ArcGIS坐标系统与投影变换
ARCGIS中坐标系的定义及投影转换方法
ARCGIS中坐标系的定义及投影转换方法ArcGIS是一款由ESRI公司开发的地理信息系统软件，它提供了丰富的功能和工具来管理、分析和可视化地理空间数据。
在ArcGIS中，坐标系是地理数据的基础。
它定义了地理空间数据的坐标轴方向、单位和参考基准。
ArcGIS支持多种不同的坐标系，包括地理坐标系和投影坐标系。
地理坐标系使用经纬度来表示地球表面上的位置。
经度表示从西经0度到东经180度的角度，可以用-180到180度的范围表示。
纬度表示从南纬0度到北纬90度的角度，可以用-90到90度的范围表示。
常用的地理坐标系有WGS84和GCS_NAD83投影坐标系使用二维平面来表示地球表面上的位置。
由于地球是一个近似于椭球体的三维物体，将三维物体映射到二维平面上会引起形状、大小和方向的变化。
因此，投影坐标系定义了如何在平面上进行映射。
每种投影坐标系都有自己的坐标单位和转换方法。
常用的投影坐标系有UTM投影、Lambert投影和Mercator投影。
投影转换是将一种投影坐标系转换为另一种投影坐标系的过程。
在ArcGIS中，有以下几种常用的投影转换方法：1. 在地图视图中进行投影转换：在ArcMap中，可以通过选择地图视图的“数据”菜单下的“投影”选项来进行投影转换。
用户可以选择源坐标系和目标坐标系，并可以选择是否进行坐标转换。
2. 使用坐标系工具箱进行转换：ArcGIS提供了一系列坐标系工具箱，可以帮助用户进行坐标系的转换。
可以通过在ArcToolbox中选择“数据管理工具”>“坐标系”来访问这些工具。
3. 使用“项目”工具箱进行投影转换：在ArcGIS Pro中，可以使用“项目”工具箱中的“投影”工具来进行投影转换。
用户可以选择源数据和目标投影，并可以选择是否进行地理转换。
4. 使用ArcPy进行投影转换：ArcPy是ArcGIS的Python模块，可以通过编写Python脚本来进行投影转换。
用户可以使用ArcPy中的Projection类和ProjectRaster函数来实现投影转换。
ArcGIS坐标系基础和投影变换
135度） 纬度为3度-53度
分带范围
看：2\分带范围.xls,2\带号和经纬度转换.exe
3度分带、6度分带对应平面XY 规定
高斯- 克吕格投影是按分带方 法各自进行投影，故各带坐标成独 立系统。以中央经线投影为纵轴 (Y), 赤道投影为横轴(X),两轴交 点即为各带的坐标原点。纵坐标以 赤道为零起算，赤道以北为正，以 南为负。我国位于北半球，纵坐标 均为正值。横坐标如以中央经线为 零起算，中央经线以东为正，以西 为负，横坐标出现负值，使用不便。
3度分带、6度分带对应平面XY 规定
规定将坐标X轴东移500公里当作起始轴，凡 是带内的横坐标值均加 500公里。由于高斯-克吕 格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点 的相对值，所以各带的坐标完全相同，为了区别 某一坐标系统属于哪一带，在横轴坐标前加上带 号，如
(21655933m，4231898m)，其中21即为带号。
UTM • UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”，是等角横轴割 圆柱投影（高斯-克吕格为等角横轴切圆柱投影），圆柱 割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，该投影将地球 划分为60个投影带，每带经差为6度，已被许多国家作为 地形图的数学基础。UTM投影与高斯投影的主要区别在南 北格网线的比例系数上，高斯- 克吕格投影的中央经线投 影后保持长度不变，即比例系数为1，而UTM投影的比例系 数为0.9996。UTM投影沿每一条南北格网线比例系数为常 数，在东西方向则为变数，中心格网线的比例系数为 0.9996，在南北纵行最宽部分的边缘上距离中心点大约 363公里，比例系数为 1.00158。高斯-克吕格投影与UTM 投影可近似采用 Xutm=0.9996 * X高斯，Yutm=0.9996 * Y高斯进行坐标转换。
arcgis投影坐标转换-详细
第1章GIS数据的加载5.1新建文件地理数据库和要素数据集新建文件地理数据库是为了将该地图文档有关的数据和关系内容存储到该数据库，这是ArcMap工作的基础。
要素数据集是存储在一起的要素类的集合，这些要素类共用同一空间参考；即，它们共用同一坐标系并且它们的要素位于同一公共地理区域（即属性域）内。
属性域不同会导致转出CAD文件出错。
5.1.1 新建地图文档打开ArcMap，新建一个空白的地图文档。
ArcMap工作界面：上方为菜单栏和工具栏，下方为状态栏，左侧是内容列表窗口，中间是绘图区域，右侧为目录窗口。
单击菜单栏中“文件”→保存，将文件保存到案例文件夹下的“过程文件”文件夹，命名为“China_Beijing.mxd”。
保存后地图文档的默认工作目录将变为本地图文档的存储目录即“过程文件”。
5.1.2 新建文件地理数据库在右侧目录窗口中的默认工作目录上点右键，新建文件地理数据库，并命名为相应城市的名字，如“China_Beijing.gdb”。
在该数据库China_Beijing.gdb上点右键，选择“设为默认地理数据库”，将该数据库与地图文档链接起来。
PS: ArcGIS通常会有一个默认的工作路径和文件地理数据库Default.gdb，但将所有数据都存储到默认数据库会造成数据量大拖慢处理速度，也不方便查找操作。
5.1.3 新建要素数据集在刚新建的文件地理数据库上单击右键→新建→要素数据集；在打开的对话框中输入要素数据集名称“China_Beijing”；单击下一步，选择该要素数据集工作的空间参考（XY坐标）：在列表框中依次找到Projected Coordinate Systems→UTM→WGS1984→Northern/Southern Hemisphere→WGS 1984 UTM Zone ***.prj，其中的UTM Zone ***代表不同的投影分度带，根据城市的经纬度坐标选择，具体选择方法如下：北半球地区，选择最后字母为“N”的带（在Northern Hemisphere文件夹中），南半球地区选择最后字母为“S”的带（在Southern Hemisphere文件夹中）；带数=（经度整数位/6）的整数部分+31（东经为正值，西经为负值）如：北京约在东经116°24'27.09"，带数=116/6+31=50，选50N，即WGS 1984 UTM ZONE 50N单击选中，单击下一步；选择Z坐标，默认选择None，单击下一步；XY容差等均使用默认值，单击完成。
