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互助、共享、學(xué)習(xí) 一共十八章（第一章緒論、第二章坐標(biāo)系統(tǒng)、第三章矢量數(shù)據(jù)模型、第四章柵格數(shù)據(jù)模型、第五章GIS數(shù)據(jù)獲取、第六章幾何變換、第七章空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和質(zhì)量、第八章屬性數(shù)據(jù)管理、第九章數(shù)據(jù)顯示與地圖編制、第十章數(shù)據(jù)探查、第十一章矢量數(shù)據(jù)分析、第十二章柵格數(shù)據(jù)分析、第十三章地形制圖與分析、第十四章視域和流域、第十五章空間插值、第十六章地理編碼和動態(tài)分段、第十七章最小耗費(fèi)路徑分析和網(wǎng)絡(luò)分析、第十八章GIS模型與建模。）在GIS中運(yùn)用坐標(biāo)系統(tǒng)
GIS的一個(gè)基本原則是：要在一起使用的圖層必須在空間上互相匹配，否則就會發(fā)生明顯錯(cuò)誤。地圖要素的位置是基于用x軸和y軸表示的坐標(biāo)系統(tǒng)平面，而地球表面空間要素的位置是基于用經(jīng)緯度值表示的地理坐標(biāo)系統(tǒng)。地圖投影就是從一種坐標(biāo)系統(tǒng)過渡到另一種坐標(biāo)系統(tǒng)。投影的過程就是從地球表面轉(zhuǎn)換到平面，輸出結(jié)果為一個(gè)地圖投影，即可用于投影坐標(biāo)系統(tǒng)。
GIS項(xiàng)目所需的數(shù)據(jù)集通常從互聯(lián)網(wǎng)上下載（矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)），一些數(shù)字化數(shù)據(jù)集用經(jīng)緯度值度量，另一些用不同的投影坐標(biāo)。這些數(shù)據(jù)需進(jìn)行投影和重新投影。投影是將數(shù)據(jù)集從地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)成投影坐標(biāo)，重新投影是從一種投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)成另一種投影坐標(biāo)。
地理坐標(biāo)系統(tǒng)主要介紹地球的近似表示、大地基準(zhǔn)、NAD27和NAD83、WGS84。
地理坐標(biāo)系統(tǒng)是地球表面空間要素的定位參照系統(tǒng)。地理坐標(biāo)系統(tǒng)是由經(jīng)度和緯度定義的。經(jīng)度和緯度都是用角度度量的：經(jīng)度是從本初子午線開始向東或向西量度角度，而緯度是從赤道平面向北或向南量度角度的。
子午線是指經(jīng)度相同的線。本初子午線經(jīng)過英格蘭的格林尼治，經(jīng)度為0°。緯線是指緯度相同的線。以赤道為0°緯度，我們可以從赤道向南或向北在0°-90°測量緯度值。本初子午線和赤道被看作是地理坐標(biāo)系統(tǒng)的基線。地理坐標(biāo)的符號就像一個(gè)平面坐標(biāo)：經(jīng)度值相當(dāng)于坐標(biāo)系統(tǒng)的x值，緯度值相當(dāng)于y值。GIS中通常輸入帶正號或負(fù)號的經(jīng)度和緯度值，經(jīng)度值以東半球?yàn)檎靼肭驗(yàn)樨?fù)。緯度值以赤道以北為正，赤道以南為負(fù)。經(jīng)線和緯線的角度可以用度-分-秒（DMS）、十進(jìn)制表示的度數(shù)（DD），或者是弧度（rad）的形式表示。1度等于60分，1分等于60秒，我們可以在DMS和DD之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。具體參看以下三篇文章：
繪制地球表面空間要素的第一步是選擇一個(gè)與地球形狀、大小接近的模型。地球并不是一個(gè)純粹的球體：地球的赤道比兩極之間寬一些。與地球形狀比較接近的是一個(gè)以橢圓短軸旋轉(zhuǎn)而成的偏球，也稱為橢球體。
