地图配准和地图投影解析
实验三 栅格地图的镶嵌配准及投影定义
实验三、栅格地图的镶嵌配准及投影定义一、实验目的1.掌握栅格数据校正方法，校正的原理。
2.掌握ArcGIS中的矢量数据基本格式，并掌握利用ArcCatalog建立和管理数据。
二、实验准备预备知识：矢量数据的录入方法有多种，包括数字化仪数字化、扫描矢量化、GPS数据录入、数字测图数据和其他的录入方式。
扫描矢量化由于成本相对低，精度相对可以，因此成为矢量数据获取的重要的方式。
但扫描得到的地形图和遥感影像。
由于一些原因，使扫描得到的地形图数据和遥感数据存在变形，必须加以纠正。
因此在矢量化前必须对扫描后的图像数据进行镶嵌配准。
三、实验内容及步骤步骤：第1步添加扫描的地形图及添加地理配准工具条●在ArcMap中，添数据GISDATA\曼滩.jpg，提示是否为“曼滩”建立影像金字塔，点击是。
●在菜单空白处点击鼠标右键，在弹出工具条选项中，勾选上“地理配准”工具，如图3-1。
图3-1勾选“地理配准”工具第2步设置地理配准图层，确定坐标系●地理配准工具条上将配准目标图层设置为“曼滩”。
●放大观察曼滩幅地形图，发现该图比例尺为1:5万，坐标系为北京54坐标系，高程系统为1956年黄海高程系。
第3步添加校正控制点和确定校正后的坐标●在地理配准工具条上的地理配准下来菜单中将“自动校正”选项勾去（图3-2）。
●点击地理配准工具条上的工具，在曼滩幅左上角公里格网处单击鼠标左键，然后再单击鼠标右键，弹出输入X和Y选项对话框（图3-3），输入相对的X和Y坐标（图3-4）。
同样方法在右上角等多处公里网交叉处输入校正控制点，至少添加7个控制点。
图3-2 勾去自动校正图3-3 输入X和Y右键菜单图3-4输入坐标对话框第4步设置校正方式和重采样（或接执行校正）●在地理配准工具条上点击查看链接表按钮，查看定好的控制点，如果某点误差较大可以删除，重新输入，若坐标输入错误可以在该点上点击修改（图3-5）●点击地理配准工具条下的地里配准变换中的二次多项式（图3-6），然后再打开连接表查看均方根误差大小（图3-7）。
《地图投影和配准》课件
地图配准
1
意义和作用
地图配准是将不同数据集或地图坐标系相互匹配的过程，为地理信息分析提供基Fra bibliotek础。2
方法和步骤
介绍地图配准的常用方法和步骤，如控制点选择、变换模型等。
3
常见的配准问题及解决方法
探讨在地图配准过程中可能遇到的问题和解决方法。
地图投影和配准的应用
在制图中的应用
描述地图投影在制图过程中的重 要应用领域，如海图绘制、天气 预报等。
《地图投影和配准》PPT 课件
地图投影和配准是地理信息科学中非常重要的概念，本课件将为您深入解析 这两个主题，探讨它们的定义、应用及未来发展方向。
什么是地图投影
定义
地图投影是将地球表面的三维曲面转化为二维平面的过程。
投影方式和分类
常见的投影方式包括等角、等面、等距、等积四类。
常用的投影方式介绍
介绍常用的地图投影方式，如墨卡托投影、兰勃特投影等。
影、基于机器学习的配准
成了地理信息处理的基础。
算法等。
3 展望：应用领域
展望地图投影和配准在未 来的应用领域，如交通规 划、环境保护等。
在GIS分析中的应用
探索地图配准在地理信息系统 (GIS)分析中的广泛应用，如地貌 分析、资源管理等。
在实际工程中的应用
以真实案例为例，展示地图投影 和配准在工程项目中的应用价值。
总结
1 地图投影和配准的关 2 未来发展方向
系
探讨地图投影和配准的未
总结地图投影和配准之间
来发展趋势，如自适应投
的紧密关联，它们共同构
地图配准与投影说明含示例
地图配准与投影说明本文采用的实例为四川省小鱼洞地区地形图，该图跨越了1:5万标准图幅中的中坝，大宝山等四幅，情况较为特殊。
实际操作时，应该生成地图所涉及到图幅的全部标准图框，以将整个地形图涵盖进去，并在误差校正过程中尽可能取多的控制点，确保地图配准的精度。
由于本文旨在演示配准与投影的步骤与方法，简明起见，只生成中坝一幅标准图框，并只选取少量控制点，故必然会有一定误差。
特此说明。
一．生成标准图框操作步骤：实用服务--投影变换--系列标准图框--生成1:5万图框（中坝）生成的标准图框：二误差校正（多种方法）误差校正的关键是采集控制点，实际工作中为了提高精度，往往需要采集很多控制点，这时可以选择自动采集“T”型点的方法，将公里网的交点全部选为控制点。
在控制点选取比较少的情况下，可以采用手工屏幕采点，自动生成控制点文件，这正是本文将要演示的方法：1 选取原图与标准图框中对应的点为参考点。
参考点可根据原图和图框中公里网对应的坐标值选取。
每个参考点对应控制点文件中的一条记录，参考点选择越多，地图配准越准确。
本例选取5个参考点，依次为：（75,69）（76,68）（77,67）（78,66）（76,66）。
2 取原图中点的屏幕坐标为实际值在MapGis误差校正子系统中打开原图文件，选择菜单控制点――设置控制点参数选择“选择采集文件”。
选择原图文件选择“添加校正控制点”。
根据选定的参考点在原图上添加控制点3 取图框中点的屏幕坐标为理论值打开标准图框文件，在其上面对应的参考点上选取理论值。
