实验二--投影变换与坐标校正共58页文档
《地图学》地图投影与转换实验
《地图学》地图投影与转换
一、实验目的
1. 掌握ArcGIS软件坐标系统的相关知识，利用ArcGIS软件查看数据的
坐标系统。
2. 掌握ArcGIS软件定义坐标系与投影转换。
二、实验内容
1.实习1查看MexicoPopulationDensity.mxd、廊坊市安次区行政边界、
仇庄新造林数据的坐标系统信息，附截图与坐标信息说明文字。
2.实习2查看MexicoPopulationDensity.mxd、廊坊市安次区行政边界、
仇庄新造林数据的经纬网形状（变换数据框动态投影），附截图与坐标信息说明文字。
3.实习3分别采用落垡镇.xls和东沽港.xls数据中GPS点坐标数据生
成XY点图层，落垡镇.xls数据是北京54地理坐标系统，东沽港.xls 是西安1980地理坐标系统，投影方法为高斯克吕格3度带无带号，附截图说明。
4.实习4为东沽港Uknown数据添加正确的投影坐标Xian 1980 3 Degree
GK CM 117E。
5.实习5实现世界地图数据由WGS84地理坐标系统向World Mollweide
投影的投影过程。
6.实习6实现廊坊市安次区行政边界数据由Xian_1980_GK_Zone_20投
影坐标系统向WGS84 Web Mercator坐标系统的转换。
三、实验步骤
实习1：
廊坊市安次区行政边界
仇庄新造林数据的坐标系统信息
实习2：
廊坊市安次区行政边界投影经纬网：
仇庄新造林数据投影经纬网：实习3：
落垡镇：
东沽港
实习4：
实习5：
四、实验总结。
矢量数据投影变换实验报告
矢量数据投影变换实验报告1. 介绍矢量数据投影变换是地理信息系统（GIS）中常用的技术之一。
本实验报告旨在通过实践探索矢量数据投影变换的原理、方法和应用。
2. 实验目的•了解矢量数据投影变换的概念和原理•学习常见的矢量数据投影变换方法•掌握矢量数据投影变换的实际应用3. 实验方法在进行矢量数据投影变换实验之前，我们需要了解一些基本概念和方法，包括：3.1 矢量数据投影变换概述矢量数据投影变换是将地理坐标系中的数据投影到平面坐标系或其他地理坐标系的过程。
它是保证地理数据的空间几何关系和属性信息的准确性的重要步骤。
3.2 常见的投影方法矢量数据投影变换可以使用多种方法实现，常见的方法包括： - 地面常用坐标系投影 - 高斯投影 - UTM投影3.3 实验步骤1.收集所需的矢量数据和投影参数2.打开GIS软件，导入待投影数据3.设定投影参数并执行投影变换4.检查投影结果的准确性和一致性4. 实验结果在本次实验中，我们选择了一份包含地理坐标的矢量数据，使用UTM投影方法进行投影变换。
经过实验，我们得到了投影后的矢量数据，该数据与原始数据相比，在几何形状和属性信息上一致。
5. 讨论与分析通过本次实验，我们发现矢量数据投影变换是一种十分精确且有效的技术。
通过将地理坐标转换为平面坐标，我们可以更方便地进行空间分析和地图制图。
此外，我们还发现不同的投影方法适用于不同的地理区域。
例如，地面常用坐标系投影适合大范围的平面地图制图，而高斯投影适用于局部地区的地图制作。
然而，矢量数据投影变换也存在一些限制和问题。
首先，投影过程中可能会导致一定的形变和信息丢失。
其次，不同的GIS软件和算法可能会导致略微不同的投影结果。
6. 结论通过本次实验，我们深入了解了矢量数据投影变换的原理、方法和应用。
我们学习了常见的投影方法，并在实践中掌握了投影变换的步骤和技巧。
矢量数据投影变换是GIS中不可或缺的工具，它可以有效地将地理坐标转换为平面坐标，进而方便地进行空间分析和地图制图。
投影变换与坐标变换.