ArcGIS中坐标转换及地理坐标投影坐标的定义
ARCGIS中坐标转换及地理坐标、投影坐标的定义1.ARCGIS中坐标转换及地理坐标、投影坐标的定义1.1动态投影ArcMap所谓动态投影指,ArcMap中的Data 的空间参考或是说坐标系统是默认为第一加载到当前工作区的那个文件的坐标系统,后加入的数据,如果和当前工作区坐标系统不相同,则ArcMap会自动做投影变换,把后加入的数据投影变换到当前坐标系统下显示但此时数据文件所存储的数据并没有改变,只是显示形态上的变化因此叫动态投影表现这一点最明显的例子就是,在Export Data时,会让你选择是按this layer's source data数据源的坐标系统导出,还是按照the Data 当前数据框架的坐标系统导出数据1.2坐标系统描述ArcCatalog大家都知道在ArcCatalog中可以一个数据的坐标系统说明即在数据上鼠标右键->Properties->XY Coordinate System选项卡,这里可以通过modify,Select、Import方式来为数据选择坐标系统但有许多人认为在这里改完了,数据本身就发生改变了但不是这样的这里缩写的信息都对应到该数据的.aux文件如果你去把该文件删除了,重新查看该文件属性时,照样会显示Unknown这里改的仅仅是对数据的一个描述而已,就好比你入学时填写的基本资料登记卡,我改了说明但并没有改变你这个人本身因此数据文件中所存储的数据的坐标值并没有真正的投影变换到你想要更改到的坐标系统下但数据的这个描述也是非常重要的,如果你拿到一个数据,从ArcMap下所显示的坐标来看,像是投影坐标系统下的平面坐标,但不知道是基于什么投影的因此你就无法在做对数据的进一不处理比如：投影变换操作因为你不知道要从哪个投影开始变换因此大家要更正一下对 ArcCatalog中数据属性中关于坐标系统描述的认识1.3投影变换ArcToolBox上面说了这么多,要真正的改变数据怎么办,也就是做投影变换在ArcToolBox->Data Management Tools->Projections and Transformations下做在这个工具集下有这么几个工具最常用：1、Define Projection2、Feature->Project3、Raster->Project Raster4、Create Custom Geographic Transformation当数据没有任何空间参考时,显示为Unknown时就要先利用Define Projection来给数据定义一个Coordinate System,然后在利用Feature->Project或Raster->Project Raster 工具来对数据进行投影变换由于我国经常使用的投影坐标系统为北京54,西安80由这两个坐标系统变换到其他坐标系统下时,通常需要提供一个Geographic Transformation,因为Datum已经改变了这里就用到我们说常说的转换3参数、转换7参数了而我们国家的转换参数是保密的因此可以自己计算或在购买数据时向国家测绘部门索要知道转换参数后,可以利用Create Custom Geographic Transformation工具定义一个地理变换方法,变换方法可以根据3参数或7参数选择基于GEOCENTRIC_TRANSLATION和 COORDINATE_方法这样就完成了数据的投影变换数据本身坐标发生了变化当然这种投影变换工作也可以在ArcMap中通过改变Data 的Coordinate System来实现,只是要在做完之后在按照Data 的坐标系统导出数据即可方法一：在Arcmap中转换：1、加载要转换的数据,右下角为经纬度；2、点击视图——数据框属性——坐标系统；3、导入或选择正确的坐标系,确定;这时右下角也显示坐标;但数据没改变；4、右击图层——数据——导出数据；5、选择第二个数据框架,输出路径,确定；6、此方法类似于投影变换;方法二：在forestar中转换：1、用正确的坐标系和范围新建图层aa2、打开要转换的数据,图层输出与原来类型一致,命名aa,追加;方法三：在ArcToolbox中转换：1、管理工具——投影project,选择输入输出路径以及输出的坐标系2、前提是原始数据必须要有投影2.ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换坐标系统是GIS数据重要的数学基础,用于表示地理要素、图像和观测结果的参照系统,坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离,缺少坐标系统的GIS数据是不完善的,因此在ArcGIS软件中正确的定义坐标系统以及进行投影转换的操作非常重要;2.1ArcGIS中的坐标系统ArcGIS中预定义了两套坐标系统,地理坐标系Geographic coordinate system和投影坐标系Projectedcoordinate system;2.1.1地理坐标系地理坐标系 GCS 使用三维球面来定义地球上的位置;GCS中的重要参数包括角度测量单位、本初子午线和基准面基于旋转椭球体;地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位,经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角;球面系统中的水平线是等纬度线或纬线,垂直线是等经度线或经线;这些线包络着地球,构成了一个称为经纬网的格网化网络;GCS中经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒 DMS 为单位进行测量;纬度值相对于赤道进行测量,其范围是 -90°南极点到 +90°北极点;经度值相对于本初子午线进行测量;其范围是 -180°向西行进时到 