第一讲地图投影和坐标系统分解
空间数据的坐标与投影分解PPT教案
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2.2 地球椭球体的逼近
一级逼近: 大地水准面(重力等位面)包围的球体， 称为大地球体（三轴椭球体）。 二级逼近: 双轴椭球体。地球椭球体的三要素: 长半轴a，短半轴b，扁率f=(a-b)/a。 三级逼近:与局部地区的大地水准面符合得最好 的一个地球椭球体，称为参考椭球体。通常不同 国家地区采用不同的参考椭球体。
➢ A set of parameters defining a coordinate system on earth’s surface
▪ Defines origin & orientation of latitude/longitude lines
▪ Defines the position of the spheroid relative to Earth’s center.
2
——地理信息系统的中空间的概念常用“地理空间” （Geo-spatial）来表述。地理空间被定义为绝对 空间和相对空间两种形式。
❖ 绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，它 由一系列不同位置的空间坐标值组成；
❖ 相对空间是具有空间属性特征的实体的集合，它 由实体间的空间关系构成。
杜世宏.空间关系模糊描述及组合推理的理论和方法研究.2004
6378137.00 6378137.00 6378140.00 6378245.00 6378388.00 6378249.15
6378206.40 6377397.16
地理坐标系统和投影坐标系统
地理坐标系统和投影坐标系统001979年，国际大地测量及地球物理协会决定采用夏利数据来表示地球的形状。
*地球的平均赤道半径(a6378.14km*地球的极半径(b6356.76km*地球的赤道周长(2πR40075.7km*地球的表面积(4πR2510100934km2*地球的平均半径约:6371km一个要素要进行定位，必须嵌入到一个空间参照系中，因为GIS所描述的是位于地球表面的信息，所以根据地球椭球体建立的地理坐标(经纬网)可以作为所有要素的参考系统。
在用GIS表现现实世界的要素时，需要正确地描述它们的地表位置，这被称为空间参考。
空间参考系统是建立地图要素和实际地物之间关系的一个过程，使用坐标系统来完成。
为了从GIS数据库中得到正确地分析结果，必须理解并确定坐标系统。
椭球体、基准面、投影和单位组成了一个坐标系统。
椭球体(Spheroid):各种地球椭球体模型:白塞尔(Bessel)、克拉克(Clarke)、海福特(Hayford)、克拉索夫斯基、LUGG、埃维尔斯特(Everest)。
中国自1980年开始使用GRS1975)新参考椭球体系。
基准面(Datum):地区表面起伏不平，十分不规则，陆地最高点与海洋最深处相差近20km。
地表无法用数学公式表达，所以制图时，必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面。
水平基准面是定位地表要素的参考系，有两种基本类型:地心基准面和本地基准面。
(若两幅地图空间数据的编辑采用相同的地图投影，不同的基准面，那么地表的同一位置会有不同的坐标值)坐标系统分为地理坐标系统和投影坐标系统地理坐标系统:地理坐标系统是使用经纬度来定义球面或椭球面上点的位置的参照系统，是一种球面坐标。
最常见的位置参考坐标系统就是以经纬度来量算的球面坐标系统。
地球坐标系统不是地图投影，只是对球体或椭球体的模仿。
地理坐标系统有经线和纬线组成，经纬度以地心与地表点之间的夹角来量算的，通常以度分秒(DMS)来度量。
地理坐标系与投影坐标系的概念及应用
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在地理空间坐标框架内，每个地理位置点均对应着独一无二的经度和纬度坐标对。
坐标转换与地图投影课件
根据地图的要求、种类和比例尺等，可以有多 种投影方法。我国基本比例尺地图是采用高斯-克 吕格投影。
6.1.2 高斯——克吕格投影的基本原理
O 80
提高。点位相对精度与
Z0 X 0
Y 80
