地图投影、参考坐标系与ArcGIS动态投影及空间校正
地图投影、参考坐标系与ArcGIS动态投影及空间校正（转载）
一、关于大地水准面、大体椭球体与大地基准面
地球自然表面是一个起伏不平，十分不规则的表面，有高山、深谷、丘陵和平原，又有江河湖海。陆地上最高点珠穆朗玛峰海拔高度为8848.13米，海洋中最深处在马里亚纳海沟为-11034米，两者相差近20公里。这个高低不平的表面无法用数学公式表达。所以在量测与制图时，必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面。
当海洋静止时，它的自由水面必定与该面上各点的重力方向（铅垂线方向）成正交，我们把这个面叫做水准面。设想这个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面，这就是大地水准面。大地水准面所包围的形体，叫大地球体。由于地球体内部质量分布的不均匀，引起重力方向的变化，导致处处和重力方向成正交的大地水准面成为一个不规则的、仍然是不能用数学表达的曲面。
大地水准面形状虽然十分复杂，但从整体来看，起伏是微小的。它是一个很接近于绕自转轴（短轴）旋转的椭球体。所以在测量和制图中就用旋转椭球来代替大地球体，这个旋转球体通常称大地椭球体。地球椭球体表面是一个规则的数学表面。椭球体的大小，通常用两个半径—长半径a和短半径b，或由一个半径和扁率a来决定。扁率表示椭球的扁平程度。
地图坐标系由大地基准面和地图投影确定，大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的大地基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。大地基准面由椭球体本身及椭球体和地表上一点（视为原点）间之关系来定义。此关系能以6个量来定义，通常（但非必然）是大地纬度、大地经度、原点高度、原点垂线偏差之两分量及原点至某点的大地方位角。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前GPS定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统，WGS84基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心的坐标系。因此相对同一地理位置，不同的大地基准面它们的经纬度坐标是有差异的。
椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的大地基准面显然是不同的。在目前的GIS商用软件中，大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义，即三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值；三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时，分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角；最后是比例校正因子，用于调整椭球大小。北京54、西安80相对WGS84的转换参数至今没有公开，实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转换，在只有一个已知控制点的情况下(往往如此)，用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数，当工作区范围不大时，精度也足够了。
二、关于投影
投影是为解决由不可展的椭球面描绘到平面上的矛盾，用几何透视方法或数学分析的方法，将地球上的点和线投影到可展的曲面(平面、园柱面或圆锥面)上，将此可展曲面展成平面，建立该平面上的点、线和地球椭球面上的点、线的对应关系。
地图投影的过程是可以想象用一张足够大的纸去包裹地球，将地球上的地物投射到这张纸上。地球表面投影到平面上、圆锥面或者圆柱面上，然后把圆锥面、圆柱面沿母线切开后展成平面。根据这张纸包裹的方式，地图投影又可以分成：方位投影、圆锥投影和圆柱投影。根据这张纸与地球相交的方式，地图投影又可以分成切投影和割投影，在切线或者割线上的
地物是没有变形的，而距离切线或者割线越远变形越大。还有不少投影直接用解析法得到。根据所借助的几何面不同可分为伪方位投影、伪圆锥投影、伪圆柱投影等。
地图投影会存在两种误差，形状变化(也称角度变化)或者面积变化。投影以后能保持形状不变化的投影，称为等角投影(Conformal mapping)，它的优点除了地物形状保持不变以外，在地图上测量两个地物之间的角度也能和实地保持一致，这非常重要，当在两地间航行必须保持航向的准确；或者另外一个例子是无论长距离发射导弹还是短距离发射炮弹，发射角度必须准确测量出来。因此等角投影是最常被使用的投影。等角投影的缺点是高纬度地区地物的面积会被放大。
投影以后能保持形状不变化的投影，称为等面积投影(Equivalent mapping)，在有按面积分析需要的应用中很重要，显示出来的地物相对面积比例准确，但是形状会有变化，假设地球上有个圆，投影后绘制出来即变成个椭圆了。
还有第三种投影，非等角等面积投影，意思是既有形状变化也有面积变化，这类投影既不等角也不等积，长度上保持长度比例等于1，称为角度、面积都有变形。其中有些投影在某个主方向等距投影。
每一种投影都有其各自的适用方面。例如墨卡托投影适用于海图，其面积变形随着纬度的增高而加大，但其方向变形很小；横轴墨卡托投影的面积变形随着距中央经线的距离的加大而增大，适用于制作不同的国家地图。等角投影常用于航海图、风向图、洋流图等。现在世界各国地形图采用此类投影比较多。等积投影用于绘制经济地区图和某些自然地图。对于大多数数学地图和小比例尺普通地图来说，应优先考虑等积的要求。地理区域，诸如国家、水域和地理分类地区（植被、人口、气候等）相对分布范围，显然是十分重要的内容。任意投影常用作数学地图，以及要求沿某一主方向保持距离正确的地图。常用作世界地图的投影有墨卡托投影、高尔投影、摩尔威特投影、等差分纬线多圆锥投影、格灵顿投影、桑森投影、乌尔马耶夫投影等。
我国地形图所采用的是高斯-克吕格投影。
高斯－克吕格投影（Gauss_Krivger）属于等角横切椭圆柱投影，是设想用一个椭圆柱横套在地球椭球的外面，并与设定的中央经线相切。其经纬线互相垂直，变形最大位于赤道与投影带最外一条经线的交点上，常用于纬度较高地区。
高斯－克吕格投影分带规定：该投影是我国国家基本比例尺地形图的数学基础，为控制变形，采用分带投影的方法，在比例尺1：2.5万-1：50万图上采用6°分带，对比例尺为1：1万及大于1：1万的图采用3°分带。