180°向东行进时;ArcGIS中,中国常用的坐标系统为GCS_Beijing_1954Krasovsky_1940,GCS_Xian_1980IAG_75,GCS_WGS_1984WGS_1984,GCS_CN _2000CN_2000;2.1..2投影坐标系将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影;投影坐标系的实质是平面坐标系统,地图单位通常为米;投影坐标系在二维平面中进行定义;与地理坐标系不同,在二维空间范围内,投影坐标系的长度、角度和面积恒定;投影坐标系始终基于地理坐标系,即：“投影坐标系=地理坐标系+投影算法函数“;我们国家的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影,分为6度和3度分带投影,1:2.5万－1:50万比例尺地形图采用经差6度分带,1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带;具体分带法是：6度分带从本初子午线prime meridian开始,按经差6度为一个投影带自西向东划分,全球共分60个投影带,中国跨13-23带；3度投影带是从东经1度30分经线1.5°开始,按经差3度为一个投影带自西向东划分,全球共分120个投影带,中国跨25-45带;在CoordinateSystems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目录中,我们可以看到四种不同的命名方式：Beijing 1954 Xian 1980 3 Degree GK CM 117E北京54西安1980 3度带无带号Beijing 1954 Xian 1980 3 Degree GK Zone 25北京54 西安1980 3度带有带号Beijing 1954 Xian 1980 GK Zone 13北京54 西安1980 6度带有带号Beijing 1954 GK Zone 13NXian 1980 GK CM 75E北京54 西安1980 6度带无带号注释：GK 是高斯克吕格,CM 是CentralMeridian 中央子午线,Zone是分带号,N是表示不显示带号;2.2 ArcGIS中定义坐标系ArcGIS中所有地理数据集均需要用于显示、测量和转换地理数据的坐标系,该坐标系在ArcGIS 中使用;如果某一数据集的坐标系未知或不正确,可以使用定义坐标系统的工具来指定正确的坐标系,使用此工具前,必须已获知该数据集的正确坐标系;该工具为包含未定义或未知坐标系的要素类或数据集定义坐标系,位于ArcToolbox—Data management tools—Projections and transfomations —Define Projections Input Dataset：要定义投影的数据集或要素类CoordinateSystem：为数据集定义的坐标系统2.3基于ArcGIS的投影转换在数据的操作中,我们经常需要将不同坐标系统的数据转换到统一坐标系下,方便对数据进行处理与分析,软件中坐标系转换常用以下两种方式：2.3.1 直接采用已定义参数实现投影转换ArcGIS软件中已经定义了坐标转换参数时,可直接调用坐标系转换工具,直接选择转换参数即可;工具位于ArcTool box—Data management tools—Projections andtransfomations——Feature—Project栅格数据投影转换工具Raster—Project raster,在工具界面中输入以下参数：Input dataset：要投影的要素类、要素图层或要素数据集Output Dataset：已在输出坐标系参数中指定坐标系的新要素数据集或要素类;out_coor_system：已知要素类将转换到的新坐标系Geographic Transformation:列表中为转换参数,以GCS_Beijing_1954转为GCS_WGS_1984为例,各转换参数含义如下：Beijing_1954_To_WGS_1984_1 15918 鄂尔多斯盆地Beijing_1954_To_WGS_1984_2 15919 黄海海域Beijing_1954_To_WGS_1984_3 15920 南海海域-珠江口Beijing_1954_To_WGS_1984_4 15921 塔里木盆地Beijing_1954_To_WGS_1984_5 15935 北部湾Beijing_1954_To_WGS_1984_6 15936鄂尔多斯盆地2.3.2 自定义三参数或七参数转换当ArcGIS软件中不能自动实现投影间直接转换时,需要自定义七参数或三参数实现投影转换,以七参数为例,转换方法如下：在ArcTool box中选择Create Custom Geographic Transformation工具, 在弹出的窗口中,输入一个转换的名字,如wgs84ToBJ54;在定义地理转换方法下面,在Method中选择合适的转换方法如 COORDINATE_FRAME,然后输入七参数,即平移参数、旋转角度和比例因子,如图所示：2.3.2.2 投影转换打开工具箱下的Projections and Transformations>Feature>Project,在弹出的窗口中输入要转换的数据以及Output Coordinate System,然后输入第一步自定义的地理坐标系如wgs84ToBJ54,开始投影变换,如图所示完成投影转换：。
ArcGIS10.2 学习课程——2.坐标系基础和投影变换
坐标是GIS数据的骨骼框架，能够将我 们的数据定位到相应的位置，为地图 中的每一点提供准确的坐标。 如经纬度下经度、纬度， 平面中，Y
Page
3
中国信息化高级技术培训中心欢迎你
什么是坐标系？
比方说，公路里碑上的公里数，通常是从 大城市起算的；说某某建筑有多高，一般 是从地面算起。这就是说，地球上任何一 点的位置都是相互联系，都有一定相对关 系。我们测绘地面上点的位置，也是一样， 也要有一个起算标准，不然就分不出高低、 这了。测绘地面上某个点的位置时，需要 两个起算点：一是平面位置，一是高程。 计算这两个位置所依据的系统，就叫坐标 系统和高程系统。
二、坐标系介绍
