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  • 坐标

    千次阅读 2013-03-20 15:02:55
    bd09经纬度坐标。允许的值为bd09ll、bd09mc、gcj02、wgs84。bd09ll表示百度经纬度坐标,bd09mc表示百度墨卡托坐标,gcj02表示经过国测局加密的坐标,wgs84表示gps获取的坐标
    bd09经纬度坐标。允许的值为bd09ll、bd09mc、gcj02、wgs84。bd09ll表示百度经纬度坐标,bd09mc表示百度墨卡托坐标,gcj02表示经过国测局加密的坐标,wgs84表示gps获取的坐标
    
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  • 用过CASS的人都知道,野外数字测图得到的点数据(平面坐标)可以直接导入到CASS中,进一步绘制地形图。那么,带有坐标的数据能不能在ArcGIS中实现点图层的生成呢?答案是必须的! 本文以气象台站shp数据的生成为例...

    用过CASS的人都知道,野外数字测图得到的点数据(平面坐标)可以直接导入到CASS中,进一步绘制地形图。那么,带有坐标的数据能不能在ArcGIS中实现点图层的生成呢?答案是必须的!

    本文以气象台站shp数据的生成为例,详细介绍ArcGIS 10.2中导入X、Y坐标(这里指的是经度、纬度),生成Shapefile点数据的流程。

    相关阅读:《全站仪、RTK测量坐标数据在CASS和ArcGIS中展点的区别和联系

    目录

    1、数据准备

    2、添加X、Y数据

    3、属性表连接(Join)

    4、导出为Shapefile矢量数据

    5、自定义投影转换


    1、数据准备

    链接:https://pan.baidu.com/s/1eaulWklowfB-Qd5S-7wnkA
    提取码:4ugl

    2、添加X、Y数据

    (1)【文件】→【添加数据】→【添加XY数据】

    add xy data

    (2)选择“气象台站.xlsx”中的sheet“气象台站”,X字段为经度,Y字段为纬度,Z字段为高程(此处没有),选择地理坐标系CGCS2000。

        注意:坐标系只能选择地理坐标系,而不能选择投影坐标系!!!

    选取字段、坐标系

        点击【确定】。

       (3)结果展示

    3、属性表连接(Join)

        属性表连接为可选项,可以不用连接,本文以连接各个气象台站的气温和降水数据为例。

    (1)数据准备:气温降水.xlsx(点击下载

    (2)属性表连接

    (3)结果展示

    4、导出为Shapefile矢量数据

    5、自定义投影转换

    为了后面的计算面积等操作方便,现进行投影转换,本文自定义一个Albers投影,并进行投影转换。

    注意:Albers投影的参数为中央经线105,标准纬线一25,标准纬线二47。

        结果展示:

    刘一哥GIS:专注GIS教育,探索GIS奥秘,分享GIS价值 !

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  • 地理坐标系与投影坐标系的区别

    万次阅读 多人点赞 2018-08-17 22:57:17
    平时开展GIS开发、研究、应用工作,总会接触到坐标系,也会遇到坐标转换的问题,如地理坐标系、投影坐标系等。 地理坐标系是球面坐标,参考平面是椭球面,坐标单位是经纬度; 投影坐标系是平面坐标系,参考平面...

    1.基本概念

            平时开展GIS开发、研究、应用工作,总会接触到坐标系,也会遇到坐标转换的问题,如地理坐标系、投影坐标系等。

            地理坐标系是球面坐标,参考平面是椭球面,坐标单位是经纬度;

            投影坐标系是平面坐标系,参考平面是水平面,坐标单位是米、千米等。

            地理坐标系转换到投影坐标系的过程理解为投影,即将不规则的地球曲面转换为平面。

            在当前的信息化的技术条件下,直接使用地理坐标系是不是更加真实准确,像谷歌地球;投影毕竟存在各种变形。

    地理坐标系的WKID介绍:Geographic Coordinate Systems

    投影坐标系的WKID介绍:Projected Coordinate Systems

    EPSG:European Petroleum Survey Group,欧洲石油调查组织,

    该组织负责专门维护地球上所有的测量坐标系统,并且给每组坐标系统都赋予了一个编号和一组描述(WKT),

    比如大家常用的WGS84坐标系编号就是EPSG:4326,再比如互联网地图(谷歌、高德等)常用的伪墨卡托投影编号就是EPSG:3857。

    可以理解成EPSG给大家维护了无数把尺子,并且给每把尺子搞了个编号,还标明了这把尺子适合什么条件下用。

     

