基于查询到的经纬度对矢量、栅格图像进行配准

基于查询到的经纬度对矢量、栅格图

像进行配准的方法

整理者：史策、林浩2012.12.20

准备知识：

地理坐标：为球面坐标。坐标单位:经纬度

投影坐标：为平面坐标。坐标单位（长度单位）：米、千米等。

地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影变换。（投影：将不规则的地球曲面转换为平面）

在ArcGIS中预定义了两套坐标系：

①地理坐标系（Geographic coordinate system）

②投影坐标系（Projected coordinate system），

1、首先理解地理坐标系（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。

2、接下来便是Projection coordinate system（投影坐标系统），每一个投影坐标系统都必定会有Geographic Coordinate System。

●投影坐标系统，实质上便是平面坐标系统，就是将地球的球面以某一种投影方式，投影到平面上，结果类似咱们数学里的xy坐标。其地图单位是长度单位（米、千米等）。

那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢？

这时候，又要说明一下投影的意义：将球面坐标转化为平面坐标的过程便称为投影。

好了，投影的条件就出来了：

a、球面坐标，即一个球面。

b、转化过程（也就是算法）

也就是说，要得到投影坐标就必须得有一个“拿来”投影的球面坐标，然后才能使用算法（投影方式，比如高斯克吕格、墨卡托、兰伯特等）去投影！即每一个投影坐标系统都必须要求有Geographic Coordinate System参数。

●大地坐标（Geodetic Coordinate）：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和高程（海拔）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，高程（海拔）是研究点到参考高程基准面（我国是黄海）的垂直距离。

说明：我们平时学习的时候很少接触海拔的问题，故可以把高低起伏的地球表面看成是平滑的球面（H=0）。

方法一：直接输入经纬度格式的控制点坐标

1、加载待配准图像，在地图上右键选择

里面General选项卡，修改Map、Display处的参数为如下所示：

2、记录下所查询到的经纬度坐标（在谷歌地球上有添加地标的工

具可显示某点的经纬度坐标）并将其转换成度的形式。

3、按常规输入控制点配准的方法进行配准即可。

注意事项：1、若用这种方法进行配准，选择坐标系统的时候要

选择地理坐标系统，因为这种方法下

输入的经纬度属于地理坐标范畴的概念，配准好了以后可以设

置投影坐标转为平面坐标的形式。

2、对第一步中units中Map、Display的解释：Map里面的参数

是表示地图计算的单位（即软件中所使用的坐标的计量单位），

基于地理坐标的地图计算单位没有长度单位（米、千米等）的

格式，一般用度的格式（即Decimal Degrees；Display中的参数

表示的是右下角显示的度量单位。

方法二：将控制点导入到ArcGIS中输出成矢量文件，再用栅格

文件配准到矢量文件的方法进行配准（这个方法没有方法一方便，

不建议用）

1、同方法一

2、同方法一

3、将2步骤的经纬度输入到excle文件中如下格式

4、在ArcGIS中，选择主工具栏中的Tools下拉列表的中Add XY Data

工具，选择上一步骤中的excle文件，对应好XY。选择合适的地理坐标系（注意同上）

ok

5、得到的只是一个excel的索引文件，需要将其输出为矢量格式的

文件，右击excel索引文件，选择Data—ExportData

保存到合适位置即可。

6、按照栅格文件配准到矢量文件的步骤进行即可。

方法三：将经纬度（大地坐标）转换为平面坐标格式进行配准1、加载待配准的图像文件，设置坐标系统

说明：进行这一步的原因是：当我们打开ArcGIS软件时，其有一个系统默认的平面坐标系统，而这个坐标系统不是我们要用的地理坐标系统或者投影坐标系统，我们要将其设置成为我们的数据源的坐标系统（此例中为投影坐标系统），即将软件系统的坐标系统原点确定到实际的坐标原点上。因此，这一步骤也可以这样做：配准前，先在ArcCatalog中给待配准的图像设置坐标系统，加载到Arcmap中时，软件的系统坐标系统便会与

图像自带的坐标系统一致。

2、借助坐标转换软件将记录下来的控制点经纬度坐标转换为平面

坐标格式

3、利用转换为平面坐标格式的控制点按常规的配准方法进行配准

即可。

总结：

1.

①经纬度坐标(B,L)对应的是地理坐标系（Geographic coordinate system），因为它是球面的。

②投影坐标(x,y)对应的是投影坐标系（Geographic coordinate system），因为它是平面的。

2.配准的时候选择哪种坐标系，要根据是用经纬度还是平面坐标来

定。