一、數(shù)據(jù)說明

本次投影變換坐標的源數(shù)據(jù)采用的是采用1980西安的地理坐標系統(tǒng)，1985國家高程基準的1：50000的 DLG數(shù)據(jù)。

二、投影變換基礎知識準備

北京54坐標系和西安80坐標系之間的轉(zhuǎn)換其實是兩種不同的橢球參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。

在ArcGIS中定義了兩套坐標系：地理坐標系（Geographic coordinate system）和投影坐標系（Projected coordinate system）。

1、地理坐標系，是以經(jīng)緯度為地圖的存儲單位的，是球面坐標系統(tǒng)。地球是一個不規(guī)則的橢球，為了將數(shù)據(jù)信息以科學的方法放到橢球上，這就需要有一個可以量化計算的橢球體。具有長半軸，短半軸，偏心率。一下幾行是GCS_Xian_1980橢球及其相應的參數(shù)。

Geographic Coordinate System: GCS_Xian_1980

Datum: D_Xian_1980

Prime Meridian: Greenwich

Angular Unit: Degree

每個橢球體都需要一個大地基準面將這個橢球定位，因此可以看到在坐標系統(tǒng)中有Datum: D_Xian_1980的描述，表示，大地基準面是D_Xian_1980。

2、有了橢球體和基準面這兩個基本條件，地理坐標系便可以定義投影坐標系統(tǒng)了。以下是已定義Beijing_1954坐標的投影坐標系統(tǒng)的參數(shù)：

Projected Coordinate System: Beijing_1954_GK_Zone_19

Projection: Gauss_Kruger

False_Easting: 19500000.00000000

False_Northing: 0.00000000

Central_Meridian: 111.00000000

Scale_Factor: 1.00000000

Latitude_Of_Origin: 0.00000000

Linear Unit: Meter

Geographic Coordinate System: GCS_Beijing_1954

Datum: D_Beijing_1954

Prime Meridian: Greenwich

Angular Unit: Degree

    投影坐標系統(tǒng)，實質(zhì)上是平面坐標系統(tǒng)，其地圖單位是米。將球面坐標轉(zhuǎn)化為平面坐標的過程便稱為投影，即投影的條件一是有球面坐標，二是要有轉(zhuǎn)化的算法。因此，從參數(shù)中可以看出，每一個投影坐標系統(tǒng)都必定會有Geographic Coordinate System。

3、關于坐標偏移量的問題

（1）偏移量的由來

不同國家由于采用的參考橢球及定位方法不同，因此同一地面點在不同坐標系中大地坐標值也不相同。北京1954坐標系的原點在原蘇聯(lián)西部的普爾科夫，采用的是克拉索夫斯基橢球體；西安1980坐標系選用的是1975年國際大地測量協(xié)會推薦的參考橢球，其坐標原點設在我國中部的西安市附近的涇陽縣境內(nèi)。

因此，通常情況下，直接轉(zhuǎn)換過來的數(shù)據(jù)會有一定的誤差存在，所以為了保證數(shù)據(jù)的精度，在轉(zhuǎn)換的過程中通過設置橫坐標和縱坐標的偏移量來修正轉(zhuǎn)換后的坐標值。

由西安1980坐標系轉(zhuǎn)換成北京1954坐標系，那么它們的偏移量就是北京1954坐標系相對于WGS84橢球體的偏移量減去西安1980坐標系相對于WGS84偏移量。

（2）偏移量的計算方法

在測區(qū)附近選擇一國家已知點（X₁，Y₁），在該已知點上用GPS測定WGS84坐標經(jīng)緯度，將此坐標視為有誤的西安80坐標系，并將其轉(zhuǎn)換為西安80的平面直角坐標X，Y，然后與已知坐標相比較則課計算出偏移量。

即△X₁=X- X₁

   △Y₁= Y- Y₁

    同理可求得北京54坐標系相對于WGS84坐標的偏移量△X₂，△Y₂，所以由西安80坐標轉(zhuǎn)換成北京54坐標的偏移量即是：△X=△X₂-△X₁，△Y=△Y₂-△Y₁

三、“西安80坐標系”轉(zhuǎn)“北京54坐標系”的操作步驟

1、啟動ArcMAP，載入coverage數(shù)據(jù)層，加載arctoolbox工具箱，選擇Data Management Tools—>projections and transformations—>feature—>project，打開project對話框，a、在Input Dataset or Feature Class中選擇需要進行轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，b、在Output Dataset or Feature Class中選擇輸出路徑和輸出的文件名，c、在Output Coordinate System中輸入需要定義的地理坐標類型Xian 1980.prj。

其中地理坐標系統(tǒng)在Geographic Coordinate Systems中定義，投影坐標系在Projected Coordinate Systems中選擇。

2、上述的coverage數(shù)據(jù)在定義了西安1980的地理坐標后就轉(zhuǎn)換成了.shp格式的文件，如同上述操作打開project對話框，選擇此.shp格式的文件進行投影，投影類型選擇Xian 1980 GK Zone 19.prj。

為了區(qū)分不同帶間的點位，在每個點位的橫坐標前加上所在的帶號，如Xian 1980 GK Zone 19.prj，即是表示六度分帶法的西安80坐標系，分帶號為19，橫坐標前加帶號。

3、為了將數(shù)據(jù)能夠正確的轉(zhuǎn)換為北京54坐標系，需要對以定義西安80坐標系的數(shù)據(jù)進行平移糾偏。

載入第二步的結(jié)果數(shù)據(jù)，加載Editor工具條，打開Editor—>start editing，讓此數(shù)據(jù)處于編輯狀態(tài)。加載Spatial Adjustment工具條，選擇new displacement link圖標，在圖像上選擇四個Link點，然后打開Link Tabel表修正坐標，糾正公式是X.destination＝X.source＋66，Y.destination＝Y.source＋53，66和53是已經(jīng)計算出來的坐標偏移量，若計算正確，則計算完后可以看到residual error全部變?yōu)榱悖P閉Link Tabel表，

    4、已進行了平移糾偏的數(shù)據(jù)就可以直接轉(zhuǎn)換成北京54坐標了，同樣是在arctoolbox工具箱中選擇Data Management Tools—>projections and transformations—>Define Projection，當數(shù)據(jù)量比較大時，可以用批處理操作，速度會快很多，在Samples工具中選擇Data Management—>Projections—>Batch Define Coordinate System。