    2. 地理坐标系

    2.1 地球的三级逼近

    2.1.1 大地水准面

            地球的自然表面不是平整的,需要想办法用数学公式描述地球表面,只能设想一个近似的数学面。

            大地水准面是地球表面的第一级逼近。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的一个连续、闭合的曲面,这就是大地水准面。

            地球椭球体是地球表面的第二级逼近。大地水准面可以近似成一个规则成椭球体,但并不是完全规则,其形状接近一个扁率极小的椭圆绕短轴旋转所形成的规则椭球体,这个椭球体称为地球椭球体。

            地球椭球体的基本参数:

    长半轴(赤道半径)    a
    短半轴(极半径)      b
    椭球体的扁率         à=(a-b)/a
    第一偏心率           è=(a2-b2)/a2
    第二偏心率           é=(a2-b2)/ b2
    

    常见的椭球体的参数:

    	克拉索夫斯基椭球	   1975 GRS椭球体	   WGS-84椭球体
    a	6 378 245.000 m	   6 378 140.000 m	   6 378 137.000 m
    b	6 356 863.019 m	   6 356 755.288 m	   6 356 752.314 m
    à	   1/298.3	         1/298.257	        1/298.257 224
    è	0.006 693 422	   0.006 694 385	   0.006 694 380
    é	0.006 738 525	   0.006 739 502	   0.006 739 497
    

    大地基准面是地球表面的第三极逼近。

            椭球体是对地球的抽象,不能与地球表面完全重合,在设置参考椭球体的时候必然会出现有的地方贴近的好(参考椭球体与地球表面位置接近),有地地方贴近的不好的问题,因此这里还需要一个大地基准面来控制参考椭球和地球的相对位置。有以下两类基准面:

            地心基准面: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。

           区域基准面:特定区域内与地球表面吻合,大地原点是参考椭球与大地水准面相切的点,例如Beijing-54、Xian-80。称谓的Beijing-54、Xian-80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。

            地心大地坐标系:指经过定位与定向后,地球椭球的中心与地球质心重合。如CGCS2000、WGS84。

            参心大地坐标系:指经过定位与定向后,地球椭球的中心不与地球质心重合而是接近地球质心。区域性大地坐标系是我国基本测图和常规大地测量的基础。如Beijing-54、Xian-80。

    2.2 地理坐标

            地理坐标,就是用经线(子午线)、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。

            一般地理坐标可分为三种,天文经纬度,大地经纬度,地心经纬度。通常地图上使用的经纬度都为大地经纬度。

            大地经度:参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。向东为正,向西为负。

            大地纬度 :参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角。向北为正,向南为负。

            大地高: 指某点沿法线方向到参考椭球面的距离。

            只需要参考椭球体参数以及大地基准面就可以确定地理坐标系。

    下面是Arcgis中对北京1954坐标系的说明。——WKID:4214

     

    主要就是以下几个参数:        

    Prime Meridian(起始经度)
    
    Datum(大地基准面): D_Beijing_1954
    
    Spheroid(参考椭球体): Krasovsky_1940 (克拉索夫斯基椭球体)

    西安-80地理坐标系。——WKID:4610

    WGS-84地理坐标系。——WKID:4326

     

    3.投影坐标系

            在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法,称为地图投影。

           地球椭球表面是一种不可能展开的曲面,要把这样一个曲面表现到平面上,就会发生裂隙或褶皱。在投影面上,可运用经纬线的“拉伸”或“压缩”(通过数学手段)来加以避免,以便形成一幅完整的地图。地图投影的变形通常有:长度变形、面积变形和角度变形。在实际应用中,根据使用地图的目的,限定某种变形。

    北京-54投影坐标系。——WKID:2435

    国家2000投影坐标系。——WKID:4547

    西安-80投影坐标系。——WKID:2383

    WGS-84投影坐标系.。——WKID:3395

     

    按变形性质分类:

    等角投影:角度变形为零(Mercator)

    等积投影:面积变形为零(Albers)

    任意投影:长度、角度和面积都存在变形

     

    其中,各种变形相互联系相互影响:等积与等角互斥,等积投影角度变形大,等角投影面积变形大。

     

    从投影面类型划分:

    横圆柱投影:投影面为横圆柱

    圆锥投影:投影面为圆锥

    方位投影:投影面为平面

     

    从投影面与地球位置关系划分为:

