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  • 文章转载于大鹏教你玩数据版权归原作者所有,如有...常见的地理坐标系有哪些?2、投影坐标系是什么?常见的投影坐标系有哪些?3、中国有哪些另类的坐标系?4、如何在arcgis里玩转坐标系?在进行空间数据相关的分析时...

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    坐标转换工具之前发过→多种坐标系向CGCS2000转换(附坐标转换工具下载)

    本文约2500字,阅读需7分钟

    本文要点:

    1、地理坐标系是什么?常见的地理坐标系有哪些?

    2、投影坐标系是什么?常见的投影坐标系有哪些?

    3、中国有哪些另类的坐标系?

    4、如何在arcgis里玩转坐标系?


    在进行空间数据相关的分析时,坐标系是一个绕不过的坎。建立工程时需要选择坐标系,成果数据有时还需要进行坐标转换、Cad数据导入ArcGIS应该定义成什么坐标?火星坐标是什么鬼?百度坐标是什么鬼?这些问题折磨了一批又一批人。

    从整体上来说,坐标系分为地理坐标系和投影坐标系,这些都是什么东东?我们来好好看看~

      1.  

      地理坐标系  

      三维球面坐标  

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    学过地理的我们都知道,地球是一个两极稍扁赤道略鼓的不规则椭圆球体,且地球表面凸凹不平,有些地方是高山,有些地方是深沟。这样的地球表面带来一个很大的问题,就是地球表面无法用数学公式表达。

    于是聪明的地理学家们想出了一个方法:用一个可以近似表示地球表面的规则的椭圆来进行地球表面的定位和测量,这个规则的三维球面就是地理坐标的参考椭球体。

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    那么问题来了,世界上只有一种坐标系吗?、

    当然不是。坐标系的种类多到你不想知道。凸凸给大家总结了几种常用的坐标系:

    • WGS84坐标系

    是国际通用坐标系,也叫地球坐标系,大名鼎鼎的GPS系统就是采用的WGS84坐标系。WGS84坐标系对于具体地方的位置描述可能不如当地坐标系来的准确,但是它对全球范围内的位置估计更准确。谷歌地图(非中国境内)也是采用的WGS84坐标系。在进行不同坐标系之间转换的时候,一般以WGS84坐标系作为基准坐标。

    • 北京54坐标系

    是建国初期提出的地理坐标系,因此在早期有比较广泛的运用,有一定比例的数据使用的是1954北京坐标系。从现代的眼光看,它并不能十分准确地表达我国国境内的空间位置。

    • 西安80坐标系

    由于后期意识到北京54坐标系的不足,我国1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立的我国新地理坐标系,它在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。

    • 2000国家大地坐标系

    我国当前最新的国家大地坐标系。2018年,我国国土资源系统全面采用2000国家大地坐标系,并要求各类国土资源数据向2000国家大地坐标系进行转换。

    • 地方独立坐标系

    许多城市、矿区基于实用、方便与科学的目的,建立了地方坐标系。

    总结一下

    地理坐标系是用经纬度表示的坐标系,国际上通用的地理坐标系是WGS84坐标系。国内常用的地理坐标系有北京54坐标系、西安80坐标系、2000国家大地坐标系以及地方坐标系;其中,西安80坐标系最为常见,也要少部分是北京54坐标系,2000国家大地坐标系将是我国今后的主流坐标系。在涉及到不同坐标系转化的时候,通常是把北京54坐标系、西安80坐标系、2000国家大地坐标系转为通用的WGS84坐标系。

     2. 