橢球體兩半徑：長軸（a）,與赤道相連；短軸（b），與極點(diǎn)相接。參數(shù)扁率（f）用于測量橢球體兩軸的差異，公式為（a-b）/a。大地坐標(biāo)，是基于橢球體的地理坐標(biāo)（地理坐標(biāo)），是所有地圖制圖系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
大地基準(zhǔn)是地球的數(shù)學(xué)模型，它是計(jì)算水平基準(zhǔn)時(shí)的地理坐標(biāo)的參照或基礎(chǔ)，并用于計(jì)算垂直數(shù)據(jù)的海拔。水平基準(zhǔn)的定義包括起始點(diǎn)（原點(diǎn)）的經(jīng)度和緯度、橢球體及橢球體與地球在原點(diǎn)的分離。當(dāng)然，這是相對整個(gè)地球坐標(biāo)基準(zhǔn)而言，但越來越多的國家為了擬合自己國家空間區(qū)域的范圍面積從而建立了各自的坐標(biāo)基準(zhǔn)以求量測數(shù)據(jù)的足夠準(zhǔn)確。
NAD27(1927年北美基準(zhǔn))、NAD83（1983年北美基準(zhǔn)）。NDA27是一個(gè)基于克拉克1866橢球體（地面測量的橢球體）的當(dāng)?shù)鼗鶞?zhǔn)，源于堪薩斯州的Meades Ranch。（夏威夷未使用NAD27，它使用古老的夏威夷基準(zhǔn)，與NAD27不是同一原點(diǎn)。）NAD83是一種以地心為參照的地球中心基準(zhǔn)。
空間參照系統(tǒng)需要一個(gè)大地基準(zhǔn)，因此，大地基準(zhǔn)額準(zhǔn)確性是地圖制圖的重要課題之一。每一次新的大地基準(zhǔn)都意味著地理坐標(biāo)系統(tǒng)定位點(diǎn)準(zhǔn)確性的提高。然而，對于許多GIS用戶來說，數(shù)據(jù)偏移可能比大地基準(zhǔn)準(zhǔn)確性更重要，這是因?yàn)镚IS項(xiàng)目常常涉及不同來源的圖層，這些圖層可能基于不同的大地基準(zhǔn)。除非進(jìn)行了基準(zhǔn)或地理轉(zhuǎn)換，否則這些圖層將不會被正確地注冊。
WGS84（世界大地測量系統(tǒng)，1984）被美國國防部用作支持定位和導(dǎo)航的全球參照系統(tǒng)（Ture,2004），它是GPS讀數(shù)的基準(zhǔn)。全球定位系統(tǒng)使用的衛(wèi)星以在WGS84坐標(biāo)發(fā)送它們的位置，GPS接收機(jī)內(nèi)部的所有計(jì)算機(jī)也都是基于WGS84。
1954年北京坐標(biāo)系（簡稱“北京54”）：屬于參心大地坐標(biāo)系；采用克拉索夫斯基橢球參數(shù)（地球長半軸a=6878245m,扁率f=1/298.3）;多點(diǎn)定位；x=y=z；大地原點(diǎn)是蘇聯(lián)的普爾科沃；大地點(diǎn)高程是以1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均水平面為基準(zhǔn)；高程異常是以蘇聯(lián)1955年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為水準(zhǔn)起算值，以我國天文水準(zhǔn)路線推算出來的；1954年北京坐標(biāo)系建立后，30多年來用它提供的大地點(diǎn)局部平差結(jié)果制作了國家系列比例尺地形圖。
1980年國家大地坐標(biāo)系（簡稱“西安80”）：屬于參心大地坐標(biāo)系；采用GRS1975新參考橢球體系（國際大地測量與地球物理學(xué)聯(lián)合會IUGG1975推薦）：地球長半軸a=6378140m；地心引力常數(shù)*質(zhì)量GM=3.986005*10
2000國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)（英文縮寫為CGCS2000）：屬于地心坐標(biāo)系，原點(diǎn)位于整個(gè)地球質(zhì)量的中心；地球長半軸a=6378137m；扁率f=1/298.257222101；
地圖投影主要介紹地圖投影類型、地圖投影參數(shù)、
地圖投影將從球形球體的地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到平面位置的地球表面到平面的轉(zhuǎn)換。有點(diǎn)：1、地圖投影使用二維的紙質(zhì)或數(shù)字地圖；2、地圖投影可用平面坐標(biāo)或投影坐標(biāo)，而不是經(jīng)緯度值。從橢球體到平面的轉(zhuǎn)換總是帶有變形。每種地圖投影都保留了某些空間性質(zhì)，而犧牲了另一些性質(zhì)。