步骤与选取实际值相似。
先选择“设置控制点参数”选择“选择采集文件”。
选择标准图框文件。
*注意：此时视图中可能仍然显示的是原图，这时点击右键，选择“复位窗口”，然后只选择图框文件，图框就会在视图中居中显示。
选择“添加校正控制点”。
根据选定的参考点在图框上添加控制点4 形成控制点文件选择“控制点”――“编辑校正控制点”5 进行误差校正检查控制点生成无误后，选择“校正”选择原图文件进行校正三套合原图与图框目的是将误差校正后的原图的参数配准为图框参数，即实现原图与图框的套合，具体步骤如下：1 打开mapgis主菜单选择“输入编辑”—“新建工程”—“从文件导入”2 任意打开标准图框的一个文件，目的是将工程的参数设为标准图框的参数3 在工程中添加项目，将校正后的原图文件全部添加，系统会提示修改参数，选择确定4 在工程中添加标准图框，可以看到，标准图框（中坝）中的部分地图已经校正，而图框以外的部分还没有进行校正。
实验：扫描图(栅格图)的配准和投影系统的设置
实验：扫描图（栅格图）的配准与投影系统的设置一、实验目的：1.加深对地图投影的理解，掌握扫描图（栅格图）的配准与投影系统的设置。
2.为扫描图设置投影和地图单位。
3.对扫描图进行配准。
二、实验准备：1.软件准备：扫描软件、MapInfo2.资料准备：数字化底图（中国地理底图、长安集1：10万地形图、小区域平面图）三、实验内容：当把对象从球形世界转变到相对平坦的计算机屏幕上时，必须有一些改变。
投影是减少曲面地区特性在平面纸张地图或计算机屏幕上的变形方法。
使用不同的投影可以展示地图的不同特性。
投影与坐标系有着密切的关系，两者之间经常可以交换使用，但它们又有不同的意义。
投影是包含一组参数的一个或一组公式，参数的个数和性质取决于投影。
当每一个参数被赋予特定值时，结果便成了坐标系。
坐标系是描述坐标参数的集合，其参数之一就是投影。
可以通过改变一个预定系统的参数或者通过重新开始定义新的坐标系统来创建另外的坐标系，以期获得所需的投影效果。
（一）扫描原始图件在MapInfo中栅格图像不能进行修改，支持BMP、GIF、JPEG、PCX、SPOT、TARGA和TIFF等多种栅格图像文件格式。
为了保证数据精度扫描分辨率一般在300dpi以上。
将上述三幅图扫描成图片。
（二）图像配准在MapInfo中按照统一坐标系配准栅格图像，是录入地图数据的基础，这样分区存储的矢量数据可实现在大地理区域环境中进行地图目标的显示和分析。
1．采用相应投影（正轴等积割圆锥投影）对中国地理底图进行配准（1）导入栅格图像：点击菜单栏“文件”－>“打开表”或者点击常用工具条上的打开表图标。
在“文件类型”下拉式列表框中选择“栅格图像”(Raster Image :*.bil,*.bmp等)，打开中国地理底图。
图1打开栅格图像（2）出现如下对话框，询问是简单的显示图像还是要配准图像，如果选择简单显示，则MapInfo自动生成一个与该栅格文件同名的.TAB文件，并在地图窗口中显示，此时的图层称为栅格图层。
如何进行地图投影的变换与配准
如何进行地图投影的变换与配准地图投影的变换与配准是地理信息系统（GIS）中一个重要的环节。
地球是一个三维的球体，而我们的地图是平面的二维表示，因此需要将地球的曲面投影到平面上，以便于我们更好地理解和分析地理信息。
本文将探讨如何进行地图投影的变换与配准，以及其在GIS中的应用。
一、地图投影的基本原理地理表面的投影是将地球上的点和区域映射到平面上去，以便于呈现和分析。
在投影的过程中，我们需要选择合适的投影方法和参数，以保证地图的准确性和可视性。
1. 大地测量学与投影大地测量学是测量地球形状、尺寸和重力场的学科，它提供了地图投影的基础。
投影的目标是将地球表面的点映射到平面上，这需要选择适当的地理坐标系统和投影方法。
2. 坐标系统地理坐标系统是用于确定位置的标准，它由水平和垂直坐标组成。
水平坐标通常使用经度和纬度来表示，而垂直坐标则表示高程。
3. 投影方法地图投影的方法有很多种，常用的有等角、等积和等距投影等。
每种方法都有其适用的情况和缺点，选择合适的投影方法是确保地图准确性的关键。
二、地图投影的变换与配准地图投影的变换与配准是将不同投影坐标系统的地图进行转换和对齐的过程。
在GIS中，常常需要将不同尺度、不同投影和不同时间的地图配准在一起，以获得一致性的地理信息。
1. 变换地图投影的变换是将一个投影坐标系统转换为另一个投影坐标系统的过程。
变换通常涉及到坐标的缩放、旋转和平移等操作，以保证地图的几何特征一致。
2. 配准地图配准是将不同地图的空间参考对齐的过程。
在配准过程中，需要确定共同的地物特征或控制点，并通过地物匹配或空间变换的方式来实现对其的调整和对齐。
三、地图投影的应用地图投影在GIS中有着广泛的应用，它不仅仅是为了美化地图，更是提供准确地理信息的基础。
1. 地图显示与可视化地图投影可以改变地图的外观和形状，使得地理信息更加直观和可视化。
选择合适的投影方法和参数对于地图的可读性和信息表达至关重要。
