地理坐标系统和投影坐标系统坐标系统

椭球体和大地基准面
大地水准面：假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面 延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交而形成的一个 连续、闭合的水准面，这就是大地水准面。
大地球体：大地水准面所包围的球体。
椭球体：大地水准面与具有微小扁率的旋转椭球面非常接近，在 测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体，即用来代表地球 形状，这个旋转椭球体通常称为椭球体，简称椭球体。
地理坐标系统和投影坐标系统
姓名：姜春 专业：自然地理学 方向：环境与资源信息系统
主要内容
1.地理坐标系统
1.1椭球体和大地基准面 1.2常用的地理坐标系统
2.投影坐标系统
2.1高斯-克吕格投影 2.2通用横轴墨卡托投影
地理坐标系统
地理坐标系统（Geographic Coordinate System）：以经纬度为 地图的存储单位的球面坐标系统。
高 斯 克 吕 格 投 影 的 分 带
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高斯-克吕格投影
6度带是从0度子午线开始，自西向东每隔经差6为一投影带，全球分为60带，各带的 带号用自然序数1，2，3，…，60表示。即以东经0~6为第一带，其中央经线为3E，东 经6~12为第二带，其中央经线为9E，其余类推。
6度带中央子午线计算公式：中央子午线L=6 ×（N＋1）－3 。N=当地经度/6，N值 不进行四舍五入，只取整数部分，（N＋1）即为6度带的带号。 如广州的经度为E113度15分，则为第19带，中央经线为E111。
西安80坐标系：属参心大地坐标系； 采用既含几何参数又含物理参数的四个椭球基本 参数，数值采用1975年大地测量学联合会（IUG） 第16届大会上的推荐值； 大地原点定在我国中部地区的陕西省泾阳县永乐 镇，简称西安原点； 大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海 水面为基准。
常用的地理坐标系统
几种常见的椭球体及参数列表
椭球体和大地基准面
北京54基准面：采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并与 前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标 系，定名为1954年北京坐标系。因此，1954年北京坐标系可以 认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京而是在 前苏联的普尔科沃。
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，小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影，又叫兰勃特投影 (Lambert Conformal Conic) 。1：2.5万至1：50万比例尺地形图采用经差6度分带，1：1 万比例尺地形图采用经差3度分带。
高斯-克吕格投影
变形特征：①投影带中央子午线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影对称轴；
②投影具有等角性质； ③中央经线投影后保持长度不变。该投影中央子午线没有任何变形，除 此线上长度比为1外、其它任何点长度比＞1，离中央经线愈远，变形 愈大，故必须采用分带投影加以限制。长度比等变形线平行于中央轴子 午线。
3度带是在以及分带子午线 重合， 3度带是从东经1度30分的经线开始，每隔3度为一带，全球划分为120个投影带。
3度带中央子午线计算公式：中央子午线L=3 ×N 。N=当地经度/3，N值进行四舍五入后 即为3度带的带号 。 如广州的经度为E113度15分，则为第38带，中央经线为E114。
投影坐标系统
地图投影：是指建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一 对应关系。实质是利用一定得数学法则把地球表面上的经纬线网 表示到平面上。 投影坐标系统：实质上是平面坐标系统，地图单位通常为米。
球面坐标
平面直角坐标
高斯-克吕格投影
高斯-克吕格投影：又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator)亦称 等角横切椭圆柱投影，即假想用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带 的中央子午线，按规定投影条件，将中央子午线两侧一定经差范围 内的经纬线交点投影到椭圆柱上，并将此圆柱面展为平面，即得 本投影。
WGS84基准面：WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一 地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以 WGS1984为基准。
常用的地理坐标系统
北京54坐标系：参心大地坐标系；采用克拉索夫斯基椭球参数 （a=6878245m，扁率=1：298.3）；
大地原点是原苏联的普尔科沃； 大地点高程是以1956年青岛验潮站求出的黄海 平均海水面为基准;高程异常是以原苏联1955年 大地水准面重新平差结果为水准起算值,按我国 天文水准路线推算出来的 。
西安80基准面：采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量 与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。该坐标系的大地原 点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约 60公里，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。高程基 准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面 （即1985国家高程基准）。
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基准面。基准面是在椭球体基础上 建立的，椭球体可以对应多个基准面，而基准面只能对应一个椭 球体。
椭球体和大地基准面
椭球体和大地基准面
椭球体和大地基准面
一个基准面只对应一个椭球体，一个椭球体可以对应多个基准面
椭球体和大地基准面
WGS84坐标系：地心坐标系； 坐标原点为地球的质心； 其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局
（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方，X 轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤 道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐 标系，称为1984年世界大地坐标系；
参考椭球体采用1975年国际大地测量协会公布 的WGS84椭球体；
通用横轴墨卡托投影
通用横轴墨卡托（Universal Transverse Mercator,UTM）投影：是横轴等角割圆柱投 影，于1936年由国际测量与地球物理协会建立的，为许多国家以及国际制图组织所采用。 对于制作比例尺是1:2.5万以及更大的区域地图来说，UTM是一个极好的系统。随着比 例尺的减小，UTM投影变换的畸变程度将逐渐增大。 UTM坐标系统适合全世界范围，将84N到80S的地球表面分为60个带,每个带覆盖6个经 度,从180W开始编为第一带,依次编号。 在UTM坐标系统下，广州为第49带。