     投影坐标系  

     拍平地理坐标系 

    地理坐标系说到底是个椭圆体,在曲面上进行空间数据的处理分析比较复杂,显然不如在一个平面上进行处理来的简单高效,所以在地图制图和线性量测时我们首先考虑把曲面转化成平面。

    而这些需求诞生了投影坐标系。投影坐标系是将三维的地理坐标系投影到二维平面上,形成投影坐标系,就是地理坐标系+投影过程。投影坐标系是用距离单位表示的坐标系,如米。

    投影的方法多种多样,以下是一些投影转换的方法:

    88a428b7ca604bc34e5cee51f5b5d64b.png

    既然有多重地理坐标系,投影坐标系当然也有很多,常用的有:

    • UTM投影坐标系

     WGS84地理坐标系常采用UTM投影坐标系。如何确定一个地区的UTM投影带数?UTM投影是从180度经线开始向东每6°为一个投影带,我国从西到东一共跨过了11个投影带,每个投影带的经度范围如下图,根据这张图我们就能很容易判断一个地点的UTM投影带,以上海为例,上海的经度约为东经121°,从下图可知其位于51度带。

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    我国UTM投影带的分布情况

    • 高斯-克吕格投影坐标系

    这是中国常用的坐标系。我国的地形图有如下基本比例尺:1:5千,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万,1:100万。其中,大于等于1:50万的地形图均采用高斯-克吕格投影,因此,我们平时接触到的cad地形图均为高斯-克吕格投影,绝大多数为北京54高斯-克吕格投影或者西安80高斯-克吕格投影,知道了这个知识大家是不是就能在ArcGIS中定义cad文件的坐标啦。

    高斯-克吕格投影坐标系又分为3°分带高斯-克吕格投影坐标系和6°分带投影坐标系,其中,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万这几个比例尺的地形图采用6°分带,而1:1万及大于1:1万的图采用3°分带。概括来说,6°带用于中小比例尺测图,3°带用于大比例尺测图,城建坐标多采用3°带的高斯投影,因此,我们在平时项目中接触到的基地CAD文件多为3°带高斯投影,大家可以直接用3°带来定义坐标。3°分带高斯-克吕格投影从1.5°经线开始向东每3°为一个投影带。

    我国横跨22个投影带,每个投影带的经度范围如下图,根据这张图我们就能很容易判断一个地点的高斯投影带。以北京为例,北京的经度约为东经116°,其位于39度带。(后面直接操作部分会给大家详细讲解如何定义CAD文件的高斯投影).

    此外,我国1:100万地形图采用兰勃特投影,这个使用较少,大家可以忽略。

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    我国高斯-克吕格投影带的分布情况

    道理我都懂,但是我还是看不懂投影坐标系的名字怎么办?

    投影坐标系的名字其实分成三部分:它所使用的地理坐标系+以几度分的投影带+所在的投影带。由于投影带有两种表示方法:

    1.以zone来表示; 

    2.以中央经线来表示。

    所以下面我们就这两种表达方法分别进行举例说明:

    • 以Zone表达投影带

    在ArcGIS中,我们可以看到西安80坐标系下,有这样一系列的投影坐标系:

    5a5e17bfc83996720d85fa53cc87cdc8.png

    以Xian_1980_3_Degree_GK_Zone_30投影坐标系为例,这些数字是什么意思呢?

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    • 以中央经度表示投影带

    同样是地理坐标系是西安80坐标系的例子:

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    以Xian_1980_3_Degree_GK_CM_102E投影坐标系为例,Xian_1980_3_Degree与上面的例子含义都一样CM_102E表示的是中央经线(也就是投影带的中线)是东经102度。

     3.

      国内的另类坐标  

      用于保密的特殊算法  

    在我国,出于安全考虑,所有的公开的电子地图、导航设备,都需要加入国家保密插件,它是对真实坐标系统进行人为的加偏处理,按照特殊的算法,将真实的坐标加密成虚假的坐标。

    这个加偏并不是线性的加偏,所以各地的偏移情况都会有所不同,而加密后的坐标也常被人称为火星坐标系统(GCJ02,国内大部分的在线地图都是采用的火星坐标系,而百度地图采用的是百度坐标(BD09),百度坐标是在火星坐标的基础上又经过加偏处理产生的。