（1）6°分带法：从格林威治零度经线起，每6°分为一个投影带，全球共分为60个投影带，东半球从东经0°-6°为第一带，中央经线为3°，依此类推，投影带号为1-30。其投影代号n和中央经线经度L0的计算公式为：L0=(6n-3)°；西半球投影带从180°回算到0°，编号为31-60，投影代号n 和中央经线经度L0的计算公式为L0=360-(6n-3)°。
（2）3°分带法：从东经1°30′起，每3°为一带，将全球划分为120个投影带，东经1°30′-4°30′，...178°30′-西经178°30′，...1°30′-东经1°30′。
东半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式：L0=3°n ,中央经线为3°、6°...180°。
西半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式：L0=360°-3°n ,中央经线为西经177°、...3°、0°。
我国规定将各带纵坐标轴西移500公里，即将所有y值加上500公里，坐标值前再加各带带号。以18带为例，原坐标值为y=243353.5m，西移后为y=743353.5，加带号通用坐标为y=18743353.5 。
三、关于地理坐标系与投影坐标系
1、GCS——Geographic coordinate system，地理坐标系统，以经纬度为地图的存储单位。
很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短半轴，偏心率。以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。
Spheroid: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening: 298.300000000000010000
然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum: D_Beijing_1954，表示，大地基准面是D_Beijing_1954。有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。
完整参数：
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
2、PCS——Projection coordinate system（投影坐标系统）
地理坐标系统使用经纬度标示坐标点，较为精确的标识了地物位于地球表面的位置，但这种坐标系统在进行相关地理空间的分析（如代数和几何运算）时非常的不方便，甚至许多操作无法完成。投影坐标系统是在地理坐标系统的基础上将地理信息从球体表面转绘到平面直角坐标系统中，以便于相关分析计算的进行。投影坐标系统，实质上便是平面坐标系统，其地图单位通常为米或其他长度单位。
每一个投影坐标系统都必定会有Geographic Coordinate System。也就是说，要得到投影坐标就必须得有一个“拿来”投影的球面坐标，然后才能使用算法去投影！即每一个投影坐标系统都必须要求有Geographic Coordinate System参数。我国常用的北京54坐标系统和西安80坐标系统都是基于高斯克吕格投影方法构建的坐标系统，下面为北京54坐标系统参数范例：
Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_114E
Projection: Gauss_Kruger
False_Easting: 500000.000000
False_Northing: 0.000000
Central_Meridian: 114.000000
Scale_Factor: 1.000000
Latitude_Of_Origin: 0.000000
Linear Unit: Meter
GCS_Beijing_1954
Datum: D_Beijing_1954
参数解释：
北京54采用高斯克吕格投影方式，所以自然也是分带投影；范例为以114度经线为中央经线的3度分带投影；
投影方式：高斯克吕格
伪东：500000（为保证区域内所有坐标值均为正值，便于使用，将坐标0点由中央经线向西偏移的数值）
伪北：0（同上，自己理解吧）
中央经线：114
比例因子: 1.000000（投影中央经线与实际长度比值，UTM投影为0.9996）
起始经线: 0.000000
长度单位: 米
GCS_Beijing_1954（北京54地理坐标系统)
Datum: D_Beijing_1954(北京54大地基准面）
四、动态投影
动态投影(ArcMap)，所谓动态投影指：改变ArcMap中的Data Frame（工作区）的空间参考或是对后加入到ArcMap工作区中数据的投影变换。ArcMap的DataFrame（工作区）的坐标系统默认为第一个加载到当前DataFrame（工作区）的那个文件的坐标系统，后加入的数据，如果和当前工作区坐标系统不同，则ArcMap会自动做投影变换，把后加入的数据投影变换到当前坐标系统下显示，但此时数据文件所存储的实际数据坐标值并没有改变，只是显示形态上的变化！因此叫动态投影。表现这一点最明显的例子就是在Export Data时，用户可以选择是按this layer's source data（数据源的坐标系统导出），还是按照the Data Frame （当前工作区的坐标系统）导出数据。
数据的投影信息与工作区的投影信息
上面这段关于ArcMap动态投影的描述中提到了两种投影信息：数据的投影信息，也就是前面说的我们拿到的数据是依据哪种坐标信息绘制的，比如北京54。工作区的投影信息，既ArcMap的DataFrame的投影信息，加入到工作区中的数据都将按照此种投影方式显示。当ArcMap中加载数据的时候，显示下面的报错窗口：“Warning, inconsistent extent”
2012-8-10 23:13 上传下载附件(50.23 KB)
原因：返回这个报错信息是由于数据具有一个不正确的坐标系定义。尤其是在数据在一个单位为英尺，米或者其他线性单位的投影坐标系下，但是坐标系被定义为一个单位为度的地理坐标系（GCS）。
此外，不同于坐标系统配置错误导致的相邻图幅不能拼接，或同一范围不同主题图件不能叠合，导致上述两种问题的原因也可能是矢量数据数据源的问题。由于地理信息系统应用以及相关知识尚不普及，很多单位或部门存在不合理使用地理信息系统数据的现象，例如：CAD数据格式的地形图经常在使用过程中被拖动或缩放，导致其原本地理坐标丢失，被修改数据所存贮的坐标毫无现实意义；以及使用部分地理信息系统软件时的不当操作只是坐标丢失等。在遇到上述状况时，我们需要手动进行校准，不能再通过配置坐标系统数据来实现数据的完好拼接或叠合，Arcgis提供了Spatial adjustment工具用于矢量数据的校准，栅格数据用配准。
ArcGIS 空间校正（spatial adjustment）是个常用的工具，但许多新手不太明白如何使用它，下面简单说一下它的使用方法。