    正轴投影:投影面中心轴与地轴相互重合

    斜轴投影:投影面中心轴与地轴斜向相交

    横轴投影:投影面中心轴与地轴相互垂直

    相切投影:投影面与椭球体相切

    相割投影:投影面与椭球体相割

     

    参考文献

     

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  • 利用七参数进行CGCS2000坐标系到西安80坐标系的转换

    万次阅读 多人点赞 2016-01-22 18:50:34
     因为工作,需要把CGCS2000坐标系下的坐标转到西安80坐标系下,中间由于用到了七参数,所以要进经过到空间直角坐标系的转换,然后再转换到西安80大地坐标下,最后再投影到西安80坐标的某度带。  要求是输入CGCS...

    问题

    因为工作,需要把CGCS2000坐标系下的坐标转到西安80坐标系下,中间由于用到了七参数,所以要进经过到空间直角坐标系的转换,然后再转换到西安80大地坐标下,最后再投影到西安80坐标的某度带。
      要求是输入CGCS2000下的大地坐标,最后输出西安80下的平面坐标。那么这项工作可以分为以下几个步骤:
      1.CGCS2000下的大地坐标到CGCS2000下的空间直角坐标的转换;
      2.CGCS2000下的空间直角坐标经过七参数转换,得到西安80下的空间直角坐标;
      3.西安80下的空间直角坐标向西安80下的大地坐标转换;
      4.西安80下的大地坐标进行高斯投影,得到平面坐标。

    大地坐标到空间直角坐标的转换

    根据转换公式:
    图片来源于互联网

      private double[] dd2kjzj(double[] dd){
            double a=6378137,b=6356752.314;
            double ee=(a*a-b*b)/(a*a);
            double L=Math.toRadians(dd[0]),B=Math.toRadians(dd[1]),H=dd[2];
            double N=a/Math.sqrt(1-ee*Math.sin(B)*Math.sin(B));
            double X=(N+H)*Math.cos(B)*Math.cos(L);
            double Y=(N+H)*Math.cos(B)*Math.sin(L);
            double Z=(N*(1-ee)+H)*Math.sin(B);
            return new double[]{X,Y,Z};
        }
    

    注:函数里面的a,b的值是CGCS2000(和WGS84相同)下的。其他坐标系下的大地坐标向空间直角坐标的转换公式都是相同的,只是ab的值需要改动。

    利用七参数进行坐标转换

    得到空间直角坐标后就可以利用七参数进行坐标转换了。具体的七参数求解这里不进行讨论,有意向的网友可以自行百度。转换公式如下图所示:
      图片来源于互联网
      经 猫醉 提醒,上图中a1为缩放因子,a2, a3, a4分别为xyz的旋转量(感谢)。

        /*七参数运算*/
        private double[] qicanshu(double[] source){
            double tX,tY,tZ;
    
            tX=dx+source[0]*(1+k)+Oz*source[1]-Oy*source[2];
            tY=dy+source[1]*(1+k)-Oz*source[0]+Ox*source[2];
            tZ=dz+source[2]*(1+k)+Oy*source[0]-Ox*source[1];
    
            return new double[]{tX,tY,tZ};
        }
    

    方法中的source数组是CGCS2000坐标系下的空间直角坐标
      dx,dy,dz是偏移量
      Ox,Oy,Oz是旋转量
      k是缩放因子

    空间直角坐标到大地坐标的转换

    这个转换就是前面所示的逆运算,如下图
    图片来源于互联网
      转换比较复杂,需要进行迭代运算。

        private double[] kjzj2dd(double[] kjzj){
            double X=kjzj[0],Y=kjzj[1],Z=kjzj[2];
            double a=6378140;
            double f=1/298.257;
            double e2=2*f-f*f; //e^2;
            double L=Math.toDegrees(Math.atan(Y/X)+Math.PI);
            double B2=Math.atan(Z/Math.sqrt(X*X+Y*Y));
            double B1;
            double N;
            while (true){
                N=a/Math.sqrt(1-f*(2-f)*Math.sin(B2)*Math.sin(B2));
                B1=Math.atan((Z+N*f*(2-f)*Math.sin(B2))/Math.sqrt(X*X+Y*Y));
                if(Math.abs(B1-B2)<0.0000000001)
                    break;
                B2=B1;
            }
            double H=Z/Math.sin(B2)-N*(1-e2);
            double B=Math.toDegrees(B2);
            
            return new double[]{L,B,H};
        }
    

    高斯投影(正算)