1980年坐标系的相对精 度是一致的。
X 80
Y0
X 54
图3.1
四）地心大地坐标系
4.1 概述 1）建立地心系的目的
我们知道：参心坐标系的参考椭球只实 现在局部地区与地球形体（大地水准面） 最佳密合。参心坐标系只能适用于该地 区的测图，测量等；但对全球范围就不 适用了。例如：
• 1978年我国基本完成全国天文大地网布测工作， 需进行全国天文大地网平差。为了建立更精确 的天文大地网，确定建立新的大地坐标系，并 在此坐标系进行天文大地网平差。
• 此新坐标系命名为1980年国家大地坐标系。其 建立方法为： （1）选用新的参考椭球 （2）建立并测定国家大地原点 （3）进行参考椭球定位和定向
R：距离
图1.1
此坐标系可以标定目标点的： 方位角A 仰角E
• 显然，已知（x,y,z）可 计算出
Atg1z/x
Etg1(y/ x2y2)
R x2y2z2
反之，已知（A,E,R）亦可计算（x,y,z）
图1.1
2）坐标系的作用
坐标系是人类活动、经济、科学、军事等方面 的参考基准，具有十分重要的作用。例如： 1. 工程测量 2. 测绘地图 3. 导航 4. 武器制导与军队指挥 5. 科学探测
测绘技术中的地理坐标系与投影坐标系解析
测绘技术中的地理坐标系与投影坐标系解析地理坐标系和投影坐标系是测绘技术中常用的两种坐标系表示方法。
地理坐标系是以地球为基准，通过经度和纬度来确定点的位置；而投影坐标系是将地球表面平面化后的坐标系。
在实际测绘工作中，理解地理坐标系和投影坐标系的特点和原理是十分重要的。
地理坐标系是以地球为中心的坐标系。
经度和纬度是地理坐标系的基本要素。
经度是指位于东西方向上的角度，以本初子午线为基准，范围从0度到180度，东经为正值，西经为负值；纬度是指位于北南方向上的角度，以赤道为基准，范围从0度到90度，北纬为正值，南纬为负值。
地理坐标系是一种球坐标系，可以直观地表示地球上各个点之间的位置关系。
但是由于地球是一个近乎球体，所以不同位置的经线和纬线长度不同，这给实际测绘带来了困难。
为了解决地球表面平面化的问题，人们提出了投影坐标系。
投影坐标系是将地球表面投影到平面上的一种方法。
常见的投影坐标系有等距圆柱投影、等距圆锥投影和等面积投影等。
等距圆柱投影是将地球的经纬度网格投影到一个圆柱体上，再展开到平面上；等距圆锥投影是将地球的经纬度网格投影到一个圆锥体上，再展开到平面上；等面积投影是保持地球各区域面积比例的投影方式。
这些投影坐标系可以将地理坐标系中的经度和纬度转换为平面坐标系中的x和y坐标，方便测绘工作的进行。
通过地理坐标系和投影坐标系的转换，测绘工作者可以方便地进行地图的制作和测量。
在实际测绘过程中，常常需要利用地理坐标系下的已知点或者控制点，通过测距、测角等方法确定其他未知点的位置。
而投影坐标系则可以方便地进行地图的绘制和计算。
除了地图制作和测量之外，地理坐标系和投影坐标系在导航、导航系统等领域也有广泛的应用。
如今，人们通过卫星定位系统（GPS）可以轻松确定自己的地理坐标，从而在地图上准确定位。
而导航系统则通过将地理坐标系与投影坐标系相结合，实现了车辆、船只等的定位和导航功能。
总结起来，在测绘技术中，地理坐标系和投影坐标系是两种重要的坐标系表示方法，各有其特点和应用场景。
测绘技术中的地图投影与坐标系统
测绘技术中的地图投影与坐标系统在现代社会中，地图早已成为我们生活中不可或缺的一部分。
而地图能够为我们提供地理信息的详细和准确度，得益于测绘技术中的地图投影与坐标系统的应用。
在这篇文章中，我们将深入探讨地图投影与坐标系统在测绘技术中的重要性、原理和应用。
一、地图投影与坐标系统的重要性地图投影与坐标系统在测绘技术中的重要性不容忽视。
首先，地球是一个几乎完全封闭的椭球体，为了将其表面展开在平面上，我们必须通过一种投影方法将地球上的三维空间转换为二维平面上的坐标系统。
这样才能制作出我们熟悉的纸质或者电子地图。
其次，地图投影与坐标系统的应用不仅限于地理学领域，它还在军事、城市规划、交通导航等多个领域发挥着重要作用。
例如，通过地图投影与坐标系统，军队可以制定精确且高效的军事行动计划。
同时，在城市建设和规划中，地图投影与坐标系统还可以帮助城市规划师更准确地分析和决策。
二、地图投影的原理与方法地图投影是一种将地球的表面映射到平面上的技术。