下图中，青色的是已经有坐标系的要素（基准要素），黄色的是需要校正的要素（被校正要素）。
2012-8-10 23:14 上传下载附件(96.27 KB)
1、将已经具有坐标系的要素类和需要校正的要素类加进arcmap中，调出spatial adjustment 工具条，开始编辑。
2、在spatial adjustment工具条菜单里设置要校正的数据，把要校正的要素类打钩，如下图2012-8-10 23:16 上传下载附件(30.21 KB)
3、设置校正方法。每种校正方法的适用范围和区别可看帮助文件。仿射变换是最常用的方法，建议新手使用。
2012-8-10 23:17 上传下载附件(24.34 KB)
4、设置结合环境，以便准确地建立校正连接
2012-8-10 23:19 上传下载附件(4.98 KB)
5、点置换连接工具。
2012-8-10 23:19 上传下载附件(10.9 KB)
6、点击被校正要素上的某点，然后点基准要素上的对应点，这样就建立了一个置换链接，起点是被校正要素上的某点，终点是基准要素上的对应点。用同样的方法建立足够的链接。理论上有三个置换链接就能做仿射变换，但实际上一般是是不够用的。实际使用中要尽量多建几个链接，尤其是在拐点等特殊点上，而且要均匀分布。下图是建立好链接的情形：2012-8-10 23:20 上传下载附件(121.03 KB)
7、点spatial adjustment工具条菜单下的adjust。
2012-8-10 23:20 上传下载附件(14.28 KB)
当你熟悉整个过程后，可以试试其他几种变换（相似、投影、橡皮拉伸等）。上面的方法是将一个没有坐标系的要素类校正到一个有坐标系的要素类，简单说是图对图校正。如果只有一个没有坐标系的要素类，但知道它上面关键点的真实坐标，上面的4、5、6步用下面方法代替：
4、读出原图上关键点的屏幕坐标，找到和它对应的真实坐标
5、建立连接链接文件，格式为文本文件，第一列是关键点的屏幕x坐标，第二列是关键点的屏幕y坐标，第三列是关键点真实的x坐标，第四列是关键点真实的y坐标，中间用空格分开，每个关键点一行。如下图所示
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6、在spatial adjustment菜单中打开链接文件，选刚才建立好的链接文件。其它步骤与前面的相同2012-8-10 23:20 上传下载附件(25.9 KB)
看完本帖的都是好同学，不要忘了支持下哦，有什么问题可以加255066308群，超级群，资料多多！
出处华夏土地网：https://www.360docs.net/doc/4618813749.html,/thread-7500926-1-1.html
arcgis坐标转换
在ArcGIS中的西安80坐标系转北京54坐标系收藏 一、数据说明 本次投影变换坐标的源数据采用的是采用1980西安的地理坐标系统，1985国家高程基准的1：50000的DLG数据。 二、投影变换基础知识准备 北京54坐标系和西安80坐标系之间的转换其实是两种不同的椭球参数之间的转换。 在ArcGIS中定义了两套坐标系：地理坐标系（Geographic coordinate system）和投影坐标系（Projected coordinate system）。 1、地理坐标系，是以经纬度为地图的存储单位的，是球面坐标系统。地球是一个不规则的椭球，为了将数据信息以科学的方法放到椭球上，这就需要有一个可以量化计算的椭球体。具有长半轴，短半轴，偏心率。一下几行是GCS_Xian_1980椭球及其相应的参数。 Geographic Coordinate System: GCS_Xian_1980 Datum: D_Xian_1980 Prime Meridian: Greenwich Angular Unit: Degree 每个椭球体都需要一个大地基准面将这个椭球定位，因此可以看到在坐标系统中有Datum: D_Xian_1980的描述，表示，大地基准面是D_Xian_1980。 2、有了椭球体和基准面这两个基本条件，地理坐标系便可以定义投影坐标系统了。以下是已定义Beijing_1954坐标的投影坐标系统的参数： 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
ArcGIS中坐标系统详解
ArcGIS的地理坐标系与大地坐标系 一直以来，总有很多朋友针对地理坐标系、大地坐标系这两个概念吃不透。近日，在网上看到一篇文章介绍它们，非常喜欢。所以在此转发一下，希望能够对制图的朋友们有所帮助。 地理坐标：为球面坐标。参考平面地是椭球面,坐标单位:经纬度 大地坐标：为平面坐标。参考平面地是水平面,坐标单位：米、千米等 地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。（投影：将不规则的地球曲面转换为平面） 在ArcGIS中预定义了两套坐标系：地理坐标系（Geographic coordinate system）投影坐标系（Projected coordinate system） 1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。很明显，Geographic coordinate syst em是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短半轴，偏心率。以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000 然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描述中，可以看到有这么一行： Datum: D_Beijing_1954表示，大地基准面是D_Beijing_1954。 -------------------------------------------------------------------------------- 有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。 完整参数： Alias: Abbreviation:
ARCGIS中坐标转换