投影变换与坐标变换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 往往被误称为基准面，而基准面仅是GCS 的一部分。
GCS 包括角度测量单位、本初子午线和基准面（基于旋转椭球体）。
可通过其经度和纬度值对点进行引用。
经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。
通常以度或百分度为单位来测量该角度。
下图将地球显示为具有经度和纬度值的地球。
在球面系统中，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。
位于两极点中间的纬线称为赤道。
它定义的是零纬度线。
零经度线称为本初子午线。
对于绝大多数地理坐标系，本初子午线是指通过英国格林尼治的经线。
其他国家/地区使用通过伯尔尼、波哥大和巴黎的经线作为本初子午线。
经纬网的原点(0,0) 定义在赤道和本初子午线的交点处。
这样，地球就被分为了四个地理象限，它们均基于与原点所成的罗盘方位角。
南和北分别位于赤道的下方和上方，而西和东分别位于本初子午线的左侧和右侧。
通常，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。
维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）。
如果本初子午线是格林尼治子午线，则对于位于赤道南部和格林尼治东部的澳大利亚，其经度为正值，纬度为负值。
用 X 表示经度值并用 Y 表示纬度值可能会有帮助。
这样，显示在地理坐标系上定义的数据就如同度是线性测量单位一样。
此方法与普通圆柱投影基本相同。
地理坐标系表面的形状和大小由球体或旋转椭球体定义。
尽管地球最适合用旋转椭球体表示，但有时将地球视作球体可使数学计算更为简便。
对于小比例尺地图（小于 1:5,000,000）来说，可以将地球假设为球体。
投影坐标转换
摘自武测毕业论文（赖增先）——我也是从网上弄来，转载时请务必保留此此信息。
第二节 平面坐标基准转换由于海上和陆地上在测量时，使用不同的坐标系和不同参考椭球，而且采用的投影也不同，使得我们获得的数据不统一，必须进行坐标转换。
§3·2·1 欧拉角设有两个空间直角坐标系，分别为O-XYZ 和O-X 'Y 'Z '，为了便于讨论其相应坐标轴间的变换，设其原点相同如图所示，选择εx 、y ε、z ε为欧拉角，又称旋转参数，经过三次旋转，使两个坐标系重合，既：（图见下页A ）首先，绕O Z '轴，将O X '轴旋转到OX 0轴，所转的角为z ε；其次，绕OY 0轴，将O Z '轴旋转到OZ 0轴，所转的角为y ε；最后，绕OX 轴，将O Z 0轴旋转到OZ 轴，所转的角为εx ；ZZ 0 Z 'X ' OX 0X Y 0 YY '图A因此有X X 'Y = R 1（εx ）R 2（y ε）R 3（z ε） Y 'Z Z '式中 R 1（εx ）、R 2（y ε）、R 3（z ε）为旋转矩阵，其表达式在ε、y ε、z ε很小时可以最终表示为：X 1 z ε y ε X 'Y = -z ε 1 εx Y ' 公式1Z y ε - εx 1 Z '§3·2·2 不同三维空间直角坐标系的变换模型GPS 测量的WGS —84属地心坐标系，而1980年国家大地坐标系和1954年北京坐标系属参心坐标系，他们所对应得空间直角坐标系是不同的，这里将讨论不同空间直角坐标系的变换模型。
如图B 两个空间直角坐标系分别为O-XYZ 和O '-X 'Y 'Z '，其坐标系原点不同则存在三个平移参数∆X 0、∆Y 0、∆Z 0，他们表示O '- X 'Y 'Z '坐标系原点O '相对于O-XYZ 坐标系原点O 在三个坐标轴上的分量；又当各坐标轴相互不平行时，既存在三个旋转参数εx 、Y 'X X ' 1 z ε y ε X 'Y =（1+m ） Y ' -z ε 1 εx Y ' Z Z ' y ε - εx 1 Z '∆X 0+ ∆Y 0 公式一∆Z 0式中共有七个变换参数∆X 0、∆Y 0、∆Z 0、εx 、y ε、z ε、m,简称此公式为布尔莎七参数变换公式，是坐标变换中一个非常重要的公式。
投影变换与坐标变换.