1.ArcGIS的坐标，投影文件的含义 2.北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84的区 别 3.3度，6度分带含义 4.ArcGIS坐标系统文件说明 5.ArcGIS坐标系中两个坐标系统 6.定义坐标系 7.常见问题解决
Page 16
中国信息化高级技术培训中心欢迎你
二、坐标系统介绍
Page 6
中国信息化高级技术培训中心欢迎你
椭球体（Spheroid）
众所周知我们的地球表面是一个凸凹不平的表面，而对于地 球测量而言，地表是一个无法用数学公式表达的曲面，这样 的曲面不能作为测量和制图的基准面。假想一个扁率极小的 椭圆，绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球 椭球体。地球椭球体表面是一个规则的数学表面，可以用数 学公式表达，所以在测量和制图中就用它替代地球的自然表 面。因此就有了地球椭球体的概念。 地球椭球体有长半径和短半径之分，长半径（a）即赤道半径， 短半径（b）即极半径。f=(a-b)/a为椭球体的扁率，表示椭球 体的扁平程度。由此可见，地球椭球体的形状和大小取决于a、 b、f 。因此，a、b、f 被称为地球椭球体的三要素。
坐标系统与投影变换及在ARCGIS中的应用
坐标系统与投影变换及在ARCGIS中的应用概述：本文共可分为如下几个部分组成：地球椭球体(Ellipsoid)大地基准面（Geodetic datum）投影坐标系统（Projected Coordinate Systems ）坐标系统和投影变换在桌面产品中的应用一、World files文件GIS处理的是空间信息，而所有对空间信息的量算都是基于某个坐标系统的，因此GIS中坐标系统的定义是GIS系统的基础，正确理解GIS中的坐标系统就变得尤为重要。
坐标系统又可分为两大类：地理坐标系统、投影坐标系统。
本文就对坐标系和投影及其在ArcGIS 桌面产品中的应用做一些简单的论述。
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。
二、地球椭球体(Ellipsoid)众所周知我们的地球表面是一个凸凹不平的表面，而对于地球测量而言，地表是一个无法用数学公式表达的曲面，这样的曲面不能作为测量和制图的基准面。
假想一个扁率极小的椭圆，绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体。
地球椭球体表面是一个规则的数学表面，可以用数学公式表达，所以在测量和制图中就用它替代地球的自然表面。
因此就有了地球椭球体的概念。
地球椭球体有长半径和短半径之分，长半径(a)即赤道半径，短半径(b)即极半径。
f=（a-b）/a为椭球体的扁率，表示椭球体的扁平程度。
由此可见，地球椭球体的形状和大小取决于a、b、f 。
因此，a、b、f被称为地球椭球体的三要素。
ArcGIS(ArcInfo)桌面软件中提供了30种地球椭球体模型；常见的地球椭球体数据见下表：对地球椭球体而言，其围绕旋转的轴叫地轴。
地轴的北端称为地球的北极，南端称为南极；过地心与地轴垂直的平面与椭球面的交线是一个圆，这就是地球的赤道；过英国格林威治天文台旧址和地轴的平面与椭球面的交线称为本初子午线。
ARCGIS教程第二十二章投影变换、坐标校正.
第二十二章投影变换、坐标校正1 坐标系、地图投影地球表面事物的定位采用二大类坐标：（1）经纬度坐标，ArcGIS 称地理坐标系（Geographic Coordinate System，GCS）。
（2）二维笛卡尔平面坐标，ArcGIS 称投影坐标系（Projected Coordinate System，PCS）。
在实际工作中，经测量得到的空间信息在输入GIS 数据库之前已经定好了坐标系。
不同来源、不同坐标系的空间数据要在一起使用、相互参照时，就要作坐标转换，如果涉及不同的地图投影，要作投影变换。
利用ArcGIS 新建数据库时，软件提示用户，将要输入的数据采用什么坐标系（也称空间参照，Spatial Reference），包括坐标系的名称、相关参数，然后输入、保存空间数据，在这期间，软件不对坐标作转换处理，输入前是什么坐标，就保存什么坐标。
在某些情况下，可以忽略坐标系的具体名称或相关参数，由软件默认，可能对当前的应用没有影响，但是不同坐标系的数据之间不能相互参照使用。
可能有三种情况需要转换或重新定义坐标系：（1）临时变换。
多种来源、不同投影的数据要在一起参照使用，或为了某种特别的应用，可以临时变换坐标，工作结束后，要素在数据库、数据文件中的坐标恢复到原来的状态。
这种临时变换的好处是一种数据可以适合多种用途，缺点是每次变换都要花费计算时间。
（2）永久转换。
空间要素的坐标按新的坐标系作转换处理，长期保存，反复使用，不再需要临时变换。
这用转换的好处是反复使用中不需要转换，节省计算时间。
缺点是相同的事物可能有多个坐标系，有冗余，修改、维护不方便。
（3）修改坐标系的定义。
用户建立数据库时，没有定义坐标系或原来的坐标系定错了，可以重新输入坐标系名称、相关参数。
修改后，要素在数据库中的坐标并不发生变化，将来临时变换、永久转换时，按修改后的坐标系名称、相关参数起作用，对转换的结果产生实质性的影响。
2 投影变换启动ArcMap，打开/gis_ex09/ex24/ex24.mxd 文档，进入data frame1，可以看到World_grid 图层显示的是一个覆盖全球范围的坐标网格。
坐标系统和投影变换基础知识及其在ArcGIS桌面产品中的应用
坐标系统和投影变换基础知识及其在ArcGIS桌面产品中的应用（二）2011-01-24 10:52 5555人阅读评论(4) 收藏举报产品transformation工作工具system坐标系统和投影变换在ArcGIS桌面产品中的应用在我们了解了坐标系统和投影的定义和其内在的联系后，本文着重总结一下坐标系统和投影变换在桌面产品（版本9.2）中的应用（分ArcMap、ArcCatalog、ArcToolBox三大主要应用模块）。
1、动态投影(ArcMap)所谓动态投影指：改变ArcMap中的Data Frame（工作区）的空间参考或是对后加入到ArcMap工作区中数据的投影变换。