    769f2fb84d63f5f94dea6fc3c0070dd9.png我国各地图采用的坐标系

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    - END -

    现有测绘成果转换到2000国家大地坐标系统指南

    ArcGIS和COORD进行坐标七参数转换国家2000的方法

    2000国家大地坐标系与现行坐标系关系

    一篇非常详细的坐标系统学习PPT,值得学习!坐标问题不再头疼

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  • 常见的地理坐标系有哪些?2、投影坐标系是什么?常见的投影坐标系有哪些?3、关于坐标转换。4、如何在ArcGis里玩转坐标系?中国有哪些另类的坐标系?在进行空间数据相关的分析时,坐标系是一个绕不过的坎。建立工程...

    dc3e3392f04f8647c9d2a5c4894fbc9a.gif

    本文要点:

    1、地理坐标系是什么?常见的地理坐标系有哪些?

    2、投影坐标系是什么?常见的投影坐标系有哪些?

    3、关于坐标转换。

    4、如何在ArcGis里玩转坐标系?中国有哪些另类的坐标系?


    在进行空间数据相关的分析时,坐标系是一个绕不过的坎。建立工程时需要选择坐标系,成果数据有时还需要进行坐标转换、Cad数据导入ArcGIS应该定义成什么坐标?火星坐标是什么鬼?百度坐标是什么鬼?这些问题折磨了一批又一批人。

    从整体上来说,坐标系分为地理坐标系和投影坐标系,这些都是什么东东?我们来好好看看~

      1  

      地理坐标系  

      三维球面坐标  

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    学过地理的我们都知道,地球是一个两极稍扁赤道略鼓的不规则椭圆球体,且地球表面凸凹不平,有些地方是高山,有些地方是深沟。这样的地球表面带来一个很大的问题,就是地球表面无法用数学公式表达。

    于是聪明的地理学家们想出了一个方法:用一个可以近似表示地球表面规则的椭圆来进行地球表面的定位和测量,这个规则的三维球面就是地理坐标的参考椭球体。

    83e1179cd41783fda64e182b0e91398a.png

    那么问题来了,世界上只有一种坐标系吗?

    当然不是。坐标系的种类多到你不想知道。这里给大家总结了几种常用的坐标系:

    • WGS84坐标系

    是国际通用坐标系,也叫地球坐标系,大名鼎鼎的GPS系统就是采用的WGS84坐标系。WGS84坐标系对于具体地方的位置描述可能不如当地坐标系来的准确,但是它对全球范围内的位置估计更准确。谷歌地图(非中国境内)也是采用的WGS84坐标系。在进行不同坐标系之间转换的时候,一般以WGS84坐标系作为基准坐标。

    • 北京54坐标系

    是建国初期提出的地理坐标系,因此在早期有比较广泛的运用,有一定比例的数据使用的是1954北京坐标系。从现代的眼光看,它并不能十分准确地表达我国国境内的空间位置。

    • 西安80坐标系

    由于后期意识到北京54坐标系的不足,我国1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立的我国新地理坐标系,它在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。

    • 2000国家大地坐标系

    我国当前最新的国家大地坐标系。2018年,我国国土资源系统全面采用2000国家大地坐标系,并要求各类国土资源数据向2000国家大地坐标系进行转换。

    • 地方独立坐标系

    许多城市、矿区基于实用、方便与科学的目的,建立了地方坐标系。

    总结一下

    地理坐标系是用经纬度表示的坐标系,国际上通用的地理坐标系是WGS84坐标系。国内常用的地理坐标系有北京54坐标系、西安80坐标系、2000国家大地坐标系以及地方坐标系;其中,西安80坐标系最为常见,也要少部分是北京54坐标系,2000国家大地坐标系将是我国今后的主流坐标系。在涉及到不同坐标系转化的时候,通常是把北京54坐标系、西安80坐标系、2000国家大地坐标系转为通用的WGS84坐标系。

     2 

     投影坐标系  

     拍平地理坐标系 

    地理坐标系说到底是个椭圆体,在曲面上进行空间数据的处理分析比较复杂,显然不如在一个平面上进行处理来的简单高效,所以在地图制图和线性量测时我们首先考虑把曲面转化成平面。

