A在直角坐标系中的坐标为(3,4),表示点A在x轴上的距离为3,而在y轴上的距离为4。

直角坐标系的优点是易于使用和计算,而且可以方便地进行几何运算和数据处理。

因此,直角坐标系被广泛应用于测量、工程学和其他科学领域中。

极坐标系极坐标系是另一种常用的坐标系,它与直角坐标系有所不同。

极坐标系是通过点到原点的距离和点与正向x轴的角度来描述点的位置。

在极坐标系中,坐标由一个有序实数对(r,θ)表示,其中r表示点到原点的距离,θ表示点与正向x轴的夹角。

与直角坐标系相比,极坐标系更适用于描述圆形、旋转和对称的物体。

极坐标系在测量中的应用广泛,特别适用于天文学、物理学和工程领域中的极坐标测量。

地理坐标系地理坐标系是一种用于描述地球表面上位置的坐标系。

地理坐标系是基于经度和纬度的,它可以提供地球上任何一个点的准确位置。

地理坐标系的经度以子午线为基准,纬度以赤道为基准。

经度是从本初子午线(通常是格林威治子午线)起算的角度,表示东西方向;纬度是从赤道起算的角度,表示南北方向。

地理坐标系在地理信息系统(GIS)和导航系统中广泛使用,如谷歌地图和GPS。

地理坐标系的应用使得人们可以准确地定位地球上的任何一个点,方便了地理和测量工作。

小结测量中使用的坐标系包括直角坐标系、极坐标系和地理坐标系。

直角坐标系适用于测量平面上的位置,极坐标系适用于描述圆形和旋转对称物体的位置,地理坐标系可用于描述地球上点的位置。

(整理)地图坐标系统的基本常识

(整理)地图坐标系统的基本常识

地图坐标常识1、椭球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,我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。

我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系,1978年采用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系,目前GPS 定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统,WGS84基准面采用WGS84椭球体,它是一地心坐标系,即以地心作为椭球体中心的坐标系。

因此相对同一地理位置,不同的大地基准面,它们的经纬度坐标是有差异的。

理解:椭球面是用来逼近地球的,应该是一个立的椭圆旋转而成的。

2、大地基准面椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系,也就是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面,如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体,但它们的大地基准面显然是不同的。

在目前的GIS商用软件中,大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义,即三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值;三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时,分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角;最后是比例校正因子,用于调整椭球大小。

北京54、西安80相对WGS84的转换参数至今没有公开,实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转换,在只有一个已知控制点的情况下(往往如此),用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数,当工作区范围不大时,如青岛市,精度也足够了。

以(32°,121°)的高斯-克吕格投影结果为例,北京54及WGS84基准面,两者投影结果在南北方向差距约63米(见下表),对于几十或几百万的地图来说,这一误差无足轻重,但在工程地图中还是应该加以考虑的。

测量人员必收藏的知识点:常用坐标系统知识点汇总

测量人员必收藏的知识点:常用坐标系统知识点汇总

测量人员必收藏的知识点:常用坐标系统知识点汇总2022-10-31 17:10·大水牛测绘1、椭球体GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定,而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定。

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基准面。

基准面是在椭球体基础上建立的,椭球体可以对应多个基准面,而基准面只能对应一个椭球体。

椭球体的几何定义:O是椭球中心,NS为旋转轴,a为长半轴,b为短半轴。

子午圈:包含旋转轴的平面与椭球面相截所得的椭圆。

纬圈:垂直于旋转轴的平面与椭球面相截所得的圆,也叫平行圈。

赤道:通过椭球中心的平行圈。

基本几何参数:椭圆的扁率椭圆的第一偏心率椭圆的第二偏心率其中a、b称为长度元素;扁率α反映了椭球体的扁平程度。

偏心率e和e’是子午椭圆的焦点离开中心的距离与椭圆半径之比,它们也反映椭球体的扁平程度,偏心率愈大,椭球愈扁。

套用不同的椭球体,同一个地点会测量到不同的经纬度,下面是几种常见的椭球体及参数列表:2、坐标系统之间的转换坐标系分类不同参心坐标系之间的转换、不同地心坐标系之间的转换;参心坐标系与地心坐标系之间的转换;相同坐标系的直角坐标与大地坐标之间的坐标转换;大地坐标与高斯平面坐标之间的转换;在两个空间角直坐标系中,假设其分别为O-XYZ和o-xyz,如果两个坐标系的原点相同,通过三次旋转,就可以两个坐标系重合;如果两个直角坐标系的原点不在同一个位置,通过坐标轴的平移和旋转可以取得一致;如果两个坐标系的尺度也不尽一致,就需要再增加一个尺度变化参数。