ArcMap的Data Frame （工作区）的坐标系统默认为第一个加载到当前Data Frame（工作区）的那个文件的坐标系统，后加入的数据，如果和当前工作区坐标系统不同，则ArcMap 会自动做投影变换，把后加入的数据投影变换到当前坐标系统下显示，但此时数据文件所存储的实际数据坐标值并没有改变，只是显示形态上的变化！因此叫动态投影。
表现这一点最明显的例子就是在Export Data时，用户可以选择是按this layer's source data（数据源的坐标系统导出），还是按照the Data Frame （当前工作区的坐标系统）导出数据。
关于ArcMap的这种动态投影机制，我们可以利用一个北京54投影坐标系数据（乡镇.shp）和<ArcGIS InstallationDirectory>/DeveloperKit/SamepleCom/data/World/目录下的world30.shp数据来做一个实验说明。
乡镇.shp数据的坐标系统为北京54投影坐标系（Krasovsky_1940_Transverse_Mercator）。
在ArcMap或ArcCatalog中预览形态如图7所示：图7 北京54投影坐标系数据单独显示几何形态world30.shp数据的坐标系统为WGS84坐标系(GCS_WGS_1984)。
ARCGIS中坐标系的定义及投影转换方法
ARCGIS中坐标系的定义及投影转换方法ArcGIS是一款广泛应用于地理信息系统（GIS）的软件。
在ArcGIS 中，坐标系的定义和投影转换方法是非常重要的，它们用于描述和处理地理空间数据。
坐标系的定义：坐标系是用来描述地球上其中一点在二维或三维空间中的位置的一种系统。
在ArcGIS中，常用的坐标系有地理坐标系和投影坐标系。
地理坐标系：地理坐标系是由经纬度确定的，在地理空间中以角度为单位描述位置的坐标系。
经度是从西经0度到东经180度，纬度是从赤道0度到北极90度或南极-90度。
地理坐标系在球面上描述地理位置，但在计算时会引入高度误差。
投影坐标系：为了在平面上准确描述地理位置，需要采用投影坐标系。
投影坐标系将地理空间中的位置投影到一个平面上，以米或英尺为单位。
ArcGIS提供了各种投影坐标系以满足不同地区和任务的需要。
常见的投影坐标系包括等角圆柱投影、等面积圆锥投影和兰勃托投影等。
投影转换方法：在ArcGIS中，进行坐标系的投影转换可以通过以下方法实现：1.工具栏转换：在ArcGIS的工具栏中，有许多工具可以用于投影转换。
例如，“投影”工具可以将地理坐标系转换为投影坐标系，而“定义坐标系”工具可以定义、更改和转换数据的投影坐标系。
2.批量转换：ArcGIS中的“批量投影”工具可以用于将多个数据一次性地从一个坐标系转换为另一个坐标系。
这对于处理大量数据和保持一致性非常有用。
3.手动转换：有时，需要手动转换坐标系。
在ArcGIS中可以通过在数据的属性中手动定义或更改坐标系，然后将其转换为新的投影坐标系。
4.预定义转换：ArcGIS提供了一系列预定义的转换方法，可以将数据从一种坐标系转换为另一种坐标系。
这些预定义的转换方法可以根据需要进行调整和优化。
总结：在ArcGIS中，坐标系的定义和投影转换方法是地理空间数据处理的重要环节。
通过合理选择合适的坐标系和使用正确的投影转换方法，可以确保数据的准确性和一致性，为地理分析和空间研究提供可靠的支持。
ARCGIS教程 第二十二章 投影变换、坐标校正
第二十二章投影变换、坐标校正1 坐标系、地图投影地球表面事物的定位采用二大类坐标：（1）经纬度坐标，ArcGIS 称地理坐标系（Geographic Coordinate System，GCS）。
（2）二维笛卡尔平面坐标，ArcGIS 称投影坐标系（Projected Coordinate System，PCS）。
在实际工作中，经测量得到的空间信息在输入GIS 数据库之前已经定好了坐标系。
不同来源、不同坐标系的空间数据要在一起使用、相互参照时，就要作坐标转换，如果涉及不同的地图投影，要作投影变换。
利用ArcGIS 新建数据库时，软件提示用户，将要输入的数据采用什么坐标系（也称空间参照，Spatial Reference），包括坐标系的名称、相关参数，然后输入、保存空间数据，在这期间，软件不对坐标作转换处理，输入前是什么坐标，就保存什么坐标。
在某些情况下，可以忽略坐标系的具体名称或相关参数，由软件默认，可能对当前的应用没有影响，但是不同坐标系的数据之间不能相互参照使用。
可能有三种情况需要转换或重新定义坐标系：（1）临时变换。
多种来源、不同投影的数据要在一起参照使用，或为了某种特别的应用，可以临时变换坐标，工作结束后，要素在数据库、数据文件中的坐标恢复到原来的状态。
这种临时变换的好处是一种数据可以适合多种用途，缺点是每次变换都要花费计算时间。
（2）永久转换。
空间要素的坐标按新的坐标系作转换处理，长期保存，反复使用，不再需要临时变换。
这用转换的好处是反复使用中不需要转换，节省计算时间。
缺点是相同的事物可能有多个坐标系，有冗余，修改、维护不方便。
（3）修改坐标系的定义。
用户建立数据库时，没有定义坐标系或原来的坐标系定错了，可以重新输入坐标系名称、相关参数。
修改后，要素在数据库中的坐标并不发生变化，将来临时变换、永久转换时，按修改后的坐标系名称、相关参数起作用，对转换的结果产生实质性的影响。
2 投影变换启动ArcMap，打开/gis_ex09/ex24/ex24.mxd 文档，进入data frame1，可以看到World_grid 图层显示的是一个覆盖全球范围的坐标网格。
ArcGIS中的坐标系统和投影变换
本地基准面是将参考椭球体移动到更贴近当地地表形状 的位置，参考椭球体上的某一点必然对应着地表上的某一 位置，这个点就称作大地起算原点。大地起算原点的坐标 值是固定的，其他点的坐标值都可以由该点计算得到。本 地坐标系统的起始位置一般就不在地心的位置了，而是距 地心一定的偏移量。
三、空间参考(Spatial Reference)