ArcGIS 坐标转换 1.坐标分析 问题：对于某地A中心点坐标为455299.845,3223622.525的CAD矩形，CAD施工图。将其转换为WGS-84坐标，如何转换？ 分析：分析455299.845为6位，则为东向Y坐标，省去了带号，加上了5000000加常数，其最大为为4，说名在中央子午线的左侧（左侧为负值，加上500万后肯定小于500万，首位为4。若在中央子午线右侧，则最大位数为5）；3223622.525为7位，为北向X坐标。 查看“某地A”的经度为92.5度，因为为CAD施工图，比例尺肯定大于1:5万，所以为3度带，所以此点的中央子午线为93E，带号为Beijing_54_Zone_31。 2.CAD转为shp格式并设定坐标系： ArcTool box-Convesion Tools->To Geodatabse->CAD to Geodatabase: 其中空间参考坐标系选择Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E。 具体原因：选择投影坐标系-Gauss Kruger-Bei Jing54，此时3度带有两种：Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E和Beijing_54_Zone_31，前者表示中央子午线为93E的3度带，后者表示北京54 31度带，二者意义一样，但选择哪种呢？因为点坐标东向为455299.845为6位，不带带号，因此选择Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E（若东向坐标
为31455299.845，则选择Beijing_54_Zone_31）， 3.北京54到WGS84坐标的转换 1.1加载图层： 打开ArcTool box-Data Management Tools->Project and transformation->feature->Project，加载shp图层，弹出下列窗口： 出现红色“X”号，说明原始图层坐标系没有识别出，则需要首先设定其坐标系后再转换。具体设坐标系参考“9 设置或改变Shp文件坐标系” 1.2选择输出图层地址和名称： 在Out Put Dataset or Feature处输入输出图层名：
利用ArcGIS进行地图投影和坐标转换的方法
利用ArcGIS进行地图投影和坐标转换的方法 1、动态投影(ArcMap) 所谓动态投影指，ArcMap中的Data 的空间参考或是说坐标系统是默认为第一加载到当前工作区的那个文件的坐标系统，后加入的数据，如果和当前工作区坐标系统不相同，则ArcMap会自动做投影变换，把后加入的数据投影变换到当前坐标系统下显示。但此时数据文件所存储的数据并没有改变，只是显示形态上的变化。因此叫动态投影。表现这一点最明显的例子就是，在Export Data时，会让你选择是按this layer's source data（数据源的坐标系统导出），还是按照the Data（当前数据框架的坐标系统）导出数据。 2、坐标系统描述(ArcCatalog) 大家都知道在ArcCatalog中可以一个数据的坐标系统说明。即在数据上鼠标右键→Properties→XY Coordinate System选项卡，这里可以通过modify，Select、Import方式来为数据选择坐标系统。但有许多人认为在这里改完了，数据本身就发生改变了。但不是这样的。这里缩写的信息都对应到该数据的.aux文件。如果你去把该文件删除了，重新查看该文件属性时，照样会显示Unknown。这里改的仅仅是对数据的一个描述而已，就好比你入学时填写的基本资料登记卡，我改了说明但并没有改变你这个人本身。因此数据文件中所存储的数据的坐标值并没有真正的投影变换到你想要更改到的坐标系统下。 但数据的这个描述也是非常重要的，如果你拿到一个数据，从ArcMap下所显示的坐标来看，像是投影坐标系统下的平面坐标，但不知道是基于什么投影的。因此你就无法在做对数据的进一不处理。比如：投影变换操作。因为你不知道要从哪个投影开始变换。 因此大家要更正一下对ArcCatalog中数据属性中关于坐标系统描述的认识。 3、投影变换(ArcToolBox) 上面说了这么多，要真正的改变数据怎么办，也就是做投影变换。在ArcToolBox->Data Management Tools->Projections and Transformations下做。 在这个工具集下有这么几个工具最常用， 1、Feature→Project 2、Raster→Project Raster 3、Create Custom Geographic Transformation
arcgis转换坐标
ArcGIS中的投影和坐标转换及编程实现 摘要：一般情况下地理数据库（如Personal GeoDatabase的Feature DataSet 、Shape File等）在创建时都具有空间参考的属性，空间参考定义了该数据集的地理坐标系统或投影坐标系统，但由于在数据格式转换、转库过程中可能造成坐标系统信息丢失，或创建数据库时忽略了坐标系统的定义，因此需要对没有坐标系统信息的数据集进行坐标系统定义。 ArcGIS中的投影和坐标转换 1 ArcGIS中坐标系统的定义 一般情况下地理数据库（如Personal GeoDatabase的Feature DataSet 、Shape File等）在创建时都具有空间参考的属性，空间参考定义了该数据集的地理坐标系统或投影坐标系统，没有坐标系统的地理数据在生产应用过程中是毫无意义的，但由于在数据格式转换、转库过程中可能造成坐标系统信息丢失，或创建数据库时忽略了坐标系统的定义，因此需要对没有坐标系统信息的数据集进行坐标系统定义。 坐标系统的定义是在不改变当前数据集中特征X Y值的情况下对该数据集指定坐标系统信息。 操作方法：运行ArcGIS9中的ArcMap，打开ArcToolBox，打开Data Management Tools ->Projections and Transformations->Define Projection 项打开坐标定义对话框。介下来在Input DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择相应的DataSet或Feature Class；在Coordinate System栏中输入或点击旁边的按钮选择需要为上述DataSet或Feature定义的坐标系统。最后点OK键即可。 例如某点状shape文件中某点P的坐标为X 112.2 Y 43.3 ，且该shape文件没有带有相应的Prj文件，即没有空间参考信息，也不知道X Y 的单位。通过坐标系统定义的操作定义其为Beijing1954坐标，那么点P的信息是东经112.2度北纬43.3度。 2 ArcGIS中的投影方法 投影的方法可以使带某种坐标信息数据源进行向另一坐标系统做转换，并对源数据中的X 和Y值进行修改。我们生产实践中一个典型的例子是利用该方法修正某些旧地图数据中X,Y 值前加了带数和分带方法的数值。 操作方法：运行ArcGIS9中的ArcMap，打开ArcToolBox，打开Data Management Tools ->Projections and Transformations->Feature->Project 项打开投影对话框。在Input DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择相应的DataSet或Feature Class（带有空间参考），Output DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择目标DataSet或Feature Class，在Output Coordinate System 栏中输入或点击旁边的按钮选择目标数据的坐标系统。最后点OK键即可。 例如某点状shape文件中某点P的坐标为X 40705012 Y 3478021 ，且该shape文件坐标系统为中央为东经120度的高斯克吕格投影，在数据使用过程中为了将点P的值改为真实值X 705012 Y478021，首先将源数据的投影参数中False_Easting和False_Northing值分别加上40000000和3000000作为源坐标系统，修改参数前的坐标系统作为投影操作的目标坐标系统，然后通过投影操作后生成一新的Shape文件，且与源文件中点P对应的点的坐标