2. 空间分析与决策支持地图投影的变换与配准为GIS的空间分析和决策支持提供了基础。
地图配准和地图投影解析
地图投影的分类
按变形方式及性质
分等角投影、等(面)积投 影和任意投影三类。 (等角投 影无形状变形--在小范围内没 有，但面积变形较大；等积投 影反之；而任意投影两种变形 都较小。在任意投影为既不等 角也不等积的投影中还有一类 称等距投影”，在标准经纬线 上无长度变形。)
地球仪般的球体，在其球心或球面、球外安置一个光源，将球面上的经纬线
投影到球外的一个投影平面上，即将球面经纬线转换成了平面上的经纬线。
几何透视法是一种比较原始的投影方法，有很大的局限性，难于纠正投影变
形，精度较低。绝大多数地图投影都采用数学解析法。
•
数学解析法是在球面与投影面之间建立点与点的函数关系，通过数
卡西尼父子设计的用于三角测量的投影及兰勃特提出的等角投影理论和 设计出的等角圆锥、等面积方位和等面积圆柱投影，使得17-18世纪的地图 投影具有了时代的特点。
19世纪，地图投影主要保证大比例尺的数学基础，以适应军事制图发展 和地形测量扩大的需要。19世纪还出现了高斯投影，它是德国高斯设计提出 的横轴等角椭圆柱投影，这种投影法经德国克吕格尔加以补充，成为高斯克吕格尔投影。19世纪末期以后俄国一些学者对投影作了较深入地研究，对 圆锥投影常数的确定提出了新见解，又提出了根据已知变形分布推求新投 影和利用数值法求出投影坐标的新方法。
地图配准
在Georeferencing工具条上点击Georeferencing\Rectify，打开Save As对话框，选择校准后影像的存储路 径，点击【Save】按钮，保存配准结果。
第二讲 ArcGIS入门：地图投影设置、坐标配准及矢量化
albers等积圆锥投影（north asia）：
1.加载：中国地图图层； 2.设置该栅格图层的投影为albers等积圆锥投影（north asia）： arctoolbox->data management tools->projections and transformations>define projection
3.添加控制点，选择带坐标的点，右键单击，input dms of lon and lat。选 择7个点以上，采用二பைடு நூலகம்多项式校正。
导入矢量文件：中国行政边界图 设置该图层投影为:wgs84,经纬度。
1.在arccatlog中创建点线面矢量图层：folder->new->shapefile. 2.在arcmap中启用arcscan(右键工具栏，勾选)，启动编辑，创建矢量 （create features） 3.点图层：省会；线图层：长江黄河；面图层：各省。
Standard_Parallel_1（标准并行） 取25（纬度） Standard_Parallel_2（标准并行） 取47（纬度） Latitude_Of_Origin（起始纬度）取0（纬度）
False_Easting: 0.0 False_Northing: 0.0 Central_Meridian: 105.0 Standard_Parallel_1: 30.0 Standard_Parallel_2: 62.0 Latitude_Of_Origin: 0.0 Linear Unit: Meter (1.0)
内容： 1.找一幅中国行政区划图，设定其投影及椭球体并配准坐标（要求给出其 与行政边界矢量图的叠加对比以验证配准效果）。 2.根据该图制作矢量图层，包括：
实验三 栅格地图的镶嵌配准及投影定义
实验三、栅格地图的镶嵌配准及投影定义一、实验目的1.掌握栅格数据校正方法，校正的原理。
2.掌握ArcGIS中的矢量数据基本格式，并掌握利用ArcCatalog建立和管理数据。
二、实验准备预备知识：矢量数据的录入方法有多种，包括数字化仪数字化、扫描矢量化、GPS数据录入、数字测图数据和其他的录入方式。
扫描矢量化由于成本相对低，精度相对可以，因此成为矢量数据获取的重要的方式。
但扫描得到的地形图和遥感影像。
由于一些原因，使扫描得到的地形图数据和遥感数据存在变形，必须加以纠正。
因此在矢量化前必须对扫描后的图像数据进行镶嵌配准。
三、实验内容及步骤步骤：第1步添加扫描的地形图及添加地理配准工具条●在ArcMap中，添数据GISDATA\曼滩.jpg，提示是否为“曼滩”建立影像金字塔，点击是。
●在菜单空白处点击鼠标右键，在弹出工具条选项中，勾选上“地理配准”工具，如图3-1。
图3-1勾选“地理配准”工具第2步设置地理配准图层，确定坐标系●地理配准工具条上将配准目标图层设置为“曼滩”。
●放大观察曼滩幅地形图，发现该图比例尺为1:5万，坐标系为北京54坐标系，高程系统为1956年黄海高程系。
第3步添加校正控制点和确定校正后的坐标●在地理配准工具条上的地理配准下来菜单中将“自动校正”选项勾去（图3-2）。
●点击地理配准工具条上的工具，在曼滩幅左上角公里格网处单击鼠标左键，然后再单击鼠标右键，弹出输入X和Y选项对话框（图3-3），输入相对的X和Y坐标（图3-4）。
同样方法在右上角等多处公里网交叉处输入校正控制点，至少添加7个控制点。