由于地球是一个椭球体，将其展开在平面上必然会引起形状、方位或者面积的畸变。
因此，地图投影的原理是通过一定的方法将地球上的点和其相应的经纬度坐标映射到平面上的点和其相应的投影坐标。
不同的投影方法会产生不同的图形形状和畸变程度。
常见的地图投影方法包括：等积投影、等角投影、圆柱投影等。
现在最常用的地图投影方法是圆柱投影。
圆柱投影方法将地球投影到一个圆柱体上，再将圆柱体展开成平面。
这种投影方法最大的好处是能够保持地图上线段的角度和长度，因此在航海、地图测绘等领域中应用广泛。
三、坐标系统的原理与分类坐标系统是为了将地球上的点准确地标定而建立的一种系统。
它由经度、纬度和高程三个要素组成。
经度和纬度用于表示地球表面上的位置，而高程表示海拔高度。
在地图测绘中，常见的坐标系统包括：地理坐标系统、投影坐标系统和局部坐标系统。
地理坐标系统是最常见的坐标系统，它使用经纬度来确定地球表面上的点的位置。
经度是指与地球中心通过该点的经线夹角，而纬度则是指该点距离地球赤道的角度。
地图学-坐标系
在地理学研究及地图学 的小比例尺制图中，通常将 椭球体当成正球体看，采用 地心经纬度。
2.2 我国的大地坐标系统
（一）参心坐标系
1）1954北京坐标系 2）1980西安坐标系 3）新1954北京坐标系
（二）地心坐标系
① 天文经纬度：表示地面点在大地水准面上 的位置，用天文经度和天文纬度表示。
天文经度：观测点天文子午面与格林尼治天文 子午面间的两面角。在地球上定义为本初子午 面与观测点之间的两面角。 天文纬度：在地球上定义为铅垂线与赤道平面 间的夹角。 天文经纬度通过天文测量方法得到。
② 大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置，用大地经 度λ 、大地纬度 和大地高 h 表示。
3.1.3地图投影的分类
地图投影的分类方法很多,总的来说,基本上可以 以外在的特征和内在的性质进行分类. 变形分类： 等角投影：地球表面上无穷小图形投影后仍 保持相似，或两微分线段所组成的角度投影后 仍保持相似或不变（又称正形投影）。 等面积投影：地球表面上的图形在投影前后 面积保持不变； 任意投影：既不具备等角性质，又没有等面 积性质的投影，统称为任意投影。 等距离投影：在任意投影中，如果沿某一方 向的长度比等于1，即a=1或b＝1，则这种投影 称为等距离投影。
North Pole
WGS [world geodetic system] 84 ellipsoid:
a = 6 378 137m b = 6 356 752.3m equatorial diameter = 12 756.3km polar diameter = 12 713.5km equatorial circumference = 40 075.1km surface area = 510 064 500km2
地图的投影、分幅及坐标系
地图的投影、分幅及坐标系前言地质工作者的常规工作是测制各种地质图件。
地质图是在地形图的基础上测制的。
因此，地形图是地质工作者须臾不可离的基础图件。
了解地形图、认识地形图，并能正确使用地形图，是地质工作者的基本技能。
地图一般是由测量专业技术人员测绘、编制的，是一门精深的专业学科。
本人深感对这门知识的缺乏，但又常与地图打交道，也经常遇到一些问题，故积数十年的经历，把一些粗浅认识汇集一起。
本人不是一名测量专业人员，加之知识的浅漏与寡闻，对地图与测量问题，谈之所及不切要害，更是谬误连篇。
初衷不过是借此求教而已。
一地图投影1、地图投影是把三维球面变为二维平面的一种方法地图是根据一定的数学法则将地表的各种现象缩小后用符号表示在平面上的图形。
地表上任意一点的位置都可由经纬度决定，在平面上建立相应的经纬线网，就可以把地表地物相应的转绘到平面图上，这种把三维球面变为二维平面的转绘方法就叫地图投影。
地图投影有多种方法，根据不同的需要，可进行不同的投影常用的地图投影方法有如下几种：（1）、墨卡托投影：在墨卡托投影图上，各部是均等扩张的。
它的面积和长度都是不正确的，但在方向上与地面上的实际方向完全相同，在地图上保持方向的正确是墨卡托投影的最大优点。
故称为“正形投影”，墨卡托投影图常作为航海图和航空图。
（2）、摩尔威特投影在摩尔威特投影图上，中央经线的长度，等于赤道长度的一半，各地的长度变形是很大的。