地图投影使用数学公式将地球上的球面坐标与平面坐标关联起来。
2 投影坐标系
2.1 高斯-克吕格投影（横轴等角切椭圆柱投影）
以椭圆柱为投影面，使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切，然后按等角条件， 将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。由 德国数学家、天文学家高斯（C.F. Gauss，1777—1855）及大地测量学家克吕格 （J. Krüger，1857-1923）共同创建。
1 地理坐标系
通常，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。维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）。如果本初子午线是格林尼治子午线，则对于位于赤道南部和格 林尼治东部的澳大利亚，其经度为正值，纬度为负值。
核心技能实训平台（地图制图）
投影变换与坐标变换
主讲人：陈晓杰 四川水利职业技术学院
目录
CONTENTS
01 地理坐标系 02 投影坐标系 03 投影变换
01 地理坐标系
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 往往被误称为基准面，而 基准面仅是 GCS 的一部分。GCS 包括角度测量单位、本初子午线和基准面（基于旋转椭 球体）。
可通过其经度和纬度值对点进行引用。经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量 角。通常以度或百分度为单位来测量该角度。下图将地球显示为具有经度和纬度值的地球。
1 地理坐标系
矢量数据投影变换实验报告
矢量数据投影变换实验报告一、实验目的本实验的主要目的是掌握矢量数据投影变换的方法以及应用，能够使用ArcGIS进行矢量数据投影变换，并且能够分析和解决实际问题。
二、实验原理1. 投影变换概念投影变换是指将地球表面上的经纬度坐标系转化为平面坐标系的过程。
在地图制图中，我们常用的是等角圆锥投影、等距圆锥投影、等积圆锥投影、等角柱面投影、等距柱面投影和等积柱面投影。
2. 投影变换分类根据地球表面形状不同，可以将投影变换分为三类：圆球形（球体）模型下的投影变换；椭球体模型下的投影变换；大地水准面模型下（WGS-84）的投影变换。
3. 常见坐标系在ArcGIS中常见坐标系有：地理坐标系（GCS）、平面坐标系（PCS）、UTM坐标系和State Plane Coordinate System（SPCS）。
三、实验步骤1. 打开ArcMap软件，选择需要进行矢量数据投影变换的数据文件。
2. 在“工具箱”中选择“数据管理工具”->“投影工具”->“批量投影工具”。
3. 在“批量投影工具”中选择需要进行投影变换的图层，选择目标坐标系和输出文件路径。
4. 点击“运行”按钮，等待运行结果。
四、实验结果分析1. 投影变换后的数据在地图上显示效果更加准确，符合实际情况。
2. 在使用ArcGIS进行矢量数据投影变换时，需要注意选择正确的坐标系和参数设置。
如果选择错误，将导致数据显示不准确。
五、实验应用1. 矢量数据投影变换可以应用于地图制作、空间分析等领域中。
2. 在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的坐标系和参数设置，以保证数据精度和准确性。
六、实验总结通过本次矢量数据投影变换实验，我们掌握了矢量数据投影变换的方法和应用，并且能够使用ArcGIS进行矢量数据投影变换。
同时，在实际应用中需要注意选择正确的坐标系和参数设置，以保证数据精度和准确性。
实验二几何校正
第二节遥感图像的几何校正几何校正就是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。
而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地理参考（Geo-referencing）。
由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。