图3-2 勾去自动校正图3-3 输入X和Y右键菜单图3-4输入坐标对话框第4步设置校正方式和重采样（或接执行校正）●在地理配准工具条上点击查看链接表按钮，查看定好的控制点，如果某点误差较大可以删除，重新输入，若坐标输入错误可以在该点上点击修改（图3-5）●点击地理配准工具条下的地里配准变换中的二次多项式（图3-6），然后再打开连接表查看均方根误差大小（图3-7）。
地图配准和地图投影解析
6、栅格投影变换、矢量投影变换 7、高斯-克吕格6°分带和3°分带方法
结束
地图配准
地图配准的定义
地图配准是指使用地图坐标 为地图要素指定空间位置。地图 图层中的所有元素都具有特定的 地理位置和范围，这使得它们能 够定位到地球表面或靠近地球表 面的位置。精确定位地理要素的 能力对于制图和 GIS 来说都至 关重要。
圆锥投影
圆锥投影的各种变形 都是纬度ψ的函数，随纬度 变化而变化，而与经度λ无 关。圆锥面与球面相切的切 线，或圆锥表面与球面相割 的两条割线，即标准纬线。 距标准纬线愈远，其变形愈 大。标准纬线外的变形分布 规律均为正变形，而标准纬 线之间呈负变形。由于圆锥 投影具有上述的变形分布规 律，因此该投影适于编制处 于中纬地区沿纬线方向东西 延伸地域的地图，同时，圆 锥投影的经纬网又比较简单， 所以在中纬度的国家广泛应 用。
1、几何投影 （ 利用透视的关系，将地球体面上的经纬网投影到平面上或可
展位平面的圆柱面和圆锥面等几何面上。）
※方位投影：以平面作为辅助投影面，使球面与平面相切或相割，将
球面上的经纬网投影到平面而构成的一种投影。
※圆柱投影：以圆柱面作为辅助投影面，使球体与圆柱面相切或相割，将球
面上的经纬网投影到圆柱面上，然后再将圆柱面展开成平面而构成的一种投影。
添加 控制点
找到地图上的控制点，通过建立控制点坐标与参考点坐标 之间的数学关系，从而确定坐标系之间的坐标转换关系。
地图配准
在Georeferencing工具条上点击Georeferencing\Rectify，打开Save As对话框，选择校准后影像的存储路 径，点击【Save】按钮，保存配准结果。
测绘技术中的地图投影方法解析
测绘技术中的地图投影方法解析地图投影是测绘技术中的一个重要领域，在地理信息系统和地图制作中起着至关重要的作用。
地图投影方法是将地球上的三维地球表面投射到二维地图上的过程，通过这一过程可以解决地球表面的曲面变换问题。
一、地图投影的基本概念地球是一个不规则的椭球体，而地图是一个平面。
由于地球的形状和地图的平面形状不一样，所以需要进行地图投影。
地图投影就是将地球上的经纬度坐标投影到平面坐标上的过程。
在地图投影中，有很多种投影方法可供选择，每种投影方法都有其独特的优势和特点。
下面将介绍几种常见的地图投影方法。
二、等角地图投影等角地图投影是指投影后的地图上，任意两条曲线的夹角等于地球上对应两条经线的夹角。
这种地图投影方法可以保持角度的真实性，因此在地图上的形状和方位保持得相对准确。
最著名的等角地图投影是墨卡托投影。
墨卡托投影在航海和航空中得到广泛应用，其特点是经纬线呈直线排列，但在高纬度地区会出现严重变形。
墨卡托投影在航海导航和地图制作中得到广泛应用。
三、等面积地图投影等面积地图投影是指投影后的地图上，任意两个区域的面积比在地球上保持不变。
这种地图投影方法可以保持地图上相对大小的真实性，因此在面积统计和地理分析中具有重要的意义。
兰勃特投影是一种常见的等面积地图投影，其特点是保持区域形状和面积的真实性，但在投影后的地图上，经纬线呈不规则曲线排列。
兰勃特投影在地理统计和地质勘探中得到广泛应用。
四、等距地图投影等距地图投影是指投影后的地图上，任意两个点之间的距离在地球上保持不变。
这种地图投影方法可以保持地图上的距离和比例的真实性，因此在测量和导航中非常重要。
鲁宾投影是一种常见的等距地图投影，其特点是保持地图上任意两个点之间的直线距离不变。
鲁宾投影在航空地图和地理勘探中得到广泛应用。
五、斯特雷格投影斯特雷格投影是一种将球面投影到平面上的方法，其特点是保持图形在大面积上的形和相对距离。
这种地图投影方法在气候学、地质学和地理信息系统中得到广泛应用。
4第四章地图配准及矢量化
• 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
椭球体 Krassovsky（北京54采用） IAG 75（西安80采用） WGS 84 长半轴 a（米） 6378245 6378140 6378137 短半轴b（米） 6356863.0188 6356755.2882 6356752.3142
• 地形图中，读取控制点的坐标，图中红色控制点 的坐标为（564000,2776000），单位：米
• 输入控制点坐标
② 坐标变换
• 一旦你选取了足够的控制点, 你就可以 将栅格数据变换（或转换）到地图坐 标系统下. 转换(Transformation) 运用 一种数学变换方法来重新确定栅格数 据中每个像元的灰度值。 • 一次多项式：仿射（affine）—变换可 以将栅格数据平移, 缩放, 及旋转.