对于大地坐标和高斯投影平面坐标之间的转换,则需要通过高斯投影正算、高斯投影反算,通过使用中央子午线经度、不同的参考椭球、不同投影面的选择来实现坐标的转换。

3、三参数、四参数、七参数(1)七参数:平移变量(Dx、Dy、Dz)、旋转变量(Rx、Ry、Rz)、尺度缩放(K);三参数:平移变量(Dx、Dy、Dz)、旋转变量= 0、尺度缩放=1;三参数就是七参数的特例;参数和七参数都是两个空间坐标系之间转换-椭球转换(不同椭球体)。

认识坐标系:什么是坐标系?如何表示点的位置?

 认识坐标系:什么是坐标系?如何表示点的位置?

**认识坐标系:什么是坐标系及如何表示点的位置**坐标系是一种数学工具,用于在二维或三维空间中描述点的位置。

它是几何学、物理学、工程学等领域中不可或缺的基础概念。

通过坐标系,我们可以将空间中的点、线、面等几何对象量化,进而进行数学分析和计算。

一、坐标系的概念坐标系由一组互相垂直的数轴组成,这些数轴通常称为坐标轴。

在二维空间中,常用的坐标系是直角坐标系,它由两条互相垂直的数轴——x轴和y轴构成。

在三维空间中,除了x轴和y轴外,还增加了一条与x轴、y轴都垂直的z轴。

每个坐标轴都有正方向和负方向,通常规定从原点出发向右为x轴正方向,向上为y轴正方向,向外为z轴正方向。

坐标系的原点(O)是一个特殊的点,它位于所有坐标轴的交点处。

在二维直角坐标系中,原点的坐标是(0,0);在三维直角坐标系中,原点的坐标是(0,0,0)。

二、坐标系的分类1. 二维坐标系二维坐标系中最常用的是直角坐标系和极坐标系。

(1)直角坐标系:通过两个互相垂直的数轴(x轴和y轴)来确定平面内点的位置。

点的坐标(x,y)表示该点与原点O在x轴和y轴上的距离。

(2)极坐标系:通过一个极点(通常是原点O)和从该点出发的射线(极轴)以及射线与极轴之间的夹角(极角θ)和射线上的长度(极径r)来确定点的位置。

点的坐标(r,θ)表示该点到原点的距离r和与正方向的夹角θ。

2. 三维坐标系三维坐标系中最常用的是直角坐标系和柱坐标系。

(1)直角坐标系:通过三个互相垂直的数轴(x轴、y轴和z轴)来确定空间内点的位置。

点的坐标(x,y,z)表示该点与原点O在x轴、y轴和z轴上的距离。

(2)柱坐标系:通过一个垂直于x轴的平面(通常称为xy平面)以及从原点出发的射线(极轴)和射线与xy平面之间的夹角(极角θ)和射线上的长度(极径r)以及从xy平面到点的垂直距离(高度h)来确定点的位置。

点的坐标(r,θ,h)表示该点到原点的距离r、与xy平面的夹角θ以及在xy平面上的高度h。

初中坐标系知识点总结

初中坐标系知识点总结

初中坐标系知识点总结初中坐标系知识点总结坐标系是在平面上描述点位置的一种方法,它由平面上的两个互相垂直的直线,即x轴和y轴组成。

在初中数学中,学生会学习如何使用坐标系来表示点的位置和进行几何运算。

以下是初中坐标系知识点的总结:1. 坐标轴:坐标系由两条互相垂直的直线组成,分别称为x轴和y轴。

x 轴是水平的,从左到右依次增加,y轴是垂直的,从下到上依次增加。

2. 原点:坐标系的交点称为原点,通常表示为O。

原点的坐标为(0, 0),它是其他点的基准点。

3. 坐标:在坐标系中,每个点都可以用一对有序数对(x, y)来表示,其中x表示横坐标,y表示纵坐标。

横坐标和纵坐标分别对应点在x轴和y轴上的投影距离。

4. 点的位置:根据点的坐标可以确定其在坐标系中的位置。

例如,当x > 0,y > 0时,点位于第一象限;当x < 0,y > 0时,点位于第二象限;当x < 0,y < 0时,点位于第三象限;当x > 0,y < 0时,点位于第四象限。