    而这些需求诞生了投影坐标系。投影坐标系是将三维的地理坐标系投影到二维平面上,形成投影坐标系,就是地理坐标系+投影过程。投影坐标系是用距离单位表示的坐标系,如米。

    投影的方法多种多样,以下是一些投影转换的方法:

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    既然有多种地理坐标系,投影坐标系当然也有很多,常用的有:

    • UTM投影坐标系

     WGS84地理坐标系常采用UTM投影坐标系。如何确定一个地区的UTM投影带数?UTM投影是从180度经线开始向东每6°为一个投影带,我国从西到东一共跨过了11个投影带,每个投影带的经度范围如下图,根据这张图我们就能很容易判断一个地点的UTM投影带,以上海为例,上海的经度约为东经121°,从下图可知其位于51度带。

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    我国UTM投影带的分布情况

    • 高斯-克吕格投影坐标系

    这是中国常用的坐标系。我国的地形图有如下基本比例尺:1:5千,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万,1:100万。其中,大于等于1:50万的地形图均采用高斯-克吕格投影,因此,我们平时接触到的cad地形图均为高斯-克吕格投影,绝大多数为北京54高斯-克吕格投影或者西安80高斯-克吕格投影,知道了这个知识大家是不是就能在ArcGIS中定义cad文件的坐标啦。

    高斯-克吕格投影坐标系又分为3°分带高斯-克吕格投影坐标系和6°分带投影坐标系,其中,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万这几个比例尺的地形图采用6°分带,而1:1万及大于1:1万的图采用3°分带。概括来说,6°带用于中小比例尺测图,3°带用于大比例尺测图,城建坐标多采用3°带的高斯投影,因此,我们在平时项目中接触到的基地CAD文件多为3°带高斯投影,大家可以直接用3°带来定义坐标。3°分带高斯-克吕格投影从1.5°经线开始向东每3°为一个投影带。

    我国横跨22个投影带,每个投影带的经度范围如下图,根据这张图我们就能很容易判断一个地点的高斯投影带。以北京为例,北京的经度约为东经116°,其位于39度带。(后面直接操作部分会给大家详细讲解如何定义CAD文件的高斯投影).

    此外,我国1:100万地形图采用兰勃特投影,这个使用较少,大家可以忽略。

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    我国高斯-克吕格投影带的分布情况

    道理我都懂,但是我还是看不懂投影坐标系的名字怎么办?

    投影坐标系的名字其实分成三部分:它所使用的地理坐标系+以几度分的投影带+所在的投影带。由于投影带有两种表示方法:

    1.以zone来表示; 

    2.以中央经线来表示。

    所以下面我们就这两种表达方法分别进行举例说明:

    • 以Zone表达投影带

    在ArcGIS中,我们可以看到西安80坐标系下,有这样一系列的投影坐标系:

    b9d147a62b63d7b687c7ca31c2d5983a.png

    以Xian_1980_3_Degree_GK_Zone_30投影坐标系为例,这些数字是什么意思呢?

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    • 以中央经度表示投影带

    同样是地理坐标系是西安80坐标系的例子:

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    以Xian_1980_3_Degree_GK_CM_102E投影坐标系为例,Xian_1980_3_Degree与上面的例子含义都一样CM_102E表示的是中央经线(也就是投影带的中线)是东经102度。

     3 

    坐标转换

    各种坐标怎样转换是大家最关心的。

    首先有一点要牢记:

    同一参考椭球下,大地坐标与空间直角坐标之间的转换是严密的(数学关系对应),它们与平面坐标的转换是不严密的,需要做投影转换(想想也明白,把球面展成平面那可是难住了好多科学家呀)。而不同参考椭球之间的坐标转换永远都是非严密的。

    坐标转换原理:

    • 同一椭球下的转换

    同一椭球下,大地坐标(B、L、H)与空间直角坐标(X、Y、Z)之间的转换是严密的,其公式为:

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    而大地坐标(B、L、H)与空间直角坐标(X、Y、Z)向平面直角坐标的转换属于非严密的,需要进行球面到平面的投影选择,通常将空间直角坐标转换为大地坐标,然后在大地坐标和平面直角坐标之间采用高斯正算和反算公式进行计算。