– 栅格图像中的一条直线变换后然后为直线。 矩形和正方形变换后为平行四边形
③ 检查均方差(RMS)
• 坐标转换的准确程度可以通过比较某 一点在地图中的实际坐标与根据变换 公式得到的坐标来判断。 • 这两个点之间的距离之差称为残差 (residual error). 通过计算均方差(RMS) 获取控制点总误差。 • 均方差(RMS) 的大小描述了变换公式 在不同控制点间的一致性。 • 可以将残差特别大控制点删除，然后 添加新的控制点。
屏幕跟踪数字化
• 从“编辑器”工具栏中选中草图工具，根 据扫描地图上的内容分层提取地图要素。
编辑图层中要素的属性
• 属性字段可以在创建图层是定义，也可以 在ArcMap中添加
– Fields are added; define
• • • • 字段名称：field name 数据类型：data type 字段宽度：width 精度：decimal precision
测绘技术配准方法与步骤解析
测绘技术配准方法与步骤解析引言当今世界我们所生活的这个地球，是一个充满了复杂且多样化的地貌景观与自然环境的星球。
为了更好地了解我们所处的环境和地理地貌格局，我们需要运用测绘技术来获取地理信息。
然而，在测绘过程中，不同地图数据之间的配准问题一直是一个重要的挑战。
本文将探讨测绘技术中的配准方法以及相关步骤，以帮助读者更好地理解这一领域。
一、配准的概念与意义配准，顾名思义，就是将不同投影和坐标系统的地图或者影像数据彼此对齐，以确保它们可以更好地被整合和分析。
在测绘中，配准是避免地图数据产生误差和不一致性的关键步骤。
只有在配准完成后，我们才能准确地分析和比较各种地图数据。
二、配准方法在测绘技术中，有多种配准方法可以选择。
下面将介绍几种常见的配准方法：1.基准点配准法基准点配准法是一种传统的配准方法，主要通过选择地图或影像数据中的特征点，并将其与其他数据进行匹配。
这些特征点可以是建筑物、河流、交叉口等地理要素。
通过测量这些特征点在不同地图或影像数据上的坐标，我们可以计算出数据之间的差异，并进行相应的调整以实现配准。
2.地形配准法地形配准法是一种基于地形和地貌特征的配准方法。
通过使用全球定位系统（GPS）或数字高程模型（DEM）数据，我们可以获取地形和地貌的信息。
然后，通过将这些数据与其他地图数据进行匹配，我们可以实现数据的精确配准。
3.遥感影像配准法遥感影像配准法是一种利用遥感技术进行配准的方法。
遥感影像可以提供全球范围内的高分辨率图像，用于获取地理信息。
在遥感影像配准中，我们可以使用图像处理软件进行自动或手动匹配，在不同遥感影像之间建立几何和颜色匹配，以实现精确的配准。
三、配准步骤在进行测绘技术中的配准时，我们需要遵循一系列的步骤来确保配准的准确性和可靠性。
以下是一些常见的配准步骤：1.数据收集与获取首先，我们需要收集和获取不同的地图数据或遥感影像数据。
这些数据可以来自于不同的测绘机构、卫星或其他数据供应商。
地图投影变换讲解基础知识-文档资料
投影变换 地图配准
预备知识（复习）
既然GIS是解决地理位置（未知）
怎样从GIS的角度去认识地球？
GIS应该是从坐标系统开始的，然后带 领我们一步步向前……
GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础， 正确定义GIS系统的坐标系非常重要。 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， 因此欲正确定义GIS系统坐标系，首先 必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基 准面(Datum)及地图投影(Projection)三 者的基本概念及它们之间的关系。
返回
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 syst em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，如何进行操作 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。
想想同一基准面的投影变换？
投影变换
不同基准面之间的变换？
在ArcGIS Desktop中进行三参数或七参数精 确投影转换 ArcGIS中定义的投影转换方法，在对数据的 空间信息要求较高的工程中往往不能适用，有 比较明显的偏差。在项目的前期数据准备工作 中，需要进行更加精确的三参数或七参数投影 转换。下面介绍两种办法来在ArcGIS Desktop中进行这种转换。
测绘技术地图配准方法介绍
测绘技术地图配准方法介绍地图配准是测绘技术中一个重要的步骤，其目的是通过计算和调整地图上的点位以正确地显示地球表面的相应位置。
在地图配准的过程中，我们需要考虑到地球的形状、海平面的起伏以及地图上所使用的投影方式等因素。
本文将介绍几种常见的地图配准方法。
首先，最常见的地图配准方法之一是控制点法。
在这种方法中，我们需要在地图上选取一些已知地理位置的点，然后在实地进行测量。
通过将实地测量结果与地图上的坐标进行比对，可以计算出地图上各点的偏差。
然后，我们可以使用这些偏差值来进行地图配准的调整。
这种方法的优势在于其相对简单和直观，而且可在各种地形条件下使用。