但各部分的面积保持了正确性，属“等面积投影”，摩尔威特投影图常作为地理现象分布图。
（3）、半球投影类似于从地球之外给地球摄影，所摄部分只有地球的一半，故为半球投影。
优点在于从需要而定投影方位和地区。
（4）、圆锥投影在圆锥投影图上，一个较小的区域其变形程度不大，还可以用数学公式加以修正。
地图册中的许多分国图多用此法绘制。
（5）、高斯——克吕格投影在高斯——克吕格投影图上，长度和面积变形很小，方向也基本不变。
现在的地形图均是以高斯——克吕格投影法绘制的。
测绘技术中常见的坐标系与投影系统解析
测绘技术中常见的坐标系与投影系统解析一、引言在测绘技术中，坐标系和投影系统是非常重要的概念和工具。
它们为地理信息的采集、储存和分析提供了基础。
本文将解析测绘技术中常见的坐标系和投影系统，探讨其原理、应用和特点。
二、坐标系坐标系是用来描述一个物体或者地理数据在地球表面上位置的一种系统。
常见的坐标系有经纬度坐标系、平面直角坐标系和高程坐标系。
1. 经纬度坐标系经纬度是地球上任意位置的地理坐标。
经度表示东西方向的位置，纬度表示南北方向的位置。
经纬度坐标系是基于地球的自转和赤道的划分，它可以描述全球范围内的位置。
经纬度坐标系在地图制作和导航定位中广泛使用。
2. 平面直角坐标系平面直角坐标系也称为笛卡尔坐标系，它是以某一地点为原点，选取两条相互垂直的轴线作为坐标轴的直角坐标系。
平面直角坐标系适用于局部区域的测绘和工程测量，比如城市的地图制作和房屋建设等。
3. 高程坐标系高程坐标系用于描述地球表面上的高度信息。
它通常与平面直角坐标系结合使用，构成三维的空间坐标系。
高程坐标系在建筑工程、地质勘探和地形分析等领域有广泛的应用。
三、投影系统投影系统是将地球的曲面投影到平面上的数学模型。
因为地球是一个球体，而平面是一个二维的表面，所以需要一种方法将球面上的地理信息转换到平面上，以便于测绘和分析。
1. 地理坐标投影地理坐标投影是将地理坐标系统按照一定的数学关系投影到平面上的投影方法。
常见的地理坐标投影有等经纬度投影、等距离投影和等面积投影等。
地理坐标投影适用于大范围的地理信息分析，如区域规划、气候分析和资源调查等。
2. 内容相关性现实世界中的任何事物都是相互联系的，坐标系和投影系统也不例外。
坐标系和投影系统的选择需要根据具体应用环境和需求来确定。
在地球表面的广阔区域内进行测绘和分析时，应使用地理坐标系和相应的地理坐标投影。
而在局部区域内进行工程测量和建设时，应选择平面直角坐标系和适当的投影系统。
四、坐标系和投影系统的误差和应用坐标系和投影系统在实际应用中存在一定的误差。
地理坐标与地投影
地理坐标与地投影地理坐标系统和地图投影是地理学和地图学中的重要概念。
地理坐标系统用于确定地球上任意位置的准确坐标，而地图投影则是将三维地球表面的地理信息映射到二维平面上的方法。
本文将分别介绍地理坐标系统和地图投影的基本原理和常见方法。
一、地理坐标系统地理坐标系统是用于描述地球上任意位置的坐标系统。
常见的地理坐标系统包括经纬度坐标系统和UTM（通用横轴墨卡托投影）坐标系统。
1. 经纬度坐标系统经纬度坐标系统采用经度和纬度两个角度值来确定地球上的位置。
经度是指位于东西方向上的角度值，以经线为单位，范围为-180度到+180度；纬度是指位于南北方向上的角度值，以纬线为单位，范围为-90度到+90度。
经纬度坐标系统广泛应用于导航、地图制作和地理信息系统等领域。
2. UTM坐标系统UTM坐标系统采用笛卡尔坐标系，将地球表面划分为大小不等的区域，并采用笛卡尔坐标系中的x和y坐标来表示地理位置。
UTM坐标系统通常应用于测绘、地图制作和地理空间分析等工作。
二、地图投影地图投影是将地球表面上的地理信息映射到二维平面上的方法。
由于地球是一个三维球体，将其展示在二维平面上必然存在一定的失真。
1. 球面投影球面投影是将地球表面投影为球面上的图像。
常见的球面投影方法有等面积投影、等角度投影和等距离投影等。
等面积投影保持地球上各个区域的面积比例；等角度投影保持地球上各个区域的角度关系；等距离投影保持地球上各个点之间的距离比例。
2. 平面投影平面投影是将地球表面投影为平面上的图像。
常见的平面投影方法有兰勃托投影、墨卡托投影和极射投影等。