    • 不同椭球下的转换

    不同参考椭球下的坐标转换实质是基准的转换。如空间定位技术所采用的全球基准与地面网所采用的局部基准间的转换。通常的转换模型有布尔莎-沃尔夫模型和莫洛金斯基模型。这两种模型都常用且非常相似,布尔莎模型在进行全球或者较大范围内较为常用,但是莫洛金斯基模型可以克服布尔莎模型中旋转参数与平移参数相关性高的问题。

    两个坐标系的转换通常有三维七参数模型和二维四参数模型。

    布尔莎模型又称为七参数转换,或者七参数赫尔默特变换。该模型共采用7个参数,分别为三个平移参数(ΔX、ΔY、ΔZ)和三个旋转参数(ωx、 ωy、ωz)和一个尺度参数k。

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    上式是一个WGS84下的空间直角坐标转换到CGCS2000下的空间直角坐标的布尔莎模型,有七个未知参数,简单的求解,只需要3个公共点就可以了,如果要得到严密解,就需要更多的公共点进行最小二乘平差解算。而对于大地坐标,可以转成空间直角坐标再解算,也可以直接利用布尔莎模型。

     4 

      国内的另类坐标  

      用于保密的特殊算法  

    在我国,出于安全考虑,所有的公开的电子地图、导航设备,都需要加入国家保密插件,它是对真实坐标系统进行人为的加偏处理,按照特殊的算法,将真实的坐标加密成虚假的坐标。

    这个加偏并不是线性的加偏,所以各地的偏移情况都会有所不同,而加密后的坐标也常被人称为火星坐标系统(GCJ02,国内大部分的在线地图都是采用的火星坐标系,而百度地图采用的是百度坐标(BD09),百度坐标是在火星坐标的基础上又经过加偏处理产生的。

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    我国各地图采用的坐标系

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  • 常见的地理坐标系有哪些?2、投影坐标系是什么?常见的投影坐标系有哪些?3、关于坐标转换。4、如何在ArcGis里玩转坐标系?中国有哪些另类的坐标系?在进行空间数据相关的分析时,坐标系是一个绕不过的坎。建立工程...

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    本文要点:

    1、地理坐标系是什么?常见的地理坐标系有哪些?

    2、投影坐标系是什么?常见的投影坐标系有哪些?

    3、关于坐标转换。

    4、如何在ArcGis里玩转坐标系?中国有哪些另类的坐标系?


    在进行空间数据相关的分析时,坐标系是一个绕不过的坎。建立工程时需要选择坐标系,成果数据有时还需要进行坐标转换、Cad数据导入ArcGIS应该定义成什么坐标?火星坐标是什么鬼?百度坐标是什么鬼?这些问题折磨了一批又一批人。

    从整体上来说,坐标系分为地理坐标系和投影坐标系,这些都是什么东东?我们来好好看看~

      1.  

      地理坐标系  

      三维球面坐标  

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    学过地理的我们都知道,地球是一个两极稍扁赤道略鼓的不规则椭圆球体,且地球表面凸凹不平,有些地方是高山,有些地方是深沟。这样的地球表面带来一个很大的问题,就是地球表面无法用数学公式表达。

    于是聪明的地理学家们想出了一个方法:用一个可以近似表示地球表面的规则的椭圆来进行地球表面的定位和测量,这个规则的三维球面就是地理坐标的参考椭球体。

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    那么问题来了,世界上只有一种坐标系吗?、

    当然不是。坐标系的种类多到你不想知道。凸凸给大家总结了几种常用的坐标系:

    • WGS84坐标系

    是国际通用坐标系,也叫地球坐标系,大名鼎鼎的GPS系统就是采用的WGS84坐标系。WGS84坐标系对于具体地方的位置描述可能不如当地坐标系来的准确,但是它对全球范围内的位置估计更准确。谷歌地图(非中国境内)也是采用的WGS84坐标系。在进行不同坐标系之间转换的时候,一般以WGS84坐标系作为基准坐标。