图像校正的具体过程第一步：显示图像文件（Display Image Files）首先，在ERDAS图标面板中点击Viewer图表两次，打开两个视窗（Viewer1/Viewer2），并将两个视窗平铺放置，操作过程如下：ERDAS图表面板菜单条：Session→Title Viewers然后，在Viewer1中打开需要校正的图像：tmAtlanta,img在Viewer2中打开作为地理参考的校正过的SPOT图像：panAtlanta,img 第二步：启动几何校正模块（Geometric Correction Tool）Viewer1菜单条：Raster→Geometric Correction→打开Set Geometric Model对话框（2）→选择多项式几何校正模型：Polynomial→OK→同时打开Geo Correction Tools对话框（3）和Polynomial Model Properties对话框（4）。
在Polynomial Model Properties对话框中，定义多项式模型参数以及投影参数：→定义多项式次方（Polynomial Order）:2→定义投影参数：（PROJECTION）:略→Apply→Close→打开GCP Tool Referense Setup 对话框（5）图2-2 Set Geometric Model对话框图2-3 Geo Correction Tools对话框图2-4 Polynomial Properties对话框图2-5 GCP Tool Referense Setup 对话框第三步：启动控制点工具（Start GCP Tools）图2-6 Viewer Selection Instructions首先，在GCP Tool Referense Setup对话框（图5）中选择采点模式：→选择视窗采点模式：Existing Viewer→OK→打开Viewer Selection Instructions指示器（图2-6）→在显示作为地理参考图像fusion1,img的Viewer2中点击左键→打开reference Map Information 提示框（图2-7）；→OK→此时，整个屏幕将自动变化为如图7所示的状态，表明控制点工具被启动，进入控制点采点状态。
坐标系转换及点校正
坐标系转换及点校正一、坐标系转换的意义及通用方法：在绝大部分测量工作中，都使用国家坐标系统（北京54坐标、西安80坐标）或地方坐标系统，而GPS 测量结果是基于WGS84 （World Geodetic System 1984）的坐标系统，所以在进行一项新的任务之前，必须要做点校正，以求出两种坐标系统的转换参数。
坐标系统之间的转换可以利用现有的七参数或三参数，也可以利用华测测地通软件进行点校正求四参数和高程拟合。
二、点校正的几类典型：单点校正：利用一个点的WGS84坐标和当地坐标可以求出3个平移参数，旋转为零，比例因子为1。
在不知道当地坐标系统的旋转、比例因子的情况下，单点校正的精度无法保障，控制范围更无法确定。
因此建议尽量不要使用这种方式。
两点校正：可求出3个坐标平移参数、旋转和比例因子，各残差都为零。
比例因子至少在0.9999***至1.0000****之间，超过此数值，精度容易出问题或者已知点有问题；旋转的角度一般都比较小，都在度以下，如果旋转上百度，就要注意是不是已知点有问题三点校正：三个点做点校正，有水平残参，无垂直残差。
四点校正：四个点做点校正，既有水平残参，也有垂直残差。
三、点校正的具体操作：（计算转换参数）a) 先在“键入”→“点”里输入已知点的当地平面坐标；如果有已知点的WGS84 经纬度坐标也要一起输入，并且可以跳过下一个步骤，直接转到步骤c）；b) 如果没有已知点的WGS84 经纬度坐标，就需要把流动站放在已知点上，对中整平，进行“测量点”的操作。
在“测量点”里，“点名称”不能和键入的已知点的名称一样，否则会把已知点覆盖，测量时采用，地形点进行观测即可；c) 进行点校正：点击“测量”→“点校正”→“添加”，在“网格点名”里选择一个已知点的当地平面坐标，点击“确定”，然后在“GNSS 点名”里选择同一个已知点的经纬度坐标，点击“确定”，可以在“使用”里根据需要选择只有水平的校正或者水平和垂直的校正都应用，再点击“接受”即完成一个点的点校正，如果需要继续校正，重复这个步骤即可；d) 所有的校正点都增加完毕以后，点击“应用”，这样整个点校正的操作就完成了。
2地理信息系统实验报告书地图投影与变换
2地理信息系统实验报告书地图投影与变换实验报告书题目地图投影与变换成绩姓名专业班级学号指导教师隋玉正日期 2012 年 4 月 7 日11( 实验目的一、学习并巩固“地图投影与变换”这一章节的知识;二、初步认识ArcView软件并熟悉其基本操作;三、掌握运用ArcView软件进行地图投影与变换方面的方法。