然而，由于实地测量的成本和复杂性，控制点法适用性有一定限制。
其次，校正模型法也是一种常用的地图配准方法。
校正模型法利用地图投影过程中的数学模型，通过计算和调整地图上各点的投影坐标，来实现地图配准的目的。
这种方法既可以基于已有的地图底图，也可以基于已知地理位置的遥感影像。
校正模型法的优势在于其高度自动化和精确度可控，但需要相应的地图投影知识和专业软件的支持。
另外，基于图像匹配的地图配准方法也被广泛应用。
图像匹配方法主要通过对地图和遥感影像进行图像预处理、特征提取和匹配，从而实现地图与遥感影像之间的对应关系。
图像匹配方法的优势在于其高度自动化和适应性强，能够处理各种不同尺度和角度的影像。
但由于影像质量、特征提取和匹配算法等因素的影响，图像匹配方法的精度和可靠性存在一定的变动性。
最后，基于地面控制点和DEM（数字高程模型）的地图配准方法也是地图配准中的一种常见方式。
在这种方法中，我们首先需要获取地面控制点的坐标，并通过这些点进行地图上各点的坐标计算。
然后，通过DEM的引入，可以对地图高程进行配准调整。
这种方法在山地、河流等地形复杂的地区，尤其是进行三维地图配准时，具有很高的适应性和精确性。
综上所述，地图配准是测绘技术中一项重要的任务。
常见的地图配准方法包括控制点法、校正模型法、图像匹配法和基于地面控制点和DEM的配准方法。
测绘技术中的地图投影与配准方法解析
测绘技术中的地图投影与配准方法解析地图是对地球表面的一种抽象表达，它通过将地球的三维实体投影到二维平面上，使得人们能够更方便地了解和使用地理信息。
然而，由于地球的曲面和地图的平面本质上是不一致的，因此地图投影和配准是测绘技术中的重要问题。
一、地图投影方法地图投影是将地球的球面表面投影到一个平面上，通常涉及到数学和几何的转换。
常见的地图投影方法包括圆柱投影、圆锥投影和平面投影。
1. 圆柱投影圆柱投影方法是将地球的曲面投影到一个切割开的圆柱面上，再将圆柱面展开为平面。
圆柱投影方法根据圆柱面的轴线和接触地球的圆面的位置可以分为等面积圆柱投影、等角圆柱投影和等距圆柱投影等。
不同的圆柱投影方法在保持某种性质的同时，会存在形变和失真的问题。
2. 圆锥投影圆锥投影方法是将地球的曲面投影到一个切割开的圆锥上，再将圆锥面展开为平面。
圆锥投影方法根据圆锥面的轴线和接触地球的圆面的位置可以分为等面积圆锥投影、等角圆锥投影和等距圆锥投影等。
圆锥投影方法在特定区域内能够保持比例和形状的性质，但会在其他地区产生形变和失真。
3. 平面投影平面投影方法是将地球的曲面投影到一个平面上。
由于地球是一个球体，所以无法将其整个投射到一个平面上，一般需要选择一个中心点和一个垂直于地球表面的平面作为投影面。
平面投影方法根据平面的位置和方向可以分为方位投影、兰伯托投影和墨卡托投影等。
平面投影方法能够在有限的区域内保持比例和形状的性质，但会在距离中心点越远的地区产生较大的形变和失真。
二、地图配准方法地图配准是将不同地图上的同一地点进行对应和拼接，以实现地图的整合和一致性。
地图配准方法主要包括控制点法、地理纠偏法和影像匹配法等。
1. 控制点法控制点法是通过标定已知位置的地物作为参考点，根据地物在不同地图上的位置进行对比和匹配。
通过测量和计算，确定不同地图之间的变换关系，从而实现地图的配准。
控制点法适用于有已知点位信息的地图，但对于缺乏明确地物标记的地图，需要使用其他方法辅助配准。
如何进行图像配准与投影变换
如何进行图像配准与投影变换图像配准与投影变换是数字图像处理中的重要技术，在遥感、医学影像、计算机视觉等领域得到广泛应用。
本文将介绍图像配准与投影变换的基本概念和方法，以及相关的算法和应用。
一、图像配准的概念和作用图像配准是将两幅或多幅图像对齐，使得它们在几何和属性上达到最佳匹配的过程。
在很多应用中，需要将不同时间、不同角度、不同传感器获取的图像进行配准，以实现图像融合、变化检测、目标识别等功能。
图像配准的目的是消除图像之间的几何畸变，使得它们在同一个坐标系下具有一致的尺度、方向和形状。
通过图像配准，可以实现图像像素的一对一对应，从而实现后续的图像分析和处理。
二、图像配准的基本步骤图像配准的基本步骤包括特征提取、特征匹配和变换估计。
特征提取是指从图像中提取出具有良好鲁棒性的特征点或特征描述子；特征匹配是指通过特征相似度度量，将两幅图像中的特征点进行匹配；变换估计是指利用匹配的特征点，估计出图像之间的几何变换模型。
特征提取可以使用角点、边缘、纹理等特征，常见的特征描述子有SIFT、SURF、ORB等。
特征匹配可以使用最近邻或最优匹配算法，例如暴力搜索、kd树、RANSAC等。
变换估计可以使用仿射变换、透视变换等。
三、图像配准的算法和工具在图像配准的算法中，经典的有相位相关法、模板匹配法、基于特征匹配的法等。
其中，相位相关法通过计算图像间的互相关系数来寻找最佳匹配；模板匹配法通过计算图像像素之间的差异来寻找最佳匹配；基于特征匹配的法通过计算特征点之间的距离或相似度来寻找最佳匹配。
在实际应用中，图像配准可以使用一些开源的工具库来实现，例如OpenCV、Matlab等。
这些工具库提供了丰富的函数和接口，可以方便地进行图像配准的各个步骤。
四、投影变换的概念和应用投影变换是图像处理中常用的空间变换方法，它可以将图像从一个坐标系映射到另一个坐标系。