    • 北京54坐标系

    是建国初期提出的地理坐标系,因此在早期有比较广泛的运用,有一定比例的数据使用的是1954北京坐标系。从现代的眼光看,它并不能十分准确地表达我国国境内的空间位置。

    • 西安80坐标系

    由于后期意识到北京54坐标系的不足,我国1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议,确定重新定位,建立的我国新地理坐标系,它在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。

    • 2000国家大地坐标系

    我国当前最新的国家大地坐标系。2018年,我国国土资源系统全面采用2000国家大地坐标系,并要求各类国土资源数据向2000国家大地坐标系进行转换。

    • 地方独立坐标系

    许多城市、矿区基于实用、方便与科学的目的,建立了地方坐标系。

    总结一下

    地理坐标系是用经纬度表示的坐标系,国际上通用的地理坐标系是WGS84坐标系。国内常用的地理坐标系有北京54坐标系、西安80坐标系、2000国家大地坐标系以及地方坐标系;其中,西安80坐标系最为常见,也要少部分是北京54坐标系,2000国家大地坐标系将是我国今后的主流坐标系。在涉及到不同坐标系转化的时候,通常是把北京54坐标系、西安80坐标系、2000国家大地坐标系转为通用的WGS84坐标系。

     2. 

     投影坐标系  

     拍平地理坐标系 

    地理坐标系说到底是个椭圆体,在曲面上进行空间数据的处理分析比较复杂,显然不如在一个平面上进行处理来的简单高效,所以在地图制图和线性量测时我们首先考虑把曲面转化成平面。

    而这些需求诞生了投影坐标系。投影坐标系是将三维的地理坐标系投影到二维平面上,形成投影坐标系,就是地理坐标系+投影过程。投影坐标系是用距离单位表示的坐标系,如米。

    投影的方法多种多样,以下是一些投影转换的方法:

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    既然有多重地理坐标系,投影坐标系当然也有很多,常用的有:

    • UTM投影坐标系

     WGS84地理坐标系常采用UTM投影坐标系。如何确定一个地区的UTM投影带数?UTM投影是从180度经线开始向东每6°为一个投影带,我国从西到东一共跨过了11个投影带,每个投影带的经度范围如下图,根据这张图我们就能很容易判断一个地点的UTM投影带,以上海为例,上海的经度约为东经121°,从下图可知其位于51度带。

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    我国UTM投影带的分布情况

    • 高斯-克吕格投影坐标系

    这是中国常用的坐标系。我国的地形图有如下基本比例尺:1:5千,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万,1:100万。其中,大于等于1:50万的地形图均采用高斯-克吕格投影,因此,我们平时接触到的cad地形图均为高斯-克吕格投影,绝大多数为北京54高斯-克吕格投影或者西安80高斯-克吕格投影,知道了这个知识大家是不是就能在ArcGIS中定义cad文件的坐标啦。

    高斯-克吕格投影坐标系又分为3°分带高斯-克吕格投影坐标系和6°分带投影坐标系,其中,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万这几个比例尺的地形图采用6°分带,而1:1万及大于1:1万的图采用3°分带。概括来说,6°带用于中小比例尺测图,3°带用于大比例尺测图,城建坐标多采用3°带的高斯投影,因此,我们在平时项目中接触到的基地CAD文件多为3°带高斯投影,大家可以直接用3°带来定义坐标。3°分带高斯-克吕格投影从1.5°经线开始向东每3°为一个投影带。

    我国横跨22个投影带,每个投影带的经度范围如下图,根据这张图我们就能很容易判断一个地点的高斯投影带。以北京为例,北京的经度约为东经116°,其位于39度带。(后面直接操作部分会给大家详细讲解如何定义CAD文件的高斯投影).

    此外,我国1:100万地形图采用兰勃特投影,这个使用较少,大家可以忽略。

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    我国高斯-克吕格投影带的分布情况

    道理我都懂,但是我还是看不懂投影坐标系的名字怎么办?