    在得到西安80坐标下的大地坐标后,需要进行高斯投影,这样才能够得到平面坐标。由于这个计算公式更加的复杂,公式什么的就不再列了。

    	//只适用于西安80下的坐标投影,代码来源于互联网,经测试还不错
        private double[] dd2pm(double[] dd){
            double L=Math.toRadians(dd[0]),B=Math.toRadians(dd[1]);
    
            //辅助量
            double cosB = Math.cos(B);
            double sinB = Math.sin(B);
            double cosB_2 = cosB * cosB;
            double l = L - Math.toRadians(Lo);
            double ll = l * l;
    
            //计算系数
            double N = 6399596.652 - (21565.045 - (108.996 - 0.603 * cosB_2) * cosB_2) * cosB_2;
            double a0 = 32144.5189 - (135.3646 - (0.7034 - 0.0041 * cosB_2) * cosB_2) * cosB_2;
            double a4 = (0.25 + 0.00253 * cosB_2) * cosB_2 - 0.04167;
            double a6 = (0.166 * cosB_2 - 0.084) * cosB_2;
            double a3 = (0.3333333 + 0.001123 * cosB_2) * cosB_2 - 0.1666667;
            double a5 = 0.00878 - (0.1702 - 0.20382 * cosB_2) * cosB_2;
    
            //计算高斯平面坐标值
            double x = 6367452.1328 * B - (a0 - (0.5 + (a4 + a6 * ll) * ll) * ll * N) * cosB * sinB;
            double y = (1 + (a3 + a5 * ll) * ll) * l * N * cosB + 500000;
    
            double[] xy = new double[2];
            xy[0] = x;
            xy[1] = y;
            return xy;
        }
    

    这段代码只适用于IAG75(即西安80)下的高斯投影,其他的坐标系下的投影需要修改下参数。

    总结

    至此,左右的转换已经完成。用了大概一周吧(中间有很长一段时间纠结于误差大的惊人,今天才知道甲方给的测试数据有问题),算是复习了下专业知识。
      下载源代码

    	链接:https://pan.baidu.com/s/1sdglmFpIOhjTZvvp4zX_SQ 
    	提取码:cmyz
    

    使用方法

    (补充自2018年4月19日)
    程序是用java写的,封装成了CoordsTransformer 类。如果要用于C#、Python语言需要自行修改。

       	 // 首先获取该类的实例
           CoordsTransformer coordsTransformer=CoordsTransformer.getInstance();
       	// 然后获取运行结果
       	double[] resutls=coordsTransformer.fromCgcs2Xian80(119.8774232,28.44428546,112.66);
    

    如果数据量比较多的话,后面这句可以放在一个循环里面。

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    坐标系是三维坐标系的一种,用以确定三维空间中点、线、面以及体的位置,它以坐标原点为参考点,由方位角、仰角和距离构成。球坐标系在地理学、天文学中都有着广泛应用。 球坐标系  球坐标中是这样表示空间中...
  • 2,ui坐标,在canvas中的ui坐标。数据类型是vector3 3,世界坐标,三维世界坐标 数据类型是vector3 Unity3D的四种坐标系 【Unity3D的四种坐标系】 1、World Space(世界坐标):我们在场景中添加物体...
  • 世界坐标系、相机坐标系、图像平面坐标

    万次阅读 多人点赞 2018-07-12 18:04:09
    一、四个坐标系简介和转换 相机模型为以后一切标定算法的关键,只有这边有相当透彻的理解,对以后的标定算法才能有更好的理解。本人研究了好长时间,几乎每天都重复看几遍,最终才会明白其推导过程。 &nbsp; &...
  • 三维空间坐标系变换-旋转矩阵

    万次阅读 多人点赞 2018-09-03 18:38:08
    空间中三维坐标变换一般由三种方式实现,第一种是旋转矩阵和旋转向量;第二种是欧拉角;第三种是四元数。这里先介绍旋转矩阵(旋转向量)与欧拉角实现三维空间坐标变换的方法以及两者之间的关系。  这里以常见的世界...
  • 西安80坐标转成经纬度坐标

    万次阅读 2018-11-05 15:17:17
    西安80坐标转成经纬度坐标 1:我的x坐标5045849.03;我的y坐标42594842.63 x坐标是7位数,y坐标是8位数 2:数据分析x7位,y加上带号8位,投影带号为42,所以是3度带投影(我看别人这么分析的),然后去找3度带和6...

空空如也

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