兰勃托投影以一个球面切割成数个相等的楔形区域，然后将楔形区域展开为平面；墨卡托投影通过缩放纬线，使地球表面的纬线等间距分布在投影平面上；极射投影将地球上某一点作为视点，把其他点映射到以该点为中心的圆锥面上。
总结：地理坐标系统和地图投影是地理学和地图学的重要概念。
地理坐标系统通过经纬度坐标或UTM坐标来确定地球上的位置；地图投影是将地球表面的地理信息映射到二维平面上的方法。
如何进行地理坐标系统转换与投影
如何进行地理坐标系统转换与投影地理坐标系统转换与投影地理坐标系统转换与投影是地理信息系统（GIS）中的重要概念和操作。
它涉及将地球表面上的点从一种坐标系统（例如经纬度）转换为另一种坐标系统（例如投影坐标），以便在地图上进行更准确的测量和分析。
本文将探讨如何进行地理坐标系统转换与投影的基本原理和方法。
一、地理坐标系统地理坐标系统是一种用来确定地球上任意位置的一种方法。
最常用的地理坐标系统是经纬度坐标系统，即由经度和纬度两个值确定一个点在球面上的位置。
经度用来确定点的东西方向，纬度用来确定点的南北方向。
然而，由于地球并非完全规则的球形体，所以在进行地理坐标系统转换和投影时需要考虑地球的椭球形状和尺寸。
二、地理坐标系统转换地理坐标系统转换是将一个位置的地理坐标从一种坐标系统转换为另一种坐标系统的过程。
常见的地理坐标系统转换包括经纬度与投影坐标之间的转换。
在进行转换时，需要使用一些转换参数，例如椭球模型（如WGS84）、基准面（如北京54）、投影方式（如墨卡托投影）等。
在进行地理坐标系统转换时，一般需要使用专业的地理信息软件或编程语言来处理。
其中，常用的软件包括ArcGIS、QGIS以及开源的GDAL库等。
这些软件提供了强大的坐标系统转换功能，可以轻松处理各种坐标系统的转换需求。
三、地图投影地图投影是将地球表面的三维地理坐标转换为平面地图上的二维坐标的过程。
由于地球是一个三维曲面，无法完全展示在一个平面上，所以在制作地图时需要进行投影处理。
常见的地图投影包括墨卡托投影、兰伯特投影、极射赤面投影等。
每种投影方法都有其特定的应用场景和优缺点。
选取适合的投影方法可以提高地图的准确性和可视化效果。
四、投影误差和转换精度在进行地理坐标系统转换和地图投影时，不可避免地会引入误差。
这些误差来源于地球模型的精度、测量数据的精度以及计算方法的精度等因素。
为了保证数据的准确性和可靠性，需要对转换和投影过程中的误差进行评估和控制。
测绘技术中的地图投影和坐标系转换方法
测绘技术中的地图投影和坐标系转换方法地图投影和坐标系转换是测绘技术中非常重要的内容，它们在地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）等领域得到广泛应用。
地球是一个近似于椭球体的物体，而地图则是对地球的平面展开，这就需要将地球的三维坐标转换为地图上的二维坐标。
地图投影是一种数学方法，通过在地球表面和投影平面上建立一一对应的关系，将地球上的地理要素映射到平面地图上。
不同的地图投影方法会产生不同的变形，但是在实际应用中可以根据需求选择合适的投影方式。
常见的地图投影方法包括墨卡托投影、等距圆柱投影和兰勃尔投影等。
墨卡托投影是一种最常见的地图投影方法，它将地球表面划分为无限多个等大的正方形，然后将每个正方形展开为一个矩形，在矩形上绘制地图。
墨卡托投影的优点是保持了方向的真实性和等角性，但它会出现面积扭曲的问题，即纬度越高，被投影到地图上的面积就越大。
等距圆柱投影是另一种常见的地图投影方法，它将地球表面投影到一个正方形或长方形的平面上。
等距圆柱投影保持了距离的一致性，也就是说地图上的两点之间的距离与地球表面上的距离相等。
但是等距圆柱投影不同纬度上的地图比例尺是不一样的，这会导致形状扭曲的问题。
兰勃尔投影是一种保留面积的地图投影方法，它将地球表面投影到一个圆锥面上。
兰勃尔投影在赤道附近的地区保持了形状的真实性，但是随着纬度的增加，会出现面积扭曲的问题。
这种投影方法常用于制作航海图和航空图。
在实际的测绘工作中，经常需要将不同坐标系下的地理数据进行转换和配准。
坐标系转换是指将某一坐标系下的地理数据转换为另一坐标系下的地理数据。
常见的坐标系包括地理坐标系、平面直角坐标系和高斯投影坐标系等。
地理坐标系是以地球为基准建立的坐标系，它使用经度和纬度来表示地理位置。
平面直角坐标系是以某一点为原点，以两条相互垂直的直线为坐标轴建立的坐标系，可以用来表示局部的平面地图。