地圖投影可以根據(jù)所保留的性質(zhì)或投影面進(jìn)行分組。制圖者通常根據(jù)地圖投影所保留的性質(zhì)將其分成4類：正形（保留了局部角度及其形狀）、等面積或等積（以正確的相對大小顯示面積）、等距（保持沿確定路線的比例尺不變）和等方向或真方位（保持確定的準(zhǔn)確方向）。地圖投影的名稱通常包含它所能保留的性質(zhì)，如蘭勃特正形圓錐投影或阿伯斯等積圓錐投影。
正形和等積兩種性質(zhì)是相互排斥，否則一個(gè)地圖投影所能保留的性質(zhì)就不只一種，如會同時(shí)保留正形和等方向。正形和等積的性質(zhì)是全局性質(zhì)，即可應(yīng)用于整幅地圖投影。制圖者通常用幾何體和球體來說明地圖投影的原理。投影：將一圓柱與一發(fā)光球體相切，球體上的經(jīng)線和緯線映射到圓柱體上就構(gòu)成投影；圓柱體是投影面，也稱展開面；球體稱為參照球體。因此，地圖投影可根據(jù)投影面劃分為圓柱投影、圓錐投影和方位投影。切割情況和投影方位。投影方位則描述了幾何實(shí)體與橢球的位置關(guān)系。正方位指的是投影面與橢球在極點(diǎn)相切，橫方位指的是在赤道相切，斜方位指的是在除赤道和極地外的任何一點(diǎn)相切。
地圖投影由其參數(shù)定義，一般而言，一種地圖投影有5個(gè)或更多參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)線指的是投影面與參照橢球的切線。標(biāo)準(zhǔn)緯線：指標(biāo)準(zhǔn)線沿緯線方向的線。標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)線：指標(biāo)準(zhǔn)線沿經(jīng)線方向的線。主比例尺或參照球體比例尺是指球體半徑和地球半徑（3963mi或6378km）的比值。比例系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)局部比例尺，即局部比例尺與主比例尺的比值。標(biāo)準(zhǔn)線是指明投影變形分布的模式，而中心線（中央緯線和中央經(jīng)線）定義了地圖投影的中心或原點(diǎn)。中央緯線——有時(shí)稱為原點(diǎn)緯線，也不同于標(biāo)準(zhǔn)緯線。用作坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)的地圖投影，中央緯線和中央經(jīng)線確定的地圖投影中心稱為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，并將坐標(biāo)系分成4個(gè)象限。
常用地圖投影主要介紹橫軸墨卡托投影、蘭勃特正形圓錐投影、阿伯斯等積圓錐投影、等距圓錐投影、網(wǎng)絡(luò)墨卡托（Web Mercator）。切圓柱投影，又名高斯-克里格投影，是世界上最著名的投影，是墨卡托投影的變種，但這兩種投影看起來又有不同。墨卡托投影用的是標(biāo)準(zhǔn)緯線，而橫軸墨卡托投影用的是標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)線。用于東西伸展大于南北伸展的中緯度地區(qū)，是割圓錐投影，投影參數(shù)通常包括第一和第二標(biāo)準(zhǔn)緯線、中央經(jīng)線、投影原點(diǎn)的緯度、橫坐標(biāo)東移假定值和縱坐標(biāo)北移假定值。
與蘭勃特正形圓錐投影類似，唯一區(qū)別在于一個(gè)是正形、一個(gè)是等積。
網(wǎng)絡(luò)墨卡托（Web Mercator），網(wǎng)絡(luò)墨卡托已經(jīng)成為在線地圖的標(biāo)準(zhǔn)投影，谷歌地圖、Bing Maps 、MapQuest 和ArcGis Oline都在其地圖系統(tǒng)上使用網(wǎng)絡(luò)墨卡托。是地球墨卡托的一個(gè)特例，并由WGS84橢球面的經(jīng)、緯度坐標(biāo)投影，正形投影、地圖頂部為正北。GIS軟件包有用于將網(wǎng)絡(luò)墨卡托投影與其他投影相互轉(zhuǎn)換的工具。