    投影坐标系的名字其实分成三部分:它所使用的地理坐标系+以几度分的投影带+所在的投影带。由于投影带有两种表示方法:

    1.以zone来表示; 

    2.以中央经线来表示。

    所以下面我们就这两种表达方法分别进行举例说明:

    • 以Zone表达投影带

    在ArcGIS中,我们可以看到西安80坐标系下,有这样一系列的投影坐标系:

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    以Xian_1980_3_Degree_GK_Zone_30投影坐标系为例,这些数字是什么意思呢?

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    • 以中央经度表示投影带

    同样是地理坐标系是西安80坐标系的例子:

    baf1e37134021580886012d7bfbf694d.png

    以Xian_1980_3_Degree_GK_CM_102E投影坐标系为例,Xian_1980_3_Degree与上面的例子含义都一样CM_102E表示的是中央经线(也就是投影带的中线)是东经102度。

    3.

    坐标转换

    各种坐标怎样转换是大家最关心的。

    首先有一点要牢记:

    同一参考椭球下,大地坐标与空间直角坐标之间的转换是严密的(数学关系对应),它们与平面坐标的转换是不严密的,需要做投影转换(想想也明白,把球面展成平面那可是难住了好多科学家呀)。而不同参考椭球之间的坐标转换永远都是非严密的。

    坐标转换原理:

    • 同一椭球下的转换

    同一椭球下,大地坐标(B、L、H)与空间直角坐标(X、Y、Z)之间的转换是严密的,其公式为:

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    而大地坐标(B、L、H)与空间直角坐标(X、Y、Z)向平面直角坐标的转换属于非严密的,需要进行球面到平面的投影选择,通常将空间直角坐标转换为大地坐标,然后在大地坐标和平面直角坐标之间采用高斯正算和反算公式进行计算。

    • 不同椭球下的转换

    不同参考椭球下的坐标转换实质是基准的转换。如空间定位技术所采用的全球基准与地面网所采用的局部基准间的转换。通常的转换模型有布尔莎-沃尔夫模型和莫洛金斯基模型。这两种模型都常用且非常相似,布尔莎模型在进行全球或者较大范围内较为常用,但是莫洛金斯基模型可以克服布尔莎模型中旋转参数与平移参数相关性高的问题。

    两个坐标系的转换通常有三维七参数模型和二维四参数模型。

    布尔莎模型又称为七参数转换,或者七参数赫尔默特变换。该模型共采用7个参数,分别为三个平移参数(ΔX、ΔY、ΔZ)和三个旋转参数(ωx、 ωy、ωz)和一个尺度参数k。

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    上式是一个WGS84下的空间直角坐标转换到CGCS2000下的空间直角坐标的布尔莎模型,有七个未知参数,简单的求解,只需要3个公共点就可以了,如果要得到严密解,就需要更多的公共点进行最小二乘平差解算。而对于大地坐标,可以转成空间直角坐标再解算,也可以直接利用布尔莎模型。

     4.

      国内的另类坐标  

      用于保密的特殊算法  

    在我国,出于安全考虑,所有的公开的电子地图、导航设备,都需要加入国家保密插件,它是对真实坐标系统进行人为的加偏处理,按照特殊的算法,将真实的坐标加密成虚假的坐标。

    这个加偏并不是线性的加偏,所以各地的偏移情况都会有所不同,而加密后的坐标也常被人称为火星坐标系统(GCJ02,国内大部分的在线地图都是采用的火星坐标系,而百度地图采用的是百度坐标(BD09),百度坐标是在火星坐标的基础上又经过加偏处理产生的。

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    我国各地图采用的坐标系

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    来源:大鹏教你玩数据、GIS前沿 部分节段转载于CSDN-城南老宋

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  • 坐标系统哪些

    2019-08-02 12:21:12
    工作原因,经常和地理数据打交道,发现不少甚至是从事GIS工作的人都搞不清楚坐标系统。...2)大地坐标系与地理坐标系有何不同?大地坐标系和地理坐标系都是经纬度表示的坐标系,本身并不包含投影信...

