地理信息：坐標轉換的幾個概念
文章發(fā)布于：2019-01-21 作者：admin 瀏覽次數(shù)：次
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下面看幾個概念： 1、地球橢球體（Ellipsoid，Spheroid） 2、大地基準面（ Geodetic datum） 3、地理坐標系統(tǒng)（Geographic Coordinate System） 4、投影坐標系統(tǒng)（ Projected Coordinate System） 其中，地理坐標系統(tǒng)包含地球橢球體和大地基準面，即3包含1和2； 地球橢球體包含所選橢球的長半軸、短半軸和扁率。 投影坐標系統(tǒng)包含所需的投影方式（常用的投影有高斯－克呂投影Gauss Kruger簡稱GK和墨卡托投影Mecator），即東偽偏移量、北偽偏移量、中央子午線、尺度、緯度原點和米單位等。 上面提到的這些信息都是已知的或者包含在文件中，之所以需要轉換參數(shù)，是因為大地基準面未知，它包含的信息就是轉換參數(shù)，有了轉換參數(shù)才能實行不同坐標系之間的轉換。 常用的坐標轉換使用的是布爾莎7參數(shù)法： 1、DX－－X軸偏移量 2、DY－－Y軸偏移量 3、DZ－－Z軸偏移量 4、WX－－X軸旋轉角度 5、WY－－Y軸旋轉角度 6、WZ－－Z軸旋轉角度 7、K－－尺度 其他三參數(shù)、四參數(shù)等都可以由7參數(shù)演變而來。三參數(shù)和四參數(shù)都不涉及角度旋轉問題。 幾種常用坐標系統(tǒng)： 1、大地坐標系（ArcGIS里稱為地理坐標系），也即常說的經(jīng)緯度坐標系，表示方法（B,L,H），B=經(jīng)度，L=緯度，H=海拔 2、空間直角坐標系統(tǒng)，表示方法（X,Y,Z），電子地圖很少用這種坐標系統(tǒng)表示 3、平面直角坐標系統(tǒng)，表示方法（X,Y,H） 由于1和3多用于二維電子地圖，多用兩位來表示坐標，即（B,L)和（X,Y)，H可以作為要素的一個屬性字段來表示 下面重點看大地坐標系和平面直角坐標系。這兩種坐標系有什么區(qū)別呢？大地坐標系（即經(jīng)緯度坐標系）只包含地理坐標系；而平面直角坐標系既包含地理坐標系也包含投影坐標系。所以，如果只是大地坐標系之間相互轉換，就不涉及到投影變換。 大地坐標系之間相互轉換分2種情況： 1、參考橢球體相同，大地基準面不同 2、參考橢球體不同，大地基準面也不同 對于第一種情況，因為所選橢球相同，所以橢球圓心是一致的，只是橢球的大小不同而已，即尺度不一樣，理論上是只涉及到一個參數(shù)（尺度），又因為起始點可能不一樣，所以會有偏移，轉換需要四個參數(shù)（DX、DY、DZ、K）。 對于第二種情況，球心和基準面都不同，需用7參數(shù)法來轉換。 沒有涉及投影變換的轉換，ArcTool或其他轉換工具可以直接實現(xiàn)轉換，不用另外計算參數(shù)。 大地坐標系轉換到平面直角坐標系分3種情況： 1、參考橢球體相同，大地基準面相同 2、參考橢球體相同，大地基準面不同 3、參考橢球體不同，大地基準面不同 因為平面直角坐標系涉及到投影變換，需用到投影參數(shù)。大地坐標系與平面直角坐標系之間的轉換是先將大地坐標轉換到空間直角坐標，最后再轉換到平面直角坐標。 對于第一種情況，只需要投影參數(shù)即可轉換，例如北京54經(jīng)緯度轉換到北京54平面直角坐標，不需要另外提供轉換參數(shù)； 對于第二種情況，除了投影參數(shù)外還需要4個轉換參數(shù)。參數(shù)需提供或根據(jù)2個已知點計算； 對于第三種情況，就需要投影參數(shù)和7個轉換參數(shù)。參數(shù)需提供或根據(jù)3個已知點計算。 下面談談參數(shù)的計算方法。 1、三參數(shù)－－1個已知點 2、四參數(shù)－－2個已知點 3、7參數(shù)－－3個已知點參數(shù)的計算可以使用坐標轉換工具COORD.EXE。具體使用見工具幫助 總結：轉換數(shù)據(jù)前先分析源數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)信息，再針對情況是否需要投影參數(shù)和計算轉換參數(shù)(投影參數(shù)一般是包含在文件中的），最后實現(xiàn)轉換。 |