高斯投影坐标系是根据地球椭球体的数据进行计算，采用高斯投影进行投影表达的坐标系，常用于大范围的地图制作。
地图投影和坐标系统选择与应用方法分析
地图投影和坐标系统选择与应用方法分析介绍地图投影的概念和背景地图投影是将地球上的三维地理信息投影到二维平面上的过程。
由于地球是一个球体，而纸面是一个平面，这种投影会引入一定的失真。
因此，选择适当的地图投影方法和坐标系统对于地图制作和使用非常重要。
在本文中，我们将深入讨论地图投影和坐标系统的选择与应用方法。
地图投影的分类与特点地图投影可以根据投影面、投影方法和投影形状进行分类。
常见的投影面有平面投影、圆柱投影和圆锥投影。
投影方法主要有正轴投影、斜轴投影、正切投影、等角投影等。
而投影形状可以分为等积、等角和等距三种。
不同的地图投影方法适用于不同的地理情况和需求。
例如，等角投影方法可以保持地图上不同方向的角度关系，适用于导航和测量；等积投影方法可以保持地图上不同区域的面积比例，适用于统计和分析。
地图坐标系统的选择地图坐标系统是用于表示地理位置的一种标准体系，常见的坐标系统包括经纬度坐标和投影坐标。
经纬度坐标是一种基于地球表面的经纬度网格的坐标系统。
这种坐标系统使用经度和纬度来表示地理位置，经度是指北极点到该点的航线与原初子午线的夹角，纬度是指地点与赤道之间的夹角。
经纬度坐标系统适用于全球范围内的位置表示，但在进行距离和面积计算时存在一定的困难。
投影坐标系统是一种在地图投影过程中获得的坐标系统。
它使用了特定的坐标单位和投影方法，可以方便地进行距离和面积计算。
常见的投影坐标系统包括平面直角坐标系统（如UTM坐标）、高斯-克吕格坐标系统等。
这些坐标系统适用于局部区域的位置表示和测量。
选择合适的地图坐标系统取决于地图使用的具体需求。
如果需要进行大范围的位置表示和比较，经纬度坐标系统是较好的选择；如果需要进行距离和面积计算或者局部区域的位置表示，投影坐标系统更为适合。
地图投影和坐标系统的应用方法在实际地图制作和使用中，地图投影和坐标系统的选择通常需要根据具体的需求来进行。
以下是一些常见的应用方法：1. 地图制作：根据地图的用途和地理特点选择合适的地图投影方法，保证地图的准确性和可用性。
地图投影和坐标系统
地图投影和坐标系统在ArcGIS中，每一个dataset都有一个坐标系统。
它的目的是在一个通用的坐标框架例如map中集成其它地理数据图层。
坐标系统允许你将datasets集成到地图中，同时也做各种各样集成分析的操作，例如叠加不同数据源和坐标系统的图层。
什么是坐标系？坐标系允许地理数据集使用通用的位置来集成。
坐标系是一个参考系统用于代表地理要素的位置，影像以及观测点，例如通用框架下的GPS点。
每一个坐标系统都由以下几部分来定义：（1）它的测量框架要嘛是地理的（球面坐标，从地球中心开始测量）或者是平面的（地理坐标被投影到二维的平面）（2）测量单位（投影坐标一般是feet或者是meters，而球面坐标系一般是经纬度坐标）（3）地图投影的定义是为投影坐标系的（4）其它的测量系统属性，例如大地椭球体，大地水准面以及投影坐标等其它的一个或者多个水平面，中央经线以及可能的X,Y偏移量等。
坐标系统的类型：GIS中一般使用两种通用的坐标系统：（1）球体坐标系，例如经纬度。
这通常称为地理坐标系统。
（2）根据某种地图投影，例如横轴Mercator，Alber等面投影，或者是Robinson投影，投影坐标系统。
所有的这些都提供了各种机制将地球表面投影成二维的平面系。
投影坐标系统一般称为地图投影。
更详细的内容，请参照：地理参考和投影坐标系统投影系统（不论是地理还是投影）提供了定义真实世界坐标的框架。
在ArcGIS中，坐标系统用于自动将其它来显示目录的数据集集成到一个通用的数据集中做投影分析用。
ArcGIS自动集成坐标系统是Known的数据集ArcGIS中所有地理数据集都有一个定义好的坐标生活经验统允许他们在地球表面上定位。
如果你的数据集有一个定义好的坐标系统，那么ArcGIS就会自动将你的数据集跟其它的进行动态投影用于显示，3D可视以及分析等。
如果数据集本身不含有空间参考，那么它们就不能很好地集成。
你需要事先定义它。
什么是ArcGIS中的空间参考？ArcGIS中的空间参考是一系列的参数用于定义投影系统以及其它的空间属性。