2( 实验准备工作复习本节相关内容，认真学习地图投影与变换方面的知识，为上机实习做准备。
准备好相关图片数据，以便在ArcView软件中使用。
ArcView是世界上最大的GIS软件厂商美国环境系统研究所(ESRI)的桌面GIS 软件。
从2.0版以后，ArcView就广泛受到GIS领域的重视。
ArcView2.0版给自己的定位是“基于GIS的桌面制图系统”，桌面制图系统是指利用ArcView可以方便地制作各种专题地图，而所谓“基于GIS”则指ArcView2.0具有较强的空间查询和分析功能，利用ArcView2.0的GIS功能可以使用桌面制图更加灵活。
到ArcView3.0，数据编辑、空间分析和可视化功能大大得到加强，具有了丰富的GIS 功能，因此，ESRI将其定位发展到桌面地理地理信息系统，ArcView3.0的启动封面上的标题也从原先的“ArcView”改为“ArcView GIS”。
23( 实验步骤ArcView 采用了可扩充的结构设计，整个系统由基本模块和可扩充功能模块构成。
其基本模块包括对视图(Views)、表格(Tabies)、图表(Charts)、图版(Layouts)、和脚本(ScriPts)的管理。
每个文件都有自已的窗口，实验一要求你用View 和Table进行操作。
在Project 窗口点击View，若View 尚未高亮显示，则点击New，这样就打开了一个名为View1 的视图窗口。
在ArcView 中每个文档都有其自已的菜单、按钮和工具，在窗口顶端排成三行，它们为用户提供了ArcView 界面。
高斯投影转换实验报告
高斯投影转换实验报告1. 实验目的本实验旨在探究高斯投影转换的原理和应用，通过实际操作了解高斯投影转换的过程，并熟悉其在地图制作和测绘中的应用。
2. 实验原理高斯投影转换是一种将地球表面的经纬度坐标转换为平面坐标的方法。
其原理是利用球面三角学和投影转换的相关理论，将地球表面划分成若干个带状区域，并在每个带状区域内进行具体的投影计算。
高斯投影转换的具体步骤如下：1. 将地球表面划分成带状区域，每个区域的中央经线与原点相交，该经线的经度为0度。
2. 对每个带状区域，利用球面三角学计算该区域内每个点的平面坐标。
3. 利用逆高斯函数将平面坐标转换为经纬度坐标。
3. 实验材料和方法3.1 材料本实验所需材料如下：- 高斯投影转换软件- 地图数据3.2 方法1. 使用高斯投影转换软件打开地图数据。
2. 选择所需的带状区域，确认对应的中央经线和带号。
3. 将经纬度坐标导入软件，进行高斯投影转换。
4. 确认平面坐标的结果是否符合预期。
4. 实验结果与分析经过实验，我们得到了一组从经纬度坐标转换而来的平面坐标。
通过与实际地图上的坐标进行对比，我们发现高斯投影转换的结果较为准确，与实际情况吻合度较高。
高斯投影转换的优点是能够将地球表面的曲面坐标转换为平面坐标，便于地图制作和测绘。
然而，由于该方法忽略了地球的椭球形状，存在一定的误差。
在实际应用中，为了提高精度，可以采用更复杂的投影方式，如UTM投影。
5. 实验总结高斯投影转换是一种常用的地图制作和测绘方法，通过将地球表面的经纬度坐标转换为平面坐标，方便地图的绘制和测量。
本次实验我们通过实际操作，深入了解了该方法的原理和应用。
实验中我们注意到，高斯投影转换虽然能够提供较为准确的结果，但仍存在一定的误差。
在实际运用中，我们需要根据具体情况选择合适的投影方式，并注意误差的控制。
6. 参考文献[1] 吴邦国, 李鹏鹏, 陈明东. 《圆球面高斯投影法及其实现》[J]. 温州大学学报, 2007, 27(2): 118-122.[2] 孙正坤. 《测绘学与地理信息系统》. 武汉: 武汉大学出版社, 2010.附录本实验使用的地图数据来源于XXXX。
mapgis_投影变换,误差校正专题精品文档34页
目录第一部分Map GIS简介 (2)一、术语与文件类型 (2)1. 几个术语 (2)2. MAPGIS几种主要文件类型及后缀 (3)3. 主要功能模块 (3)第二部分投影变换 (6)一、概述 (6)1. 投影分类 (6)2. 地图投影的选择 (8)二、常用投影介绍 (12)1. 默卡托（Mercator）投影 (12)2. 兰勃特（Lambert）投影 (14)3. 高斯—克吕格(Gauss-Kruger)投影 (17)三、Map GIS投影变换 (20)1. 图框生成 (20)2. 投影变换 (23)3. TIC点投影转换 (23)第三部分误差校正 (28)一、交互式误差校正 (28)二、自动校正 (31)第一部分Map GIS简介一、术语与文件类型1.几个术语图层：按照一定的需要或标准把某些相关物体组合在一起。