5. 对称性:坐标系中的点关于原点、x轴和y轴都有对称性。

例如,点(x, y)关于原点的对称点为(-x, -y),关于x轴的对称点为(x, -y),关于y轴的对称点为(-x, y)。

6. 距离公式:在坐标系中,可以使用距离公式来计算两点之间的距离。

对于任意两个点A(x, y)和B(x, y),它们之间的距离d可以用以下公式表示:d = √((x - x) + (y - y))。

7. 中点公式:在坐标系中,可以使用中点公式来计算两点连线的中点坐标。

对于任意两个点A(x, y)和B(x, y),它们连线中点的坐标M可以用以下公式表示:M = ((x + x) / 2, (y + y) / 2)。

8. 平移:在坐标系中,对于点(x, y)进行平移,只需将其横坐标和纵坐标分别增加相同的数值。

例如,将点A(x, y)平移k个单位,则新点A'(x + k, y + k)。

常用坐标系介绍及变换

常用坐标系介绍及变换

常用坐标系介绍及变换1.直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系之一、它由两条垂直的坐标轴组成,通常被标记为x轴和y轴。

每个点都可以用一个有序的数对(x,y)来表示,其中x是点在x轴上的位置,y是点在y轴上的位置。

直角坐标系广泛应用于几何学、物理学、工程学等领域。

2.极坐标系极坐标系是另一种常见的坐标系。

它使用一个有序的数对(r,θ)来表示一个点,其中r是点到极点的距离,θ是点与极轴的夹角。

极坐标系适用于描述圆形和对称图形,例如极坐标系可以更方便地表示一个点相对于圆心的位置。

3.三维直角坐标系三维直角坐标系是在直角坐标系的基础上增加了一条垂直于x轴和y轴的z轴。

每个点可以用一个有序的数对(x,y,z)来表示。

三维直角坐标系广泛应用于空间几何、工程学、计算机图形学等领域。

4.柱坐标系柱坐标系是一种类似于极坐标系的坐标系,但它增加了一个z坐标轴,也被称为高度坐标轴。

一个点可以用一个有序的数对(r,θ,h)来表示,其中r是点到z轴的距离,θ是点到x轴的夹角,h是点在z轴上的位置。

5.球坐标系球坐标系是一种三维坐标系,它使用一个有序的数对(r,θ,φ)来表示一个点,其中r是点到原点的距离,θ是点到x轴的夹角,φ是点到z轴的夹角。

球坐标系适用于描述球体和球对称图形。

在不同坐标系之间进行坐标变换是很常见的操作。

常见的坐标变换包括:1.直角坐标系与极坐标系的变换:直角坐标系到极坐标系的变换可以通过以下公式实现:r=√(x^2+y^2)θ = arctan(y / x)极坐标系到直角坐标系的变换可以通过以下公式实现:x = r * cos(θ)y = r * sin(θ)2.直角坐标系与三维直角坐标系的变换:直角坐标系到三维直角坐标系的变换可以通过以下公式实现:x=x'y=y'z=z'三维直角坐标系到直角坐标系的变换可以通过以下公式实现:x'=xy'=yz'=z3.极坐标系与柱坐标系的变换:极坐标系到柱坐标系的变换可以通过以下公式实现:r'=rθ'=θh'=z柱坐标系到极坐标系的变换可以通过以下公式实现:r=r'θ=θ'z=h'以上是一些常见的坐标系介绍及变换。