如何选择合适的坐标系统与地图投影
如何选择合适的坐标系统与地图投影在如今的信息时代，地图已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是导航、旅游规划，还是地理信息系统(GIS)的应用，地图都扮演着重要的角色。
然而，要制作出准确、可靠的地图，选择合适的坐标系统与地图投影至关重要。
首先，让我们来了解坐标系统。
在地图制作中，坐标系统是一个标准化的框架，用于确定地理位置。
坐标系统通常由经纬度、投影坐标等组成。
经纬度是一种使用经度和纬度度量地球表面位置的系统，而投影坐标则是将三维地球表面转换为二维地图的方法。
选择合适的坐标系统与地图投影要依据地图的使用目的和所在地区的特点。
以下是一些常见的坐标系统和地图投影，以及它们的特点和适用范围。
1. 地心坐标系统与墨卡托投影：地心坐标系统使用地球的中心作为原点，以经纬度表示地点。
墨卡托投影则是将地球表面分为等大的矩形，并将经纬度坐标转换为平面坐标。
墨卡托投影适用于大范围的地理数据分析和导航系统。
它具有角度保持不变、比例尺匀称的特点，但在高纬度地区会出现形变。
2. 地方坐标系统与UTM投影：地方坐标系统是根据当地地球椭球体建立的坐标系统。
通常使用UTM(Universal Transverse Mercator)投影。
UTM投影将地球表面划分为若干个带状区域，每个带状区域使用不同的投影方式。
UTM投影适用于小范围地图制作和地理勘测，能够提供较高的精度和准确性。
3. 地方坐标系统与Lambert投影：与UTM投影类似，Lambert投影也是一种将地球表面划分为若干个带状区域的投影方式。
不同的是，Lambert投影采用等积性原理，保持了地物面积在投影后的保真度。
因此，Lambert投影适用于地理统计、区域规划和环境研究等领域，能够准确反映地物面积。
4. 多媒体坐标系统与等经纬度投影：多媒体坐标系统是一个针对多媒体应用设计的坐标系统，如航拍影像、卫星图像等。
等经纬度投影可以将球面坐标转换为平面坐标，并保持图像的主要形状和相对位置不变，适用于图像处理和遥感数据分析。
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中国地图的投影
4、基准面
1）椭球体
椭球体是地球的近似模型；因为地球赤道方向略鼓， 所以椭球体在赤道方向有一长轴，连接两极方向有 一短轴；椭球体是椭圆沿短（极）轴旋转一圈形成 的球体
2）基准面
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
3、常用的地图投影 1）横轴墨卡托投影 墨卡托投影的变种，墨卡托投影用标准纬线，横轴 墨卡托投影用标准经线 要求参数：中央经线的比例系数、中央经线的经度、 中央纬线的纬度、横向坐标东移假定值和纵坐标北 移假定值 2）兰伯特等角圆锥投影 适用于东西伸展大于南北伸展的中纬度地区 割投影 要求参数：第一标准纬线、第二标准纬线、中央经 线、投影原点的纬度、横向坐标东移假定值和纵坐 标北移假定值
二、地图投影
1、地图的投影
由于球面的不可展示性，为了用平面坐标来表示球面上目 标的空间位置，必须进行球面坐标到平面坐标的转换， 这就是地图的投影变换。
2、地图投影的分类 2）按展开方式可分方位投影、圆柱投影、圆锥投影；
1）按变形的性质可分为等角投影，等积投影，等距投影；
3）按投影 面积与地球相割或相切可分为割投影和切投影。
三、坐标系
地图投影为小比例尺地图制图提供了工作底图；小 比例尺地图制图强调地图投影变形，故需选择合适 的投影以保留所需性质
平面坐标系一般用于大比例尺地图制图，例如1:25 000或更大比例尺，坐标系设计是用于精确计算和定 位的，因此，要素的绝对位置和它与其他要素的相 对位置的精度比地图投影所保留的性质更重要 为达到所需的测量精度，一个坐标系通常分成不同 的带，每个带基于不同的地图投影
投影面和球面的关系
圆锥投影
圆柱投影
方位投影
正轴
斜轴
横轴
几种投影方式展开图：
方位投影展开图
圆柱投影展开图
圆锥投影展开图
参考椭球：用于投影的椭球称为参考椭球 标准线：指投影面与参考椭球的切线。 对于圆柱和圆锥投影，相切时只有一条标准线， 而相割时有两条标准线；标准线比例系数为1。 标准经线、标准纬线 中心线：定义了地图投影的中心或原点。中央 经线、中央纬线 横坐标东移和纵坐标北移