可以把图层理解为一张透明薄膜，每一层的图元在同一薄膜上，如水系图层、铁路图层、地质界限图层、断层图层等。
图层的分层有利于地图图元的管理，提高成图速度。
栅格图：即扫描的图像。
矢量图：即进行了数字化的图像，图中的每一个点都有相对的X 和Y 座标。
图元：图面上表示空间信息特征的基本单位，分为点、线（孤段）、多边形等三种类型。
点元：点图元的简称，有时称点。
指其位置只有一组X 和Y 座标来控制。
它包括字符串（注释）、子图（专用符号）等。
所有点保存在点文件中（*.wt）。
结点：指某线或孤段的端点或数条线或孤段的交点。
结点平差：使几条线或孤段成为共用一个结点的过程。
线图元：地图中线状物的总称。
如划线、省界、国界、地质界线、断层、水系、公路等。
所有线图元都保存在线文件中(*.wl)。
区图元（面图元）：由线或孤段组的封闭区域，可以以颜色和花纹图案填充。
如湖泊、地层、岩体分布区等。
所有区图元都保存在区文件中（*.wp）。
工程：对一系列的点、线、面文件进行管理的描述性文件。
2.MAPGIS几种主要文件类型及后缀.wp 区（面）文件.wl 线文件.wt 点文件.msi 栅格文件.rbm 光栅求反后文件.mpj 工程文件.cln 图例板文件.pnt 控制点文件3.主要功能模块1.输入编辑该系统用来编辑修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性、增加或删除点、线、区域边界，并适时自动校正拓扑关系。
ArcGIS实验报告5
《地理信息系统实践》实验报告
实验项目：实验五：投影变换与坐标校正
专业：人文地理与城乡规划班级：2017级1班
学号：17610117 姓名：罗伦龙
指导教师：邓美容时间：2019.03.28
一、实验目的与意义
1.投影变换
2.坐标变换
3.影像配准
二、实验内容
1.投影变换
启动ArcToolBox，双击【数据管理工具】|【投影和变换】|【栅格】|【投影栅格】，打开【投影栅格】对话框，类似矢量要素图层操作，但是后续存在重采样和设置像素大小等参数。
2.坐标变换
在arcmap中打开空间校正，在下拉的校正方法中一次选择变换-投影；橡皮页变换，选取若干边界点及图片中的点进行校正。
3.影像配准
打开地理配准，在下拉条中关闭自动校正，在layer下拉条中选择遥感影像，放大到合适尺寸依次选取点
添加四个角上的方里网交叉点的坐标作为校正点，完成校正。
保证校正误差小于0.01.
2.校正完成后，定义投影为高斯克吕格38度投影Xian_1980_3_Degree_GK_Zone_38。
修改图层显示单位为“米”。
ENVI遥感图像处理实验教程 实验二 坐标定义与投影转换ok
Krasovsky(0,0,0,0,0,0,0)基准面；西安 80 的 7 参数比较特殊，各个区域不一样。 一般有两个途径：一是直接从测绘部门获取；二是根据三个以上具有西安 80 坐标系 与其他坐标系的同名点坐标值，利用软件来推算，有一些绿色软件具有这个功能， 如 Coord MG。 中央经线获取可有以下两种方法，第一种根据已知带号计算，6 度带用 6*N-3，3 度带用 3*N；第二种方法是根据经度从图中查找。 地图比例尺:最简单的讲比例尺=图上距离/实地距离,对于一幅挂图就是纸张和 地图实际距离的比值。比例尺有大小之分，由于比例尺是个比值，分母越大，比例尺 也越小，单位必须一致;通常称 1：1000000、1：500000、1：200000 为小比例尺地形 图；1：100000、1：50000 和 1：25000 为中比例尺地形图；1：10000、1：5000、1： 2000、1：1000 和 1：500 为大比例尺地形图。我国规定 1：1 万、1：2.5 万、1：5 万、1：10 万、1：25 万、1：50 万比例尺地形图，均采用高斯克吕格投影。1：2.5 至 1：50 万比例尺地形图采用经差 6 度分带，1：1 和 1：2.5 万比例尺地形图采用经 差 3 度分带。
三、坐标定义
ENVI 中的坐标定义文件存放在 ITT\IDLxx\products\envixx \map_proj 文件夹下。 三个文件 记录了坐标信息： � � � ellipse.txt：椭球体参数文件。 datum.txt：基准面参数文件。 map_proj.txt：坐标系参数文件。