坐标投影的ArcGIS操作步骤
- 110 - 说明说明：： 投影投影其实其实其实是是实现实现（（B ，L ，H ）与（x,y,H ）之间之间的的相互相互转换转换转换。。 步骤步骤如下如下如下：： 1.在ArcCatalog 中设置设置坐标坐标坐标参考参考参考（（已知已知））。 2.投影投影转换转换 a. 动态动态投影投影投影：：在ArcMap 中view 菜单菜单下下实现实现，，不改变 空间空间数据数据数据的的坐标值标值。。 b.持久持久化化投影投影：：利用ArcToolBox 实现实现，，改变改变空间 空间空间数数据的坐标值标值。。
- 111 -第四章 空间数据的转换与处理 空间数据是GIS 的一个重要组成部分。整个GIS 都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。原始数据往往由于在数据结构、数据组织、数据表达等方面与用户自己的信息系统不一致而需要对原始数据进行转换与处理，如投影变换，不同数据格式之间的相互转换，以及数据的裁切、拼接等处理。以上所述的各种数据转换与处理均可以利用ArcToolbox 中的工具实现。在ArcGIS9中，ArcToolbox 嵌入到了ArcMap 中。本章就投影变换、数据格式转换、数据裁切与拼接等内容分别介绍。 4.1 投影变换 由于数据源的多样性，当数据与研究、分析问题的空间参考系统（坐标系统、投影方式）不一致时，就需要对数据进行投影变换。同样，在完成本身有投影信息的数据采集时，为了保证数据的完整性和易交换性，要定义数据投影信息。以下就地图投影及投影变换的概念做简单介绍，之后分别讲述在ArcGIS 中如何实现地图投影定义及变换。 空间数据与地球上的某个位置相对应。对空间数据进行定位，必须将其嵌入到空间参照系中。因为GIS 描述的是位于地球表面的信息，所以根据地球椭球体建立的地理坐标（经纬网）可以作为空间数据的参照系统。而地球是一个不规则的球体，为了能够将其表面内 容显示在平面的显示器或纸面上，就必须将球面地理坐标系统变换到平面投影坐标系统（图4.1）。因此，运用地图投影方法，建立地球表面上和平面上点的函数关系，使地球表图4.1椭球体表面投影到平面的微分梯形 Y
ArcGIS中的投影和坐标转换
ArcGIS中的投影和坐标转换 1 ArcGIS中坐标系统的定义 一般情况下地理数据库（如Personal GeoDatabase的Feature DataSet 、Shape File等）在创建时都具有空间参考的属性，空间参考定义了该数据集的地理坐标系统或投影坐标系统，没有坐标系统的地理数据在生产应用过程中是毫无意义的，但由于在数据格式转换、转库过程中可能造成坐标系统信息丢失，或创建数据库时忽略了坐标系统的定义，因此需要对没有坐标系统信息的数据集进行坐标系统定义。 坐标系统的定义是在不改变当前数据集中特征X Y值的情况下对该数据集指定坐标系统信息。操作方法：运行ArcGIS9中的ArcMap，打开ArcToolBox，打开Data Management Tools ->Projections and Transformations->Define Projection 项打开坐标定义对话框。介下来在Input DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择相应的DataSet或Feature Class；在Coordinate System栏中输入或点击旁边的按钮选择需要为上述DataSet或Feature定义的坐标系统。最后点OK键即可。 例如某点状shape文件中某点P的坐标为X 112.2 Y 43.3 ，且该shape文件没有带有相应的Prj文件，即没有空间参考信息，也不知道X Y 的单位。通过坐标系统定义的操作定义其为Beijing1954坐标，那么点P的信息是东经112.2度北纬43.3度。 2 ArcGIS中的投影方法 投影的方法可以使带某种坐标信息数据源进行向另一坐标系统做转换，并对源数据中的X和Y 值进行修改。我们生产实践中一个典型的例子是利用该方法修正某些旧地图数据中X,Y值前加了带数和分带方法的数值。 操作方法：运行ArcGIS9中的ArcMap，打开ArcToolBox，打开Data Management Tools ->Projections and Transformations->Feature->Project 项打开投影对话框。在Input DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择相应的DataSet或Feature Class（带有空间参考），Output DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择目标DataSet或Feature Class，在Output Coordinate System 栏中输入或点击旁边的按钮选择目标数据的坐标系统。最后点OK键即可。 例如某点状shape文件中某点P的坐标为X 40705012 Y 3478021 ，且该shape文件坐标系统为中央为东经120度的高斯克吕格投影，在数据使用过程中为了将点P的值改为真实值X 705012 Y478021，首先将源数据的投影参数中False_Easting和False_Northing值分别加上40000000和3000000作为源坐标系统，修改参数前的坐标系统作为投影操作的目标坐标系统，
ARCGIS中坐标系的定义及投影转换方法