40
新疆维吾尔自治区
陕西省
32
河南省 湖北省 江苏省 安徽省 上海市 浙江省
西藏自治区
76
28 26
24
重庆市
贵州省
湖南省
江西省 福建省
96 98
23.439150
78 84
云南省 广西壮族自治区 广东省 香港特别行政区 台湾省
22
86 88
18
100 102
20
108 110 112 114 116 118 120 122 124
高斯-克吕格投影坐标 （横轴墨卡托投影）
高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”，又名
“等角横切椭圆柱投影”，地球椭球面和平面间正形投影的 一种。德国数学家、物理学家、天文学家高斯（Carl FriedrichＧauss，1777一 1855）于十九世纪二十年代拟定， 后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，1857～ 1928）于 1912年对投影公式加以补充，故名 。
海南省
16 14
90 92
地理格网
126 128 130 132
30
四川省
94
134 136 138
74
80 82
38 36 34
甘肃省 宁夏回族自治区 青海省 山西省
北京市 天津市 河北省 山东省
黑龙江省
吉林省
新疆维吾尔自治区 甘肃省 内蒙古自治区 山西省 北京市 天津市 河北省 宁夏回族自治区 青海省 陕西省 西藏自治区 湖北省 四川省 重庆市 湖南省 贵州省 云南省 江西省 河南省
主要内容
一、地理格网
二、地图投影
三、坐标系 四、我国常用地图投影
一、地理格网
地理格网是地球表面空间要素的定位参照系统， 由经线和纬线组成。
地理格网虽然用于球形的地球表面，但地理格
网与平面坐标相似，原点为本初子午线与赤道
的交点
经度值相当于坐标系统x值，纬度值相当于y值 GIS中赤道以北的纬度值为正，以南为负，东 半球经度值为正，西半球为负
该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不变和赤道 投影为直线的条件，确定函数的形式，从而得到高斯一克吕 格投影公式。投影后，除中央子午线和赤道为直线外， 其他 子午线均为对称于中央子午线的曲线 。
辽宁省 辽宁省 辽宁省 辽宁省 山东省
山东省
江苏省 安徽省
上海市 上海市 浙江省 浙江省 浙江省 浙江省 福建省
福建省 福建省 福建省 台湾省 广东省 广东省
广西壮族自治区 香港特别行政区 广西壮族自治区 广东省 广东省 海南省
中国的兰伯特等角圆锥投影：中央经线105E，标准纬线25N和47N， 投影原点纬度0N横坐标东偏移0，纵坐标北偏移0
通用横轴墨卡托格网系统（UTM）
UTM格网系统适用于全世界范围，将84N到80S的地 球表面分成60个带，每个带覆盖6个经度
六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带， 带号依次编为第 1、2…60带 我国的经度范围西起 73°东至135°，可分成六度 带十一个，各带中央经线依次为75°、81°、 87°、……、117°、123°、129°、135° 六度带可用于中小比例尺（如 1：250000）测图， 三度带可用于大比例尺（如 1：10000）测图，城建 坐标多采用三度带的高斯投影。
第一讲 地图投影和坐标系统
GIS在平面上处理地图要素，这些地图要素代
表地球表面的空间要素
地图要素的位置基于坐标系，空间要素的位置
基于用经纬度值表示的地理网格
地图投影：地理格网坐标系 用在一起的地图图层必须基于相同坐标系 坐标系不同的数字地图必须先经过处理 处理：投影和重新投影 投影：将数字地图从经纬度值转换成二维坐标 重新投影：从一种坐标系转成另一种坐标系
3）阿伯斯等积圆锥投影
要求参数与兰伯特等角圆锥投影相同
不同：阿伯斯等积投影/兰伯特等角投影
4Байду номын сангаас等距圆锥投影
要求参数与兰伯特等角圆锥投影、阿伯斯等积圆锥 投影相同 保持了所有经线和一或两条标准线上的距离性质
56 54 52 50 48
46
104 106
44 42
内蒙古自治区
黑龙江省
吉林省 辽宁省