在 ENVI 中自定义坐标系分三步：定义椭球体、基准面和定义坐标参数。 1）定义椭球体 打开 ellipse.txt 文件， 语法为 <椭球体名称>， <长半轴>， <短半轴>。 这里将 “Krasovsky, 6378245.0, 6356863.0”和“IAG-75, 6378140.0, 6356755.3”加入 ellipse.txt 末端（图 2-1）。
实验2遥感图像的几何校正
易分辨、易定位的特征点：道路的交叉口，水库坝 址，河流弯曲点等。
图象边缘部分一定要选取控制点，避免外推 特征变化大的地区应多选些。 尽可能满幅均匀选取。
上机：基于spot图像的TM图像校正过程
• 第一步:显示图像文件(Display Image Files )
点击左键定点，GCP数据表将记录一个输入GCP，包括其编号、 标识码、X坐标、Y坐标
注意:所选控制点是同名点,即在TM影像上点 和在SPOT影像上点,两个点是同一地物点
第四步中的①～④
可以左键按住控制点,进行位置移动
③在Viewer #1中移动关联方框位置， 寻找明显的地物特征点，作为输入GCP
④单击Create GCP图标，并在Viewer #3中点击左键定点
上机：基于spot图像的TM图像校正过程
第五步:采集地面检查点(Ground Check Point)
b) 在GCP Matching对话框中，需要定义下列参数:
匹配参数( Matching Parameters )
最大搜索半径( Max. Search Radius ):3 搜素窗口大小(Search Window Size ): X->5 Y->5
④ 计算检查点误差 在GCP Tool工具条中点击Compute Error图标，检查点的误差 就会显示在GCP Tool的上方，只有所有检查点的误差均小于一 个像元(Pixe1)，才能继续进行合理的重采样。一般来说，如果 你的控制点(GCP)定位选择比较准确的话，检查点匹配会比较 好，误差会在限差范围内。否则，若控制点定义不精确，检查 点就无法匹配，误差会超标。
实验2 遥感图像的几何校正
投影变换与坐标校正
在ArcMap 中，用空间校正（SpatialAdjustment Toolbars）工具栏操作。
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选用菜单View / Toolbars / Spatial Adjustment，添 加空间校正工具条（见图22-2 。激活Data frame2， 其中有三个图层：Roadcenter（线）、Plan（多边 形）、Design（线）。击点目录表（TOC）栏下方 的Source 标签，显示出各个图层的数据源。可以 看到这三个图层的数据均在同一个Geodatabase 的同一个要素集。因此坐标参照系是相同的，但 是具体的位置不同。
经纬度坐标经纬度坐标arcgisarcgis称地理坐标系称地理坐标系geographiccoordinatesystemgeographiccoordinatesystemgcsgcs二维笛卡尔平面坐标二维笛卡尔平面坐标arcgisarcgis称投影坐称投影坐projectedcoordinatesystemprojectedcoordinatesystempcspcs在实际工作中经测量得到的空间信息在输入在实际工作中经测量得到的空间信息在输入gisgis数据库之前已经定好了坐标系
应点
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对Design图层处于编辑状态 调整Editor的Snapping的设置
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4、影像配准
激活data frame6
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注意：选择控制点时一定 要从图像到参考图件的对
GIS原理实验二实验报告
GIS原理实验二实验报告实验名称：GIS原理实验二，地图投影与坐标系统实验目的：1.了解地图投影的基本概念和分类；2.掌握常用地图投影的特点和适用范围；3.学习地理坐标系统的概念和常用坐标系统。
实验原理：地图投影是将三维地球表面的特征映射到一个二维平面上的方法。
地球是一个三维球体，而地图则是一个二维平面，因此需要将地球的曲面进行投影变换，使其在一个二维平面上能够形成等面积、无形变、按比例缩小的地图。
在GIS中，常使用圆柱投影、圆锥投影和平面投影这三种主要投影方式。
坐标系统是用来描述地理空间位置的系统。
地理坐标系统是通过定义经度、纬度和高程等参考标准来确定地理位置的方法。
常用的地理坐标系统有经纬度坐标系统、UTM投影坐标系统等。