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纵坐标x,横坐标y)或极坐标(极径δ,
极角ρ)表示,因此要将地球表面上的点转移到平面上,必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法,就是地图投影。
注:在讨论地图投影时,通常还涉及到坐标系问题。这二者有时可以交换使用,但它们的意义并不同。所谓坐标系是指供用户解读对象定位坐标的一组参数。投影是其中之一,因此投影只是坐标系的一部分。在SuperMap 桌面产品的地图投影设置中,用户所选择的不仅仅是一种投影信息,而是在选择一个坐标系。
5 伪投影
伪圆锥投影是在圆锥投影的基础上,根据某些条件改变经线形状而成的。这类投影的纬线形状与圆锥投影类似,即纬线为同心圆弧,圆心位于中央经线上,但经线则不同,除中央经线为直线外,其余的经线均为对称于中央经线的曲线。按投影的变形性质,伪圆锥投影和伪圆柱投影一样,没有等角投影,只有等积投影和任意投影。最常用的伪圆锥投影是等积伪圆锥投影。伪圆柱投影主要应用于编制小比例尺的大洲图。
6 我国基本比例尺地形图的投影
方案及使用规定
我国地图投影方案规定如下:
我国1:1万和大于1:1万的地
形图规定采用3度分带的高斯—克吕格投影。投影的最大长度变形为0.0345%,最大面积变形为0.069%;
Hale Waihona Puke 伪投影包括伪方位投影、伪圆柱投影和伪圆锥投影。
伪方位投影是在方位投影的基础上,根据某些条件改变经线形状而成的。这类投影的纬线形状与圆柱投影类似,即纬线为同心圆,但经线则不同,除中央经线为直线外,其余的经线均为对称于中央经线的曲线,且相交于纬线的共同圆心。
伪圆柱投影,是在圆柱投影的基础上,根据某些条件改变经线形状而成的。这类投影的纬线形状与圆柱投影类似,即纬线为平行直线,但经线则不同,除中央经线为直线外,其余的经线均为对称于中央经线的曲线。伪圆柱投影经线的形状可以为任意曲线,但通常选择为正弦曲线和椭圆曲线。按变形性质,伪圆柱投影没有等角投影,因为这种投影经纬线不正交,只有等积投影和任意投影。伪圆柱投影主要应用于小比例尺地图,特别是世界地图中应用较多。
根据投影变形性质可以将地图投影分为三类:等角投影、等积投影、任意投影。根据投影面的不同可以将其分为:圆锥投影、圆柱投影及方位投影。根据投影面和地球椭球体的位置关系可将其分为:正轴投影、横轴投影、斜轴投影。(如下图)
投影坐标系统由地图投影方式、投影参数、坐标单位和地理坐标系组成。SuperMap 桌面产品中提供了大量预定义的投影系统,用户可以直接使用;此外,用户还可以根据需要定制自己的投影系统。
2 地球椭球体
地球的自然表面是一个不规则的曲面,但是从总体形状来看,地表的起伏高差相对于地球的半径是相当微小的,因此人们可以用旋转椭球体来模拟地球的形状。这个椭球体我们称之为地球椭球体。通常情况下,人们习惯用地球的长轴和地球的扁率来描述地球椭球体。地球的扁率(f)描述地球的圆扁程度,其值为地球的长轴(a)与短轴(b)之差与长轴的比,值越大,地球越扁,值越小,地球越圆。地球扁率公式:
我国1:2.5万至1:50万地形图规定采用6度分带的高斯—克吕格投影,投影最大长度变形为0.138%,最大面积变形为0.276%;
我国新编1:100万地形图采用边缘纬线与中纬变形绝对值相等的等角圆锥投影。
1 地理坐标系
地理坐标系用来描述地球表面地物位置,地物的具体位置由它的经纬坐标确定的。经纬坐标的单位一般用度来表示(也可以用度分秒表示)。用一组垂直于地轴的平面截地球椭球面,得到一组平行圆,称为纬圈(平行圈);用一组通过地轴的平面截地球椭球面,得到一组大小相同的椭圆,称为经圈(子午圈)。通过地球中心并垂直于地轴的平面与椭球面相交的圆为最大的纬线圈,称为赤道,即零度纬线。零度经线也叫做本初子午线。在大部分坐标系中的本初子午线是指国际规定的通过英国伦敦格林威治天文台的经线。
不同国家在不同的历史时期对地球进行过多次测量,出现了大量的椭球体,但是由于没有一个椭球体能够准确的描述地球的整体形状,因此在应用时应该根据各个国家或地区的具体情况选择合适的地球椭球体。
3 大地参照系
地球椭球体仅仅是描述了地球的大小及形状,为了更准确地描述地球上地物的具体位置,需要引入大地参照系的概念。大地参照系确定了地球椭球体相对于地球球心的位置,为地表地物的测量和定位提供了一个参照框架。大地测量初期所确定的大地参照系都是希望更全面的描述表现测量地区的地表状况,尽可能使地球椭球体的表面和测量区域的表面吻合,这种参照系称之为区域参照系。一般而言,区域参照系的地球椭球体或多或少地偏移了真正的地心。随着大地测量和空间技术的发展,通过卫星大地测量进行洲际和国际大地联测,并综合地面、天文、地球重力资料,人们建立起了全球大地坐标系(如WGS-66、WGS-72、WGS-84等)。目前被广泛利用的全球参照系是WGS84。
4 投影坐标系统
地球的表面是复杂的不规则曲面,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。地图投影就是根据这个需要而产生的。简单地讲,地图投影就是将地球椭球面上的纬线网按照一定的数学法则转移到平面。具体而言,由于球面上点的位置是用地理坐标(纬度φ,经度λ)表示,而平面上点的位置是用直角坐标(
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