一个空间参考包括了描述要素X,Y,Z位置的坐标系统 （Coordinate System），以及描述要素X,Y,Z值的分 辨率（resolution）和容限（tolerance）。 分辨率：分辨率反映了数据库中可以存储的坐标值的最 小地图单位长度。 容限：容限反映了数据的坐标精度，也就是坐标值之间 的最小距离，小于这个容限的将会被认为是同一个点。 对于以米为单位的投影坐标系统，默认的容限值是 0.001，也就是10倍的分辨率值。用户可以自定义容限 值，但是不要小于分辨率的2倍大小。 坐标系统（Coordinate System）：分为地理坐标系统 （Geographic coordinate system）和投影坐标系统 （Project coordinate system）两种，分别用来表示 三维的球面坐标和二维的平面坐标。
Beijing Beijing Beijing Beijing 1954 1954 1954 1954 3 Degree GK CM 75E.prj 3 Degree GK Zone 25.prj GK Zone 13.prj GK Zone 13N.prj
三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标 前不加带号； 三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标 前加带号； 六度分带法的北京54坐标系，分带号为13，横坐标前加带号； 六度分带法的北京54坐标系，分带号为13，横坐标前不加带号。
ArcGIS坐标系统与投影变换学习笔记
ArcGIS坐标系统与投影变换学习笔记今天看了Esrichina的讲师苏存英讲解的ArcGis坐标系统与投影变换的视频，边听边记了以下文字，大家如果认为有用可以看看，视频也会传到文章后，大家可以选择下载视频自己学习。
基准面和长短轴三个要素来定义了北京54地理坐标的基准面。
自定义坐标系：需要自定义椭球体的基准面、长短半轴。
大家可以自己在ArcGis Arcpy中编写程序查看你的软件中有几个坐标系，我的编译出来是698个，和视频中的727个还是有差别。
这可能把自己定义的坐标系也算进去了。
我的这个电脑软件不常办公，没有自定义的坐标。
ArcGis中如果图层定义的是地理坐标而非投影坐标，那么计算几何的选项中长度和面积就是禁用的，这也是很多小伙伴说怎么有的图层不能计算面积或线段长度的一个原因。
地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算。
地球椭球体为不可展曲面。
地图为平面，符合视觉心理。
所以根据不同的投影方式，可以得到等角度，等距离或者等面积的投影结果。
常用地图投影（中国）：墨卡托投影（Mercator）、高斯-克吕格投影（Gauss-Kruger）、兰伯特投影（Lambert）、阿尔伯斯投影（Albers）墨卡托投影（Mercator）为正轴等角圆柱投影，是山墨卡托于1569年专门为航海目的设计的。
其设计思想是令一个与地轴方向一致的圆柱切于或割于地球，将球面上的经纬网按等角条件投影于圆柱表面上，然后将圆柱沿一条母线展开平面，即得墨卡托投影。
高斯-克吕格投影（Gauss-Kruger）没有角度变形，面积变形是通过长度变形来表达的。
其长度变形的规律是：（1）中央经线上没有长度变形，即u=1;（2）在同一条纬线上，离中央经线越远变形越大；（3）在同一条经线上，纬度越低，变形越大。
我国的西安80 和北京54坐标地图采用于高斯投影，按大于比例尺1:2.5万用3度带，小于比例尺1:2.5万用6度带。
兰伯特投影（Lambert）是由德国数学家兰勃特拟定的正兴圆锥投影。
使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换
使用ArcGIS实现WGS8经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换使用ArcGIS实现WGS8经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换【摘要】本文针对从事测绘工作者普遍遇到的坐标转换问题，简要介绍ArcGIS实现WGS8经纬度坐标到北京54高斯投影坐标转换原理和步骤。
【关键词】ArcGIS坐标转换投影变换1坐标转换简介坐标系统之间的坐标转换既包括不同的参心坐标之间的转换，或者不同的地心坐标系之间的转换，也包括参心坐标系与地心坐标系之间的转换以及相同坐标系的直角坐标与大地坐标之间的坐标转换，还有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，就可以使两个坐标系重合；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；而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和高斯投影反算，通过使用中央子午线的经度和不同的参考椭球以及不同的投影面的选择来实现坐标的转换。
如何使用ArcGIS实现WGS8经纬度坐标到BJ54高斯投影坐标的转换？这是很多从事GIS工作或者测绘工作者普遍遇到的问题。
本文目的在于帮助用户解决这个问题。
我们通常说的WGS-84^标是指经纬度这种坐标表示方法，北京54坐标通常是指经过高斯投影的平面直角坐标这种坐标表示方法。
为什么要进行坐标转换？我们先来看两组参数，如表1所示：表1 BJ54与WGS8基准参数很显然，WGS8与BJ54是两种不同的大地基准面，不同的参考椭球体，因而两种地图下，同一个点的坐标是不同的，无论是三度带六度带坐标还是经纬度坐标都是不同的。
当要把GPS接收到的点（WGS8坐标系统的）叠加到BJ54坐标系统的底图上，那就会发现这些GPS点不能准确的在它该在的地方，即“与实际地点发生了偏移”。
Arcgis中投影转换的操作步骤
1、加载实验数据JJ_unknown（未知投影信息），打开后如图1所示：
图1
2、在ArcToolbox里点击数据管理工具→投影和变换→定义投影，出现如图2所示对话框：
图2
点击坐标系旁边的 按钮，如图3：
图3
选择投影坐标系→Gauss Kruger→Xian1980→ ，如图4所示：
设置完成后点击确定，即投影设置完成。
图7
图8
图9Mollweide投影图
6、同样的方法变换成墨卡托投影：如图10-13。
图10
图11
图12
图13墨卡托投影
7、双标准线等角圆锥投影——25N，45N标准线，中央经线110E），如图14。
图14双标准线等角圆锥投影
