arcgis大地坐標系怎麼設置(ArcGIS的地理坐標系與大地坐標系)
2023-05-15 14:30:03 1
一直以來,總有很多朋友針對地理坐標系、大地坐標系這兩個概念吃不透。近日,在網上看到一篇文章介紹它們,非常喜歡。所以在此轉發一下,希望能夠對製圖的朋友們有所幫助。
地理坐標:為球面坐標。 參考平面地是 橢球面,坐標單位:經緯度
大地坐標:為平面坐標。參考平面地是 水平面,坐標單位:米、千米等
地理坐標轉換到大地坐標的過程可理解為投影。(投影:將不規則的地球曲面轉換為平面)
在ArcGIS中預定義了兩套坐標系:地理坐標系(Geographic coordinate system)投影坐標系(Projected coordinate system)
1、首先理解地理坐標系(Geographic coordinate system),Geographic coordinate system直譯為地理坐標系統,是以經緯度為地圖的存儲單位的。很明顯,Geographic coordinate syst em是球面坐標系統。我們要將地球上的數位化信息存放到球面坐標系統上,如何進行操作呢?地球是一個不規則的橢球,如何將數據信息以科學的方法存放到橢球上?這必然要求 我們找到這樣的一個橢球體。這樣的橢球體具有特點:可以量化計算的。具有長半軸,短 半軸,偏心率。以下幾行便是Krasovsky_1940橢球及其相應參數。Spheroid: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening(扁率): 298.300000000000010000
然而有了這個橢球體以後還不夠,還需要一個大地基準面將這個橢球定位。在坐標系統描述中,可以看到有這麼一行:
Datum: D_Beijing_1954表示,大地基準面是D_Beijing_1954。
--------------------------------------------------------------------------------
有了Spheroid和Datum兩個基本條件,地理坐標系統便可以使用。
完整參數:
Alias:
Abbreviation:
Remarks:
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)
Prime Meridian(起始經度): Greenwich (0.000000000000000000)
Datum(大地基準面): D_Beijing_1954
Spheroid(參考橢球體): Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening: 298.300000000000010000
2、接下來便是Projection coordinate system(投影坐標系統),首先看看投影坐標系統中的一些參數。
Projection: Gauss_Kruger
Parameters:
False_Easting: 500000.000000
False_Northing: 0.000000
Central_Meridian: 117.000000
Scale_Factor: 1.000000
Latitude_Of_Origin: 0.000000
Linear Unit: Meter (1.000000)
Geographic Coordinate System:
Name: GCS_Beijing_1954
Alias:
Abbreviation:
Remarks:
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)
Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000)
Datum: D_Beijing_1954
Spheroid: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening: 298.300000000000010000
從參數中可以看出,每一個投影坐標系統都必定會有Geographic Coordinate System。
投影坐標系統,實質上便是平面坐標系統,其地圖單位通常為米。
那麼為什麼投影坐標系統中要存在坐標系統的參數呢?
這時候,又要說明一下投影的意義:將球面坐標轉化為平面坐標的過程便稱為投影。
好了,投影的條件就出來了:
a、球面坐標
b、轉化過程(也就是算法)
也就是說,要得到投影坐標就必須得有一個「拿來」投影的球面坐標,然後才能使用算法去投影!
即每一個投影坐標系統都必須要求有Geographic Coordinate System參數。關於北京54和西安80是我們使用最多的坐標系
先簡單介紹高斯-克呂格投影的基本知識,了解就直接跳過,我國大中比例尺地圖均採用高斯-克呂格投影,其通常是按6度和3度分帶投影,1:2.5萬-1:50萬比例尺地形圖採用經差6度分帶,1:1萬比例尺的地形圖採用經差3度分帶。具體分帶法是:6度分帶從本初子午線開始,按經差6度為一個投影帶自西向東劃分,全球共分60個投影帶,帶號分別為1-60;3度投影帶是從東經1度30秒經線開始,按經差3度為一個投影帶自西向東劃分,全球共分120個投影帶。
為了便於地形圖的測量作業,在高斯-克呂格投影帶內布置了平面直角坐標系統,具體方法是,規定中央經線為X軸,赤道為Y軸,中央經線與赤道交點為坐標原點,x值在北半球為正,南半球為負,y值在中央經線以東為正,中央經線以西為負。由於我國疆域均在北半球,x值均為正值,為了避免y值出現負值,規定各投影帶的坐標縱軸均西移500km,中央經線上原橫坐標值由0變為500km。為了方便帶間點位的區分,可以在每個點位橫坐標y值的百千米位數前加上所在帶號,如20帶內A點的坐標可以表示為YA=20 745921.8m。
在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目錄中,我們可以看到四種不同的命名方式:
Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj
Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25.prj
Beijing 1954 GK Zone 13.prj
Beijing 1954 GK Zone 13N.prj
對它們的說明分別如下:
三度分帶法的北京54坐標系,中央經線在東75度的分帶坐標,橫坐標前不加帶號
三度分帶法的北京54坐標系,中央經線在東75度的分帶坐標,橫坐標前加帶號
六度分帶法的北京54坐標系,分帶號為13,橫坐標前加帶號
六度分帶法的北京54坐標系,分帶號為13,橫坐標前不加帶號
在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Xian 1980目錄中,文件命名方式又有所變化:
Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj
Xian 1980 3 Degree GK Zone 25.prj
Xian 1980 GK CM 75E.prj
Xian 1980 GK Zone 13.prj
西安80坐標文件的命名方式、含義和北京54前兩個坐標相同,但沒有出現「帶號 N」這種形式,為什麼沒有採用統一的命名方式?讓人看了有些費解。
大地坐標(GeodeticCoordinate):大地測量中以參考橢球面為基準面的坐標。地面點P的位置用大地經度L、大地緯度B和大地高H表示。當點在參考橢球面上時,僅用大地經度和大地緯度表示。大地經度是通過該點的大地子午面與起始大地子午面之間的夾角,大地緯度是通過該點的法線與赤道面的夾角,大地高是地面點沿法線到參考橢球面的距離。
方裡網:是由平行於投影坐標軸的兩組平行線所構成的方格網。因為是每隔整公裡繪出坐標縱線和坐標橫線,所以稱之為方裡網,由於方裡線同時又是平行於直角坐標軸的坐標網線,故又稱直角坐標網。
在1:1萬——1:20萬比例尺的地形圖上,經緯線只以圖廓線的形式直接表現出來,並在圖角處注出相應度數。為了在用圖時加密成網,在內外圖廓間還繪有加密經緯網的加密分劃短線(圖式中稱「分度帶」),必要時對應短線相連就可以構成加密的經緯線網。1:25萬地形圖上,除內圖廓上繪有經緯網的加密分劃外,圖內還有加密用的十字線。
我國的1:50萬——1:100萬地形圖,在圖面上直接繪出經緯線網,內圖廓上也有供加密經緯線網的加密分劃短線。
直角坐標網的坐標系以中央經線投影后的直線為X軸,以赤道投影后的直線為Y軸,它們的交點為坐標原點。這樣,坐標系中就出現了四個象限。縱坐標從赤道算起向北為正、向南為負;橫坐標從中央經線算起,向東為正、向西為負。
雖然我們可以認為方裡網是直角坐標,大地坐標就是球面坐標。但是我們在一副地形圖上經常見到方裡網和經緯度網,我們很習慣的稱經緯度網為大地坐標,這個時候的大地坐標不是球面坐標,她與方裡網的投影是一樣的(一般為高斯投影),也是平面坐標。
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