ArcGIS中坐标系的定义及投影转换方法 张卫东 （安徽省环境信息中心 合肥 230001 ） 摘 要：本文就我省GIS项目中地理数据所涉及的多种坐标系及地图投影转换等问题作了详细分析,并在ESRI公司的ArcGIS软件平台上介绍了不同坐标系的定义及投影转换方法。 关键词：坐标系; 地图投影 一、问题的提出 GIS技术在我省环保工作中已应用多年，现有多套基于不同坐标系的地理数据，如全省1：5万的北京54坐标系数据，主要城市1：1万的西安80坐标系数据，GPS采集的WGS84坐标系数据以及同是北京54坐标系但不同投影的遥感解译数据等，这些不同坐标系的数据给我们的使用带来了困难：如何将遥感解译数据和不同的地理数据转换到一起，GPS采集的经纬度数据如何正确加载到地图上，以前在北京54坐标系上使用的数据又如何转换到新的西安80坐标系上来？通过摸索，本人找到了解决问题的一些方法，现介绍如下，首先介绍一下相关的几个概念。 二、相关概念 由于GIS所描述是位于地球表面的空间信息，所以在表示时必须嵌入到一个空间参照系中，这个参照系统就是坐标系，它是根据椭球体等参数建立的。另外，为了能够将地图从球面转换到平面，还要进行投影。 1. 椭球体(Spheroid)、基准面(Datum)、坐标系（Coordinate System）及投影(Projection) 尽管地球是一个不规则的椭球，但为了将数据信息以科学的方法存放到椭球上，我们需要用一个可以量化计算的椭球体作为地球的模型。这样的椭球体用长半轴a(semimajor axis)，短半轴b(semiminor axis)，偏心率倒数1/f(Inverse flattening)来描述，这三个参数数学关系为：1/f=a/(a-b),实际中我们一般用长、短半轴二个参数来表示就可以了，根据需要人们定义了多种参考椭球体模型。然而有了这个椭球体还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位，它的作用是来确定地球与椭球体之间的位置关系，由于每个国家或地区需要最大限度的贴合自己的那一部分不同，基准面也不同。 有了基于椭球体参数的基准面，再加上角度单位(Angular Unit)和本初子午线(Prime Meridian)，就定义了地理坐标系（Geographic Coordinate System），图2清楚地表明了这一点。 但地理坐标系是用经纬度表示球面的位置，很多时候我们精确分析需要在平面上来进行，这就要将地图从三维地理坐标通过投影转换成二维平面坐标，这样的坐标系叫投影坐标系（Projection Coordinate System），它是在地理坐标系上加上投影转换参数（参见图4）。 由于从球面到平面的转换会引起距离、面积、形状、方向一个或多个空间属性的变形失真，没有一种投影转换能保持所有的空间属性不变。所以一些地图投影通过损失其它空间属性来使某一属性失真最小，而另一些地图投影则努力平衡全部空间属性的失真，现有数百种地图投影，它们各自适合于表示整个地球表面或某些区域的不同需求，如我国1：50万和更大比例尺地形图使用的是高斯-克吕格 (Gauss-Kruger) 投影，它没有角度变形，在长度和面积上变形也很小，通过分带投影后能保证很高的精度（参见图4），而遥感解译数据常采用阿尔勃斯（Albers Equal-Area Conic）投影，它是等面积割圆锥投影，可以保持面积不变（参见图5）。
坐标系统和投影变换基础知识及其在ArcGIS桌面产品中的应用
坐标系统和投影变换基础知识及其在ArcGIS桌面产品中的应用（二） 2011-01-24 10:52 5555人阅读评论(4) 收藏举报产品transformation工作工具system 坐标系统和投影变换在ArcGIS桌面产品中的应用 在我们了解了坐标系统和投影的定义和其内在的联系后，本文着重总结一下坐标系统和投影变换在桌面产品（版本9.2）中的应用（分ArcMap、ArcCatalog、ArcToolBox三大主要应用模块）。 1、动态投影(ArcMap) 所谓动态投影指：改变ArcMap中的Data Frame（工作区）的空间参考或是对后加入到ArcMap工作区中数据的投影变换。ArcMap的Data Frame （工作区）的坐标系统默认为第一个加载到当前Data Frame（工作区）的那个文件的坐标系统，后加入的数据，如果和当前工作区坐标系统不同，则ArcMap 会自动做投影变换，把后加入的数据投影变换到当前坐标系统下显示，但此时数据文件所存储的实际数据坐标值并没有改变，只是显示形态上的变化！因此叫动态投影。表现这一点最明显的例子就是在Export Data时，用户可以选择是按this layer's source data（数据源的坐标系统导出），还是按照the Data Frame （当前工作区的坐标系统）导出数据。 关于ArcMap的这种动态投影机制，我们可以利用一个北京54投影坐标系数据（乡镇.shp）和 Directory>/DeveloperKit/SamepleCom/data/World/目录下的 world30.shp数据来做一个实验说明。 乡镇.shp数据的坐标系统为北京54投影坐标系 （Krasovsky_1940_Transverse_Mercator）。在ArcMap或ArcCatalog中预览形态如图7所示： 图7 北京54投影坐标系数据单独显示几何形态 world30.shp数据的坐标系统为WGS84坐标系(GCS_WGS_1984)。在ArcMap或ArcCatalog中预览形态如图8所示： Arcgis地图投影和坐标转换方法 1、动态投影(ArcMap) 所谓动态投影指，ArcMap中的Data 的空间参考或是说坐标系统是默认为第一加载到当前工作区的那个文件的坐标系统，后加入的数据，如果和当前工作区坐标系统不相同，则ArcMap会自动做投影变换，把后加入的数据投影变换到当前坐标系统下显示！但此时数据文件所存储的数据并没有改变，只是显示形态上的变化！因此叫动态投影！表现这一点最明显的例子就是，在Export Data时，会让你选择是按this layer's source data（数据源的坐标系统导出），还是按照the Data （当前数据框架的坐标系统）导出数据！ 2、坐标系统描述(ArcCatalog) 大家都知道在ArcCatalog中可以一个数据的坐标系统说明！即在数据上鼠标右键->Properties->XY Coordinate System选项卡，这里可以通过modify，Select、Import方式来为数据选择坐标系统！但有许多人认为在这里改完了，数据本身就发生改变了！但不是这样的！这里缩写的信息都对应到该数据的.aux文件！如果你去把该文件删除了，重新查看该文件属性时，照样会显示Unknown！这里改的仅仅是对数据的一个描述而已，就好比你入学时填写的基本资料登记卡，我改了说明但并没有改变你这个人本身！因此数据文件中所存储的数据的坐标值并没有真正的投影变换到你想要更改到的坐标系统下！ 但数据的这个描述也是非常重要的，如果你拿到一个数据，从ArcMap下所显示的坐标来看，像是投影坐标系统下的平面坐标，但不知道是基于什么投影的！因此你就无法在做对数据的进一不处理！比如：投影变换操作！因为你不知道要从哪个投影开始变换！ 因此大家要更正一下对ArcCatalog中数据属性中关于坐标系统描述的认识！3、投影变换(ArcToolBox) 上面说了这么多，要真正的改变数据怎么办，也就是做投影变换！