实验设备与材料：1.计算机2. ArcGIS软件实验步骤：1. 打开ArcGIS软件，创建一个新的地图工程。
2.在底图上添加一个经纬度坐标系，选择WGS1984坐标系统。
3.在底图上添加一个投影坐标系，选择UTM投影坐标系统。
4.比较两种坐标系统的坐标值，并记录下来。
5.添加一个矢量图层，并使用经纬度坐标系下的坐标数据进行绘制。
6.建立一个新的数据框，并使用UTM投影坐标系下的坐标数据进行绘制。
7.比较两幅地图的形状和尺寸，以及地图上的要素位置。
实验结果：经过实验，我们可以看到，在经纬度坐标系下，地图呈现的是一个经纬网格，纬度逐渐变小，经度逐渐变大。
而在UTM投影坐标系下，地图呈现的是一个笛卡尔坐标系，地图的形状更加正常，各要素的位置也更准确。
实验分析：1.经纬度坐标系适用于全球范围内的地理位置描述，但在进行地图绘制时，会出现形状扭曲的问题，导致地图的尺寸不准确。
2.UTM投影坐标系适用于局部地理范围内的地图绘制，在保证地图形状和尺寸准确的同时，可以提高绘图的精度。
3.在实际应用中，根据需要选择适合的地图投影和坐标系统是非常重要的，以确保地图的准确性和可靠性。
实验总结：通过本次实验，我们了解到了地图投影的基本概念和分类，掌握了常用地图投影的特点和适用范围。
坐标系统和投影变换
坐标系统和投影变换在桌面产品中的应用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(Projec tion)三者的基本概念及它们之间的关系。
一、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。
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。
以地球的北极、南极、赤道和本初子午线等作为基本要素，即可构成地球椭球面的地理坐标系统(A geographic coordinate system (GCS) uses a t hreedimensional spherical surface to define locations on the earth.A GCS includes an angular unit of measure, a prime meridian, and a datum (based on a spheroid).)。
坐标转换实验报告范文
一、实验名称：坐标转换实验二、实验目的与要求1. 理解坐标转换的基本概念和原理；2. 掌握直角坐标系与极坐标系之间的转换方法；3. 能够熟练运用坐标转换公式进行实际计算；4. 分析坐标转换过程中的误差来源，提高精度。
三、实验内容1. 直角坐标系与极坐标系的基本概念及相互关系；2. 坐标转换公式及计算方法；3. 实际案例计算与分析。
四、实验步骤1. 理论学习：通过查阅资料，了解坐标转换的基本概念、原理和公式；2. 编写程序：使用C语言编写坐标转换程序，实现直角坐标系与极坐标系之间的转换；3. 实例计算：选取实例数据，运用编写好的程序进行坐标转换，并计算结果；4. 结果分析：对比转换前后的坐标，分析误差来源，提出改进措施。
五、实验结果与分析1. 实例数据- 原始直角坐标：(x1, y1) = (3, 4)- 原始极坐标：(r1, θ1) = (5, 53.13°)2. 程序计算结果- 转换后的极坐标：(r2, θ2) = (5.00, 53.13°)- 转换后的直角坐标：(x2, y2) = (3.00, 4.00)3. 结果分析- 通过计算可知，转换后的坐标与原始坐标基本一致，误差较小；- 误差主要来源于计算过程中的舍入误差，可以通过提高计算精度来减小误差。
六、实验结论1. 坐标转换是工程领域中常见的计算问题，通过学习坐标转换的基本原理和公式，能够解决实际问题；2. 在坐标转换过程中，要注意计算精度，减小误差；3. 通过本次实验，掌握了直角坐标系与极坐标系之间的转换方法，为后续工程实践奠定了基础。
七、实验总结1. 通过本次实验，加深了对坐标转换概念和原理的理解；2. 学会了使用C语言编写坐标转换程序，提高了编程能力；3. 培养了分析问题、解决问题的能力，为今后从事相关领域工作打下了基础。
八、参考文献[1] 张三，李四. 坐标转换原理及应用[M]. 北京：清华大学出版社，2018.[2] 王五，赵六. 坐标转换技术在工程中的应用[J]. 自动化与仪表，2019，35（3）：45-50.[3] 刘七，陈八. 坐标转换误差分析及改进措施[J]. 计算机应用与软件，2017，34（2）：1-5.。