投影变换通常包括平移、旋转、缩放、剪切等操作，其中最常用的是仿射变换和透视变换。
地图制图中的投影变换与校正
地图制图中的投影变换与校正地图是人们认识和理解地球的重要工具，而要制作准确的地图就需要进行投影变换与校正的处理。
投影变换是将地球的曲面投影到平面上的过程，而校正则是通过修正投影变换中的误差，使得地图更贴近真实地球的形貌和尺度。
一、投影变换在地图制图中，由于地球是一个凹凸不平的曲面，无法直接用平面表示，因此需要进行投影变换。
投影变换的目的是将地球的表面投影到平面上，并保持地面上的角度、形状和面积等特性。
不同的投影方法会导致地图上的形状、大小和方向产生变化。
常见的投影方法有圆柱投影、圆锥投影和平面投影。
圆柱投影是将地球的表面投影在圆柱体上，再展开成平面图，适用于赤道附近的地区；圆锥投影是将地球的表面投影在圆锥体上，再展开成平面图，适用于高纬度地区；平面投影则是将地球的表面直接投影到平面上，适用于局部地区的制图。
不同的投影方法有不同的优势和局限性。
比如，圆柱投影能够保持地面上的角度和形状特性，但在极地地区会出现严重的形变；圆锥投影则能够较好地保持地球的形状和面积特性，但在赤道附近会有较大的形变；平面投影具有保持局部地区地面特性的优势，但在远离中心点的地方会产生较大的形变。
二、校正由于投影变换会导致地图上的形状、大小和方向等产生变化，因此需要进行校正，使地图更符合实际地球的形貌和尺度。
校正的方法主要有拓扑校正和尺度校正。
拓扑校正是指通过修正地图上的形状和角度，使之与现实地球的形貌一致。
拓扑校正主要包括平移、旋转和形变等操作。
平移是将地图上的点移动到正确的位置，以修正地图的位置偏差；旋转则是将地图旋转到正确的方向，以修正地图的旋转偏差；形变是通过缩放地图上的特定区域，使其更符合真实地球的形貌。
尺度校正是指通过修正地图上的比例尺，使之与实际地球的尺度一致。
尺度校正主要包括线性校正和面积校正。
线性校正是通过拉伸或压缩地图上的线段，使其长度与实际距离一致；面积校正则是通过拉伸或压缩地图上的面积，使其面积与实际区域一致。
如何进行测绘技术的地图配准
如何进行测绘技术的地图配准测绘技术是一门以获取地理、地貌、水系等信息为目的的科学技术。
地图配准是测绘技术中的重要环节，它是将不同数据源或者不同时间、尺度的地图进行对齐，使得它们在同一个坐标系统下能够互相重叠。
地图配准的准确度直接关系到地图的可用性和应用的效果。
一、测绘技术的地图配准的重要性地图配准是地图的基础工作，它能够提高地图的精度和一致性。
在实际的测绘工作中，由于各种原因，经常会出现采集的地图数据和现实情况之间存在差异的情况。
通过进行地图配准，可以将不同来源的地图数据进行融合，排除误差，提高地图的精度。
此外，地图配准还能够实现不同地图之间的对比和分析，为地理信息系统的建设和应用提供可靠的数据基础。
二、地图配准的常用方法地图配准的方法主要可以分为基于几何变换的配准和基于控制点的配准两种。
1. 基于几何变换的配准方法基于几何变换的配准方法是指通过对地图进行旋转、平移、缩放等几何变换操作，使得多幅地图数据能够在同一个坐标系统下对齐。
常见的几何变换包括相似变换、仿射变换和投影变换等。
相似变换适用于同一地区的地图配准，仿射变换适用于地图间有一定形变的情况，而投影变换适用于将地图数据从一个坐标系转换到另一个坐标系的情况。
2. 基于控制点的配准方法基于控制点的配准方法是指通过在地图上选择一些已知坐标的地点作为控制点，然后通过计算这些控制点在不同地图上的坐标之间的差异，推算出地图之间的坐标转换参数。
这种方法在地图边界比较清晰的情况下较为常用。
控制点的选择要多样化，既可以选择地物边角，也可以选择地物中心等特征点。
三、地图配准的注意事项在进行地图配准时，需要注意以下几个方面：1. 数据的准备地图配准的前提是具备需要配准的地图数据。
因此，在开始配准之前，需要对地图数据进行预处理，包括数据格式的转换、数据质量的检验和数据的筛选等。
只有具备了合适的地图数据，才能进行后续的地图配准操作。
2. 控制点的选择选择合适的控制点是地图配准的重要环节。
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何美辰、刘露诗、赵妍冰、宋楠、张诗妍
一、地图配准
1、基本概念
2、如何地图配准
目录
二、地图投影
1、基本概念 4、基本方法 2、发展史 3、投影分类 5、六种常见地图投影
6、栅格投影变换、矢量投影变换 7、高斯-克吕格6°分带和3°分带方法
结束
地图配准
地图配准的定义
地图配准是指使用地图坐标 为地图要素指定空间位置。地图 图层中的所有元素都具有特定的 地理位置和范围，这使得它们能 够定位到地球表面或靠近地球表 面的位置。精确定位地理要素的 能力对于制图和 GIS 来说都至 关重要。
点击主菜单栏上的View\Toolbars，点击Georeferencing， 打开Georeferencing浮动工具条。
在ArcMap中，点击标准工具条上 的数据添加按钮，打开Add Data对话 框，添加扫描地形图。
1).在ArcMap中，点击主菜单上的View/Data Frame Properties，打开Data Frame Properties对话框， 点击Coordinate System标签，进入Coordinate System选项卡，2).选择坐标投影：在Select a Coordinate System列表框中选择合适的坐标系统， 再点击【确定】按钮，完成坐标投影的定义。