二、用提供的晋江数据JJ_unknown（未知投影信息），完成xian80基准，3°带，第40度带的高斯-克吕格投影的设置；实现与JJ-city80数据投影匹配。
在ArcToolbox中选择数据管理工具→投影和变换→要素→投影
图5
5、在投影界面，首先在输入数据集或要素类里选择要进行投影变换的数据，在输出数据集或要素类里选择输出路径及文件名，在输出坐标系里选择World_Mollweide，如图6，7。
图8为原图，图9为投影变换后的Mollweide投影图。
图6
Arcgis中投影转换操作步骤
一、用提供的中国地图china_prov数据，在ArcGIS中完成beijing54基准设置、以及不同地图投影设置与转换（摩尔维特投影；墨卡托投影，双标准线等角圆锥投影——25N，45N标准线，中央经线110E）；并生成经纬网格5°的布局图。
实验步骤：
1、加载实验数据china_prov，打开后如图1所示：
ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换
ArcGIS中的坐标系定义与投影转换坐标系统是GIS数据重要的数学基础，用于表示地理要素、图像和观测结果（如通用地理框架内的GPS 位置）的参照系统，坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离，缺少坐标系统的GIS数据是不完善的，因此在ArcGIS软件中正确的定义坐标系统以及进行投影转换的操作非常重要。
1.ArcGIS中的坐标系统ArcGIS中预定义了两套坐标系统，地理坐标系（Geographic coordinate system）和投影坐标系（Projected coordinate system）。
1．1 地理坐标系地理坐标系(GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。
GCS中的重要参数包括角度测量单位、本初子午线和基准面（基于旋转椭球体）。
地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位，经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。
球面系统中的水平线（或东西线）是等纬度线或纬线，垂直线（或南北线）是等经度线或经线。
这些线包络着地球，构成了一个称为经纬网的格网化网络。
GCS中经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒(DMS) 为单位进行测量。
纬度值相对于赤道进行测量，其范围是-90°（南极点）到+90°（北极点）。
经度值相对于本初子午线进行测量。
其范围是-180°（向西行进时）到180°（向东行进时）。
ArcGIS中，中国常用的坐标系统为GCS_Beijing_1954（Krasovsky_1940）,GCS_Xian_1980（IAG_75）,GCS_WGS_1984（WGS_1984）,GCS_CN_2000（CN_2000）。
1.2 投影坐标系将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。
投影坐标系的实质是平面坐标系统，地图单位通常为米。
投影坐标系在二维平面中进行定义。
与地理坐标系不同，在二维空间范围内，投影坐标系的长度、角度和面积恒定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
投影带号中（央N经）线：：24～46 λ0=(3N)°
投中影央带经号线（：Nλ）0：=(61N1～-3)2°2
ArcGIS坐标变换
坐标系变换
• 相同椭球体：
-北京54地理坐标北京54投影坐标 -西安80地理坐标西安80投影坐标 -WGS84地理坐标WGS84投影坐标
• 不同椭球体
-北京54地理坐标——西安80地理坐标 -西安80地理坐标——西安54地理坐标 -WGS84地理坐标——西安80地理坐标 -WGS84地理坐标——北京54地理坐标
XX尺平旋度移转因、、子YY平旋移转、、ZZ旋平转移
同一椭球不同坐标系统 西安80地理坐标西安80高斯投影平面坐标
(BL ) ( xy)
坐标系变换
• ArcGIS中坐标系变换：
– –
针针对对栅矢格量
不同椭球体坐标变换原理
• 常用变换方式
三参数通（过x偏一移个，已y知偏坐移标，点z偏推移算）
七参数
适用30km范围内的数据
x通偏过移三，个y偏已移知，坐z标偏点移推，算x旋（转布，尔y莎旋模转型，）z旋转，比例因子
严密的转换过程，结果精确
• 地心坐标系统
– 由卫星数据得到 – 使用地球的质心作为原点 – 使用最广泛的是 WGS 1984
• 参心坐标系统
– 特定区域内与地球表面吻合 – 大准地面原相点切：的参点考。椭球与大地水 ， – Beijing54 Xian80
Global Ellipsoid
Local Ellipso
地理坐标系（大地坐标系）
2000国家大地坐标系 （54北现京行系坐、标西系安80系）
坐标系类型 地心坐标系
参心坐标系
椭球定位方式 与全球大地水准面最密合 局部大地水准面最吻合
原点位置 包括海洋球和的大质气量的中整心个地 与地球质量中差心有较大偏
坐标系维数 三维坐标系统
二维坐标系统
相对精度～ 1ຫໍສະໝຸດ -7 10-810-6实现技术 通过现代测空技间术大确地定测量观 传统的大地测量方式确定
− 中央经线为东经105度 − 两条标准纬线分别为北纬34度和47度
ArcGIS中投影坐标系的定义
• ArcGIS中坐标系定义由基准面、投影两部分参数组成
名称（Name） 对应地理坐标系（ ） – “Asia_Lambert_Conformal_Conic”
GCS
地图投影 （ ） – “GCS_WGS_1984”, Projection
不同椭球体坐标变换
西安80地理坐标北京54地理坐标
七参数转换
ArcGIS 中坐标系变换步骤
① 定义基准面转换
– –
创转建换自参定数义地理(坐标)变换
② 投影变换
– 指定输出坐标系
– 选择基准面变换
计算7参数
• 测绘部门提供7参数 • 工具软件计算7参数
常见问题
、1 Unknown coordinate systems
