導(dǎo)讀

坐標系統(tǒng)是GIS的基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)不少甚至是從事GIS工作的人都搞不清楚坐標系統(tǒng)。

坐標系統(tǒng)是GIS的基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)不少甚至是從事GIS工作的人都搞不清楚坐標系統(tǒng)。確實，坐標相關(guān)術(shù)語繁多，內(nèi)容也相當復(fù)雜。本文把常見的一些問題列舉出來，采用問答的方式進行說明。

一、說“經(jīng)緯度投影”對嗎？

經(jīng)緯度表示的是地理坐標系（單位是度），不是投影坐標系（單位是米），兩者放一起明顯不妥。

二、大地坐標系與地理坐標系有何不同？

大地坐標系和地理坐標系都是經(jīng)緯度表示的坐標系，本身并不包含投影信息，很多時候，這兩種說法都是相同的。

三、為什么有地理坐標系和投影坐標系之分？

由于經(jīng)緯度的度數(shù)不對應(yīng)某一標準長度，因此無法精確測量距離或面積，也難以在平面地圖或計算機屏幕上顯示數(shù)據(jù)。在使用許多（不是全部）GIS分析和制圖應(yīng)用程序時，經(jīng)常需要由投影坐標系提供的更穩(wěn)定的平面坐標框架。與地理坐標系不同，在二維空間范圍內(nèi)，投影坐標系的長度、角度和面積恒定。投影坐標系始終基于地理坐標系，而后者則是基于球體或旋轉(zhuǎn)橢球體的。在投影坐標系中，通過格網(wǎng)上的x,y坐標來標識位置，其原點位于格網(wǎng)中心。

四、通常所說的西安80，北京54是指什么？

GIS中的坐標系統(tǒng)定義由基準面和地圖投影兩組參數(shù)確定，基準面對應(yīng)一個參考橢球體，我們常說的北京54、西安80、國家大地2000坐標系都是指其參考橢球體?；谶@種橢球體，我們能定義出大地坐標系和投影坐標系。只說一個西安80是不能確定坐標系統(tǒng)的，因為沒有說明有沒有投影及投影信息。如果不指明投影方式，則認為西安80、北京54的表現(xiàn)形式為大地坐標，而不是投影平面直角坐標。

五、什么都是高斯投影？

高斯-克呂格投影屬于橫軸墨卡托投影，能小范圍內(nèi)保持形狀不變，因此被國內(nèi)普遍采用，但在表示小比例尺數(shù)據(jù)時，這種投影明顯不合適。就中國來說，一般50萬以上比例尺采用高斯投影，50萬以下采用蘭伯特投影。數(shù)據(jù)用途不同，具體的投影方式各有不同，有的是為了保持面積不變，有的是為了保持形狀不變。另一種世界常用的投影是UTM（通用墨卡托投影），高斯-克呂格投影是“等角橫切橢圓柱投影”，投影后中央經(jīng)線保持長度不變，即比例系數(shù)為1；UTM投影是“等角橫軸割圓柱投影”，圓柱割地球于南緯80度、北緯84度兩條等高圈，投影后兩條割線上沒有變形，中央經(jīng)線上長度比0.9996。

六、北京54，西安80，WGS84，國家2000 有何不同？

54和80本質(zhì)上是參心坐標系，大地原點分別在蘇聯(lián)和西安，原點是參考橢球的幾何中心，這類坐標難以表達高度信息，精度信息等也不夠，正被淘汰。WGS84和國家2000本質(zhì)上是地心坐標系，即以地球質(zhì)量中心作為坐標系原點。54的橢球體長半軸半徑是6378245米，80為6378140米，84和2000坐標系一樣，都是6378137米。國家最新的2000坐標系和WGS84據(jù)說在厘米級都是一樣的，但和80坐標在高緯度地區(qū)誤差達十幾倍。

七、Google、Microsoft、ArcGIS提供的地圖服務(wù)分別采用了什么坐標系？

現(xiàn)在都統(tǒng)一為了Web Mercator，即正軸墨卡托投影，和UTM（常規(guī)墨卡托）投影的主要區(qū)別是為了實現(xiàn)上的方便，把地球模擬為球體而非橢球體，精度理論上差別0.33%，比例尺大時基本可以忽略。同時緯度范圍變成了(-85,85),南北極顯示不了，但不影響正常使用，這樣也減少了切圖數(shù)量。

六、ArcGIS的空間參考與坐標系統(tǒng)？

ArcGIS的空間參考信息SpatialReference，不僅包含了坐標系統(tǒng)的定義，還包括容差Tolerance和分辨率Resolution等，通常由Prj文件表示。ArcGIS中的坐標系統(tǒng)分地理坐標系和投影坐標系，其中投影坐標系也一定包含一個地理坐標系，反之不然