    工作原因,经常和地理数据打交道,发现不少甚至是从事GIS工作的人都搞不清楚坐标系统。确实,坐标相关术语繁多,内容也相当复杂。我把常见的一些问题列举出来,采用问答的方式进行说明。

    1)说“经纬度投影”对吗?

    经纬度表示的是地理坐标系(单位是度),不是投影坐标系(单位是米),两者放一起明显不妥。

    2)大地坐标系与地理坐标系有何不同?
    大地坐标系和地理坐标系都是经纬度表示的坐标系,本身并不包含投影信息,很多时候,这两种说法都是相同的。

    3)为什么有地理坐标系和投影坐标系之分?

    由于经纬度的度数不对应某一标准长度,因此无法精确测量距离或面积,也难以在平面地图或计算机屏幕上显示数据。在使用许多(不是全部)GIS 分析和制图应用程序时,经常需要由投影坐标系提供的更稳定的平面坐标框架。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,而后者则是基于球体或旋转椭球体的。在投影坐标系中,通过格网上的 x,y 坐标来标识位置,其原点位于格网中心。

    4)通常所说的西安80,北京54是指什么?

    GIS中的坐标系统定义由基准面和地图投影两组参数确定,基准面对应一个参考椭球体,我们常说的北京54、西安80、国家大地2000坐标系都是指其参考椭球体。基于这种椭球体,我们能定义出大地坐标系和投影坐标系。只说一个西安80是不能确定坐标系统的,因为没有说明有没有投影及投影信息。如果不指明投影方式,则认为西安80、北京54的表现形式为大地坐标,而不是投影平面直角坐标。

    5)什么都是高斯投影 ?

    高斯-克吕格投影属于横轴墨卡托投影,能小范围内保持形状不变,因此被国内普遍采用,但在表示小比例尺数据时,这种投影明显不合适。就中国来说,一般50万以上比例尺采用高斯投影,50万以下采用兰伯特投影。数据用途不同,具体的投影方式各有不同,有的是为了保持面积不变,有的是为了保持形状不变。另一种世界常用的投影是UTM(通用墨卡托投影),高斯-克吕格投影是“等角横切椭圆柱投影”,投影后中央经线保持长度不变,即比例系数为1;UTM投影是“等角横轴割圆柱投影”,圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈,投影后两条割线上没有变形,中央经线上长度比 0.9996。

    6)北京54,西安80,WGS84,国家2000 有何不同?

    54和80本质上是参心坐标系,大地原点分别在苏联和西安,原点是参考椭球的几何中心,这类坐标难以表达高度信息,精度信息等也不够,正被淘汰。。 84和2000本质上是地心坐标系,即以地球质量中心作为坐标系原点。 54的椭球体长半轴半径是6378245米,80为6378140米,84和2000坐标系一样,都是6378137米。国家最新的2000坐标系和WGS84据说在厘米级都是一样的,但和80坐标在高纬度地区误差达十几倍。

    7) Google、Microsoft、ArcGIS提供的地图服务分别采用了什么坐标系?

    现在都统一为了Web Mercator,即正轴墨卡托投影,和UTM(常规墨卡托)投影的主要区别是为了实现上的方便,把地球模拟为球体而非椭球体,精度理论上差别0.33%,比例尺大时基本可以忽略。同时纬度范围变成了(-85,85),南北极显示不了,但不影响正常使用,这样也减少了切图数量。

    8)ArcGIS的空间参考与坐标系统?

    ArcGIS的空间参考信息SpatialReference,不仅包含了坐标系统的定义,还包括容差Tolerance和分辨率Resolution等,通常由Prj文件表示。ArcGIS中的坐标系统分地理坐标系和投影坐标系,其中投影坐标系也一定包含一个地理坐标系,反之不然。

     

    文章转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_681b9c910100q5c4.html

    转载于:https://www.cnblogs.com/tiandi/archive/2011/12/03/2274903.html

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    2019-07-04 11:46:43
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