投影参数 – “Lambert_Conformal_Conic” – 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
高斯投影变形分析及投影带划分
• 表达高的斯。投其影长没度有变角形度的变规形律，是面：积变形是通过长度变形来 • （1）中央经线上没有长度变形，即u=1； • （2）在同一条纬线上，离中央经线越远变形越大； • （3）在同一条经线上，纬度越低，变形越大
Causs Kruger(高斯克吕格投影)
用于我国大于1：50万的地图
墨圆卡柱托投(影M）ercator)投影（圆柱投影-等角正
墨墨其圆网将卡卡卡设柱按圆托托托计切等柱投投于思于角面影影1想或条沿。5为是割件一69正令于投条年轴一地影母专等个球于线门角与，圆展为圆地将柱开航柱轴球表平海投方面面面目影向上上，的，一的，即设是致经然得计由的纬后墨的。
墨卡托及web墨卡托
地图类型
所用投影
中国全图
斜斜轴轴等等面角积方方位位投投影影
（南海中诸国岛全做图插曲图） 中国（分海省南（省区除）外地）图 中国分（省海（南区省））地图
国家地1基形:1本图00比系万例列尺 国1:家地5万基形～本图1比系:5例列0万尺 1国:5家地00基形0～本图1比系:2例列.5尺万 国1:家地5万基形～本图1比系:5例列0万尺 （1:城50市0～图1系:5列000）
ArcGIS坐标系统与投影变换
大纲
• 地理坐标系 • 投影坐标系 • ArcGIS坐标系统转换 • 常见问题
坐标系统重要性
• 坐标系统是GIS系统的基础 • 了解坐标系统，才能做到精确定位。精确定位地理要
素对于制图和 GIS分析来说都至关重要。 • 了解坐标系统，才能实现不同源和不同坐标系中的数
• 定义数据的坐标系很重要！
• 正确的坐标系有利于整个项目
– 测量单位不知道 – 地图比例尺未知 – 数据入库有问题…
必须清楚数据对应的正确的空间参考！
2、动态投影
Project on the fly
主要技术参数 投影中心：
j=27°30′λ=+105°
或j=30°30′λ=+105° 或j=35°00′λ=+105° 标准纬，线： j1=25°00′ j2=47°00′ 各省（各区自）标图准分纬别线采用
按标国准际纬统线一：4j2j°1＝×＝6j°nj分s++3幅355，′ ′ 投影带号中（央N经）线：：13～23
用经纬度表示地面点位的球面坐标系
• 大以示系地法地统坐线面。标为点系依在就据椭是，球以大体椭地表球经面体度上面和的为大位参地置考纬的面度坐，表标
我国的大地控制网
•
• •
在离确定算平大和目1套5地作定各出面地导前系43面为其三其控经线提统48上起点角他制度测供。个建算位形各网（量使，立边（的点采L。用构）一，经角的用的成和系在度值坐平国1大9列这、，标面家5地4相个纬根。控平北纬连边度据这制面京度接的和起样测控坐（的两方算推量制标B三端位边算确网）系角点角的出定含。统形，）边的控三其、，采，长坐制角主19量用用和标点点要8取天精点，的、0方西一文密位称平导法安段观测，为面线是坐精测角就大位点三标确的仪可地置共角系的方器以坐，测两距法测推标即量。
合并延伸到大陆内部的封闭曲面 P
二. 参考椭球面
P′
采用与地球大小和形状接近并确定
了和大地原点关系的旋转椭球体称之
为参考椭球体。它是一个可用数学模
型描叙的几何体。
参考椭球面 面准水地大
6
我们国家常用地理坐标系
坐标系 椭球体
坐标原点
1标9系54北京坐 克球拉体索(19夫5斯4年基)椭 椭球体中心
1标9系80西安坐 采球协用(会国1推际9荐7大5的国地际测椭量 椭球体中心 IAG75)
WGS1984 W（G1S98844年椭）球体 椭球体地心 CGCS2000 和逼我近们的国椭家球地形 椭球体地心
椭球体长半轴 椭球体短半轴
6378245
6356863.0
6378140
6356755.2882
6378137
6356752.3142
6378137
6356752.3141 4
2000国家大地坐标系与现行坐标系区别
投影坐标系统
投影坐标系
• 经纬度坐标 —> 平面直角坐标系
直度接和建纬立度在表球达体地上理的对地象理位坐置标，用经 影投
建（立x，在y）平表面达上地的理直对角象坐位标置系统，用
为什么要使用投影坐标系？
• 地数理的坐量标算为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参 • 地所等球以面椭根积球据的体不投为同影不的结可投果展影。曲方面式。，地可图以为得平到面等，角符度合，视等觉距心离理或。者
据图层正确转换、叠加。 • 了解坐标系统，才能因地制宜，根据范围、面积、需
求选择适合的坐标系统进行数据采集。
地理坐标系
地球的形状
地球像一个倒放着的大鸭梨，两极略扁，中间略大的不规则球体。 珠穆朗玛峰与太平洋的马里亚纳海沟之间高差近20km
测量基准面
一. 大地水准面
假想一个与静止的平均海水面重 地球表面
线性单位 – Linear Unit: Meter (1.0) – Meter (1.000000)
阿尔伯斯投影（Albers）
• 正轴等积割圆锥投影
-适合于东西方向分布的区域进行投影
在Alb处e理rs等显面示积40割0万圆、锥1投00影万。全国数据时为了保持等面积特性，经常采用
地图投影的选择
• 世意界伪地圆图柱的投投影影等：。保证全球整体变形不大，多圆锥投影，任 • 半南球北地半图球的有投正影轴：等东面西积半（球等有角横、轴等等距积离（）等方角位）投方影位。投影； • 各外投大，影洲亚）地洲、图和南的北美投美洲影（（：彭桑各纳逊洲投投都影影选））用、。了欧斜洲轴和等大面洋积洲方（位正投轴影等，圆此锥 • 我多国）各，种分地省图区投地影图：（全高国斯地投图影（）各种投影，Lambert投影居
通过分带控制变形
• •
横如坐何标区可分能不出同现的负投值影？带？
• 坐标系原点为每个投影带的中央经线与赤道交点
向东偏移（ ） •
False Easting 500km
• 东西方向坐标值前加上所在带号
兰伯特投影(Lambert)
• 兰的勃正特形投圆影锥是投由影德。国有数两学种家：兰勃特（mbert）拟定 等角圆锥投影： 正圆锥切于或割于球面； 没有角度变形； 经线长度比纬线长度比相等； 用途和应用： 处理较大区域