投影坐標(biāo)系統(tǒng)主要介紹通用橫軸墨卡托格網(wǎng)系統(tǒng)、通用極射坐標(biāo)系統(tǒng)格網(wǎng)系統(tǒng)（UPS）、美國國家平面坐標(biāo)系統(tǒng)（SPC）、美國公用土地調(diào)查系統(tǒng)（PLSS）。
投影坐標(biāo)系統(tǒng)是基于地圖投影而建立的。投影坐標(biāo)系和地圖投影可以交替使用。地圖比例尺是指圖上距離與相應(yīng)的實(shí)地距離的比值。
為了達(dá)到所需的測量精度，一個(gè)投影坐標(biāo)系統(tǒng)通常都劃分成不同的帶，每個(gè)帶都有不同的投影中心。定義投影坐標(biāo)系受到如下兩方面的限制：1、它所基于的地圖投影參數(shù)；2、地圖投影源自的地理坐標(biāo)系的參數(shù)所限制。
UTM格網(wǎng)系統(tǒng)適用于全世界范圍，將84°N到80°S的地球表面分成60個(gè)帶，每個(gè)帶覆蓋6個(gè)經(jīng)度，并從180°W開始編為第一帶，依序編號。每個(gè)帶又分成南北兩個(gè)半球。每個(gè)UTM分帶名稱都帶有一個(gè)號碼和一個(gè)字母。
在北半球，UTM坐標(biāo)是從位于赤道和中央經(jīng)線以西500000m的偽原點(diǎn)開始計(jì)算；在南半球，UTM坐標(biāo)是從位于赤道以南10000000m、中央經(jīng)線以西500000m的偽原點(diǎn)開始計(jì)算。使用偽原點(diǎn)意味著UTM坐標(biāo)值均為正值且值很大。
通用極射坐標(biāo)系格網(wǎng)系統(tǒng)（UPS）,
UPS格網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋了極地地區(qū)。與UTM格網(wǎng)系統(tǒng)相似，極射投影以極點(diǎn)為中心，并將極地地區(qū)分成一系列100000平方米的地區(qū)。UPS格網(wǎng)系統(tǒng)連同UTM格網(wǎng)系統(tǒng)可在整個(gè)地球表面定位。
美國國家平面坐標(biāo)系統(tǒng)（SPC）,
SPC系統(tǒng)是在20世紀(jì)30年代發(fā)展起來，用于永久記錄美國最初土地調(diào)查界碑位置（original land survey monument locations）。
美國公用土地調(diào)查系統(tǒng)（PLSS），
PLSS是一個(gè)土地分區(qū)系統(tǒng)。采用鎮(zhèn)區(qū)和山脈相交線，該系統(tǒng)將主要位于中、西部各州的土地分成（6*6）mi平方（2.589988平方公里）的方格或鎮(zhèn)區(qū)。每個(gè)鎮(zhèn)區(qū)進(jìn)一步被分成36個(gè)1mi平方（640acre(1acre=0.404856平方公里)）的單元，稱為地塊（實(shí)際上，很多地塊的大小都不是精確的1mi*1mi）。
高斯-克呂格投影（橫軸墨卡托）：是一種橫切橢圓柱投影，自1952年起，我國將其作為國家大地測量和地形圖（比例尺為1：50萬、1：25萬、1：10萬、1：5萬、1：2.5萬、1：1萬、1：5000）的基本投影。其特點(diǎn)是：中央經(jīng)線和地球赤道投影成直線且為投影的對稱軸；等角投影；其投影變形具有以下特點(diǎn)：中央經(jīng)線上沒有變形；同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形越大；同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大；等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線；最大變形處為各投影帶在赤道邊緣處。
為了控制變形，我國地形圖采用分帶的方法，每隔3°或6°的經(jīng)差劃分為互不重疊的投影帶。1：2.5萬至1：50萬的地圖采用6°分帶方案。從格林尼治0°經(jīng)線開始，全球共分為60個(gè)投影帶。我國位于東經(jīng)72°-136°，共11個(gè)投影帶（13-23帶）。1：1萬及更大比例尺地圖采用3°分帶方案。
（注：這部分對于影像校正投影，尤其是之前西安80、北京54未統(tǒng)一用CGCS2000時(shí)，核對國土紅線宗地圖是不但需要注意坐標(biāo)系還需注意分帶的不同。）