在ArcToolBox->Data Management Tools->Projections and Transformations下 ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换 ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换 坐标系统是GIS数据重要的数学基础，用于表示地理要素、图像和观测结果的参照系统，坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离，缺少坐标系统的GIS数据是不完善的，因此在ArcGIS软件中正确的定义坐标系统以及进行投影转换的操作非常重要。 1.ArcGIS中的坐标系统 ArcGIS中预定义了两套坐标系统，地理坐标系（Geographic coordinate system）和投影坐标系（Projectedcoordinate system）。 1．1 地理坐标系 地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS中的重要参数包括角度测量单位、本初子午线和基准面（基于旋转椭球体）。地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位，经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。球面系统中的水平线是等纬度线或纬线，垂直线是等经度线或经线。这些线包络着地球，构成了一个称为经纬网的格网化网络。 GCS中经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒 (DMS) 为单位进行测量。纬度值相对于赤道进行测量，其范围是 -90°（南极点）到 +90°（北极点）。 经度值相对于本初子午线进行测量。其范围是 -180°（向西行进时）到 180°（向东行进时）。 ArcGIS中，中国常用的坐标系统为GCS_Beijing_1954 （Krasovsky_1940）,GCS_Xian_1980（IAG_75）,GCS_WGS_1984 （WGS_1984）,GCS_CN_2000（CN_2000）。 1.2 投影坐标系 将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。投影坐标系的实质是平面坐标系统，地图单位通常为米。投影坐标系在二维平面中进行定义。与地理坐标系不同，在二维空间范围内，投影坐标系的长度、角度和面积恒定。投影坐标系始终基于地理坐标系，即： “投影坐标系=地理坐标系+投影算法函数“。 我们国家的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影，分为6度和3度分带投影，1:2.5万－1:50万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。具体分带法是：6度分带从本初子午线（prime meridian）开始，按经差6度为一个投影带自西向东划分，全球共分60个投影带，中国跨13-23带；3度投影带是从东经1度30分经线（1.5°）开始，按经差3度为一个投影带自西向东划分，全球共分120个投影带，中国跨25-45带。 在CoordinateSystems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式： arcgis 投影变换与坐标转换研究 arcgis 投影变换与坐标转换研究 1 ArcGIS中的投影方法 投影的方法可以使带某种坐标信息数据源进行向另一坐标系统做转换，并对源数据中的X 和Y值进行修改。我们生产实践中一个典型的例子是利用该方法修正某些旧地图数据中X,Y 值前加了带数和分带方法的数值。字串7 操作方法：运行ArcGIS9中的ArcMap，打开ArcToolBox，打开Data Management Tools ->Projections and Transformations->Feature->Project 项打开投影对话框。在Input DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择相应的DataSet或Feature Class（带有空间参考），Output DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择目标DataSet或Feature Class，在Output Coordinate System 栏中输入或点击旁边的按钮选择目标数据的坐标系统。最后点OK键即可。字串9 例如某点状shape文件中某点P的坐标为X Y 3478021 ，且该shape文件坐标系统为中央为东经120度的高斯克吕格投影，在数据使用过程中为了将点P的值改为真实值X 705012 Y478021，首先将源数据的投影参数中False_Easting和False_Northing值分别加上和3000000作为源坐标系统，修改参数前的坐标系统作为投影操作的目标坐标系统，然后通过投影操作后生成一新的Shape文件，且与源文件中点P对应的点的坐标为X 705012 Y478021。 字串6 2 ArcGIS中坐标系统的定义 一般情况下地理数据库（如Personal GeoDatabase的Feature DataSet 、Shape File等）在创建时都具有空间参考的属性，空间参考定义了该数据集的地理坐标系统或投影坐标系统，没有坐标系统的地理数据在生产应用过程中是毫无意义的，但由于在数据格式转换、转库过程中可能造成坐标系统信息丢失，或创建数据库时忽略了坐标系统的定义，因此需要对没有坐标系统信息的数据集进行坐标系统定义。 字串7 坐标系统的定义是在不改变当前数据集中特征X Y值的情况下对该数据集指定坐标系统信息。 字串3 操作方法：运行ArcGIS9中的ArcMap，打开ArcToolBox，打开Data Management Tools ->Projections and Transformations->Define Projection 项打开坐标定义对话框。介下来在Input DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择相应的DataSet或Feature Class；在Coordinate System栏中输入或点击旁边的按钮选择需要为上述DataSet或Feature 定义的坐标系统。最后点OK键即可。字串7 例如某点状shape文件中某点P的坐标为X 112.2 Y 43.3 ，且该shape文件没有带有相应的Prj文件，即没有空间参考信息，也不知道X Y 的单位。通过坐标系统定义的操作定义其为Beijing1954坐标，那么点P的信息是东经112.2度北纬43.3度。 