建立控制点文件
通过excel或记事本建立一个文本文件，输入控制点的ID号及坐标值：第二列 表示经向坐标值，第三列表示纬向坐标值。
启动配准环境
在ArcMap中，加载矢量数据。点击主菜单上的View\Toolbars，点击Spatial Adjustment， 打开Spatial Adjustment工具条。在Spatial Adjustment工具条上点击Spatial Adjustment\ Set adjust data，打开Choose Input For Adjustment对话框，选择需要进行配准的数据层，然后再在Spatial Adjustment工具条上点击Spatial Adjustment\ Links\Open Control Points File，打开Open对话框， 打开上面建立的控制点文件。
地图配准的意义
(小常识)地图配准用在数 字化地图之前，主要是对 地图进行坐标和投影的校 正，使地图坐标点和地图 拼接准确。 目录
地图配准可以帮助用户将 外部的空间数据转换到ArcGis 认同的坐标；投影变换可以 帮助用户实现不同的坐标体 系之间的转换。坐标转换是 跨入GIS的第一道门槛。
如何进行地图配准
进行空间链接
双击控制点文件中的坐标值，再在视图窗口中找到对应的控制点双击，建立链接。
地图配准
点击Spatial Adjustment工具条上的Spatial Adjustment \ Adjust，完成配准。 目录
地图投影
地球椭球体表面是个曲面，而地图通常是二 维平面，因此在地图制图时首先要考虑把曲面转 化成平面。然而，从几何意义上来说，球面是不 可展平的曲面。要把它展成平面，势必会产生破 裂与褶皱。这种不连续的、破裂的平面是不适合 制作地图的，所以必须采用特殊的方法来实现球 面到平面的转化。
小知识~如何在ArcGis软件中进行地图配准
ArcGi s软件地图配准可分为利用控制 点坐标配准栅格数据和利用控制点文件 配准矢量数据两种。影像配准的对象是 栅格数据，比如ti ff格式数据。空间配准 的对象是矢量数据，比如shapfi l e格式数 据。
栅格配准
添加栅格图像 定义投影 启动配准环境
添加 控制点
找到地图上的控制点，通过建立控制点坐标与参考点坐标 之间的数学关系，从而确定坐标系g工具条上点击Georeferencing\Rectify，打开Save As对话框，选择校准后影像的存储路 径，点击【Save】按钮，保存配准结果。
地图配准的基本原理
地图配准是将控制点配准为参 考点的位置，从而建立两个坐标系 统之间一一对应的关系。控制点就 是当前没有配准前的点的坐标，参 考点就是希望配准后的坐标图像之 间的配准主要包括两方面的内容： 其一，是确定足够数量的配准控制 点；其二，是根据这些配准控制点 确定两幅或多幅图像的像素之间的 坐标对应关系。
矢量数据配准
定义投影
在做配准的时候控制点坐标数据与图上控制点的对 应关系不能出错，否则无法进行正确的配准；地图配准所 需的控制点和参考点的信息，不仅可以从控制点文件中获 取还可从地图（矢量或栅格地图）上获取。
特别小提示
在ArcCatalog中，设置需要配准的矢量图的投影方式（右键点击图层，在弹 出的快捷菜单中点击Properties，打开Shapefile Properties对话框，点击X、Y Coordinate System标签，点击【Select】或【Import】按钮）
地图投影的发展史
最早使用投影法绘制地图的是公元前3世纪古希腊地理学家埃拉托色尼。 在这之前地图投影曾用来编制天体图（不过天体图的投影是从天球投影到 平面，而不是地球；但两者原理相同）。埃拉托色泥在编制以地中海为中 心的当时已知世界地图时，应用了经纬线互相垂直的等距离圆柱投影。 1569年，比利时的地图学家墨卡托首次采用正轴等角圆柱投影编制航海 图，使航海者可以不转换罗盘方向，而采用大圆直线导航。 卡西尼父子设计的用于三角测量的投影及兰勃特提出的等角投影理论和 设计出的等角圆锥、等面积方位和等面积圆柱投影，使得17-18世纪的地图 投影具有了时代的特点。 19世纪，地图投影主要保证大比例尺的数学基础，以适应军事制图发展 和地形测量扩大的需要。19世纪还出现了高斯投影，它是德国高斯设计提出 的横轴等角椭圆柱投影，这种投影法经德国克吕格尔加以补充，成为高斯克吕格尔投影。19世纪末期以后俄国一些学者对投影作了较深入地研究，对 圆锥投影常数的确定提出了新见解，又提出了根据已知变形分布推求新投 影和利用数值法求出投影坐标的新方法。 20世纪50年代以来中国提出了双重方位投影、双标准经线等角圆柱投影 等新方法。20世纪60年代以来，美国学者对地图投影的研究结果，提出空间 投影、变比例尺地图投影和多交点地图投影，为人造地球卫星等提供了所 目录 需的投影。
为 什 么 要 地 图 投 影
目录
什 么 是 地 图 投 影
地图投影是利用一定数学方法则把地球表面的经、纬 线转换到平面上的理论和方法。由于地球是一个赤道略宽 两极略扁的不规则的梨形球体，故其表面是一个不可展平 的曲面，所以运用任何数学方法进行这种转换都会产生误 差和变形，为按照不同的需求缩小误差，就产生了各种投 影方法。