1：100萬地形圖采用蘭勃特（Lambert）投影，其分幅原則與國際地理學(xué)會規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國家百萬分之一地圖投影保持一致。中國地圖的中央經(jīng)線常位于東經(jīng)105°，兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線分別為北緯27°和北緯45°，而各省的參數(shù)可根據(jù)地理位置和輪廓形狀初步加以判定。
我國的衛(wèi)星圖像資料常采用GRS84坐標(biāo)系下的通用橫軸墨卡托投影（UTM）投影。無角度變化采用與高斯-克呂格投影相似的分帶方法，其是由西經(jīng)180°起每隔經(jīng)差6°自西向東分帶，將地球劃分為60個(gè)投影帶。
在GIS中運(yùn)用坐標(biāo)系統(tǒng)主要介紹投影文件、預(yù)定義坐標(biāo)系統(tǒng)、即時(shí)（on-the-fly）投影、基本任務(wù)包括定義坐標(biāo)系統(tǒng)、把地理坐標(biāo)投影到投影坐標(biāo)，以及把投影坐標(biāo)從一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)重新投影到另一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)。投影文件是一個(gè)文本文件，存儲了數(shù)據(jù)集所基于的坐標(biāo)系統(tǒng)的信息。投影文件包括有關(guān)地理坐標(biāo)系統(tǒng)、投影參數(shù)和線單位等信息。1、可用于該數(shù)據(jù)集的投影或重新投影；2、可輸出到基于相同坐標(biāo)系統(tǒng)的其他數(shù)據(jù)集。投影文件的實(shí)例參照，大家可以打開ArcGis軟件結(jié)合本書示例進(jìn)行學(xué)習(xí)。打開圖層數(shù)據(jù)框?qū)傩?gt;>坐標(biāo)系>>可以分別選擇地理坐標(biāo)系、投影坐標(biāo)系進(jìn)行查看，如下圖所示。
GIS軟件包通常把坐標(biāo)系統(tǒng)分成預(yù)定義和自定義兩組。一個(gè)預(yù)定義坐標(biāo)系統(tǒng)，無論是地理坐標(biāo)系統(tǒng)或投影坐標(biāo)系統(tǒng)，都意味著其參數(shù)值已知或在GIS軟件包中已被編碼。自定義坐標(biāo)系統(tǒng)要求用戶指定參數(shù)值。
即時(shí)投影可根據(jù)不同坐標(biāo)系統(tǒng)顯示其數(shù)據(jù)集。軟件包使用現(xiàn)有投影文件并自動將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成臨時(shí)的通用坐標(biāo)系統(tǒng)，這個(gè)通用坐標(biāo)系統(tǒng)是所顯示的第一個(gè)圖層的默認(rèn)坐標(biāo)系統(tǒng)，也可以由用戶定義于一組圖層。（注：這個(gè)大家可以嘗試使用ArcGIS軟件操作一下，如第二個(gè)加入的圖層沒有定義投影，其會自動即時(shí)投影為第一個(gè)加載進(jìn)入圖層的投影。）即時(shí)投影不是真的改變數(shù)據(jù)集的坐標(biāo)系統(tǒng)。因此，在GIS項(xiàng)目中它不能代替數(shù)據(jù)集的投影和重新投影任務(wù)。
ArcGIS里的坐標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)作工具，
貼吧——想問一下~沒有相應(yīng)的參數(shù)~80坐標(biāo)能轉(zhuǎn)成2000坐標(biāo)不？ ArcGis中已知經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)任意坐標(biāo)系（以點(diǎn)和80坐標(biāo)系為講解模板） 其他，每章最后均有名詞解釋以及相應(yīng)的練習(xí)題（原理理論回顧以及實(shí)際操作應(yīng)用）。建議課后復(fù)習(xí)題、應(yīng)用可以學(xué)習(xí)實(shí)操。
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