字串9 3 编程实现坐标转换和投影 3.1 矢量数据投影和坐标转换 相关接口 字串5 3.1.1 IGeometry.Project方法字串8 该方法声明如下 ArcGIS中的北京54和西安80投影坐标系详解 (2013-02-25 20:26:39) 转载▼ ArcGIS中的北京54和西安80投影坐标系详解 1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system 直译为 地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。很明显，Geographic coordinate syst em是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短半轴，偏心率。以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000 然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描述中，可以看到有这么一行： Datum: D_Beijing_1954 表示，大地基准面是D_Beijing_1954。 -------------------------------------------------------------------------------- 有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。 完整参数： Alias: Abbreviation: Remarks: Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000000000000000) Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954 Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940 使用ArcGIS实现WGS8经纬度 坐标到北京54高斯投影坐标的 转换 使用ArcGIS实现WGS8经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换 【摘要】本文针对从事测绘工作者普遍遇到的坐标转换问题，简要介绍ArcGIS实现WGS8经纬度坐标到北京54高斯投影坐标转换原理和步骤。 【关键词】ArcGIS坐标转换投影变换 1坐标转换简介 坐标系统之间的坐标转换既包括不同的参心坐标之间的转换，或者不同的地心坐标系之间的转换，也包括参心坐标系与地心坐标系之间的转换以及相同坐标系的直角坐标与大地坐标之间的坐标转换，还有大地坐标与高斯平面坐标之间的转换。在两个空间角直坐标系中，假设其分别为O--XYZ和O--XYZ,如果两个坐标系的原点相同，通过三次旋转，就可以使两个坐标系重合；如果两个直角坐标系的原点不在同一个位置，通过坐标轴的平移和旋转可以取得一致；如果两个坐标系的尺度也不尽一致，就需要再增加一个尺度变化参数；而对于大地坐标和高斯投影平面坐标之间的转换，则需要通过高斯投影正算和高斯投影反算，通过使用中央子午线的经度和不同的参考椭球以及不同的投影面的选择来实现坐标的转换。 如何使用ArcGIS实现WGS8经纬度坐标到BJ54高斯投影坐标的转换？这是很多从事GIS工作或者测绘工作者普遍遇到的问题。本文目的在于帮助用户解决这个问题。 我们通常说的WGS-84^标是指经纬度这种坐标表示方法，北京54坐标通常是 指经过高斯投影的平面直角坐标这种坐标表示方法。为什么要进行坐标转换？我们先来看两组参数，如表1所示： 表1 BJ54与WGS8基准参数 很显然，WGS8与BJ54是两种不同的大地基准面，不同的参考椭球体，因而两种地图下，同一个点的坐标是不同的，无论是三度带六度带坐标还是经纬度坐标都是不同的。当要把GPS接收到的点（WGS8坐标系统的）叠加到BJ54坐标系统的底图上，那就会发现这些GPS点不能准确的在它该在的地方，即“与实际地点发生了偏移”。这就要求把这些GPS点从WGS84勺坐标系统转换成BJ54 的坐标系统了。 有关WGS8与BJ54的坐标转换问题，实质是WGS-84椭球体到BJ54椭球体的转换问题。如果我们是需要把WGS84勺经纬度坐标转换成BJ54的高斯投影坐标，那就还会涉及到投影变换问题。因此，这个转换过程，一般的GPS数据处 理软件都是采用下述步骤进行的： 1）（B, L）84―― （X, Y, Z）84,空间大地坐标到空间直角坐标的转换。 2）（X，Y, Z）84——（X，Y, Z）54,坐标基准的转换，即Datum转换。通常有三种转换方法：七参数、简化三参数、Molode nsky。 3）（X, Y, Z）54――（B, L）54,空间直角坐标到空间大地坐标的转 换。 4）（B, L）54――（x, y）54,高斯投影正算。 从以上步骤不难看出，转换的关键是第二步，转换的参数。鉴于我国曾使用不同的坐标基准（BJ54、State80、Correct54 ），各地的重力值又有很大差异，所以很难确定一套适合全国且精度较好的转换参数。在WGS-84坐标和北京54坐标之间是不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样。 必须了解，在不同的椭球之间的转换是不严密的。那么，两个椭球间的坐标转换应该是怎样的呢？一般而言比较严密的是用七参数法，即3个平移因子（X平移，丫平移，Z平移），3个旋转因子（X旋转，丫旋转，Z旋转），一个比例因子（也叫尺度变化K）。国内参数来源的途径不多，一般当地测绘部门会有。通行的做法是：在工作区内找三个以上的已知点，利用已知点的BJ54坐标和所测WGS8坐标，通过一定的数学模型，求解七参数。若多选几个已知点，通过平差的方法可以获得较好的精度。如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km （经验值），这可以用三参数，即只考虑3个平移因子（X平移，Y平移, Z平移），而将旋转因子及比例因子（X旋转，丫旋转，Z旋转，尺度变化K）都视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。北京54和西安80也是两种不同的大地基准面，不同的参考椭球体，他们之间的转换也是同理。在ArcGIS中提供了三参数、七参数转换法。而在同一个椭球里的转换都是严密的，在同一个椭球的不同坐标系中转换需要用到四参数转换，举个例子，在深圳既有北京54 ARCGIS中坐标转换及地理坐标、投影坐标的定义 1.ARCGIS中坐标转换及地理坐标、投影坐标的定义 1.1动态投影(ArcMap) 所谓动态投影指，ArcMap中的Data 的空间参考或是说坐标系统是默认为第一加载到当前工作区的那个文件的坐标系统，后加入的数据，如果和当前工作区坐标系统不相同，则ArcMap会自动做投影变换，把后加入的数据投影变换到当前坐标系统下显示！但此时数据文件所存储的数据并没有改变，只是显示形态上的变化！因此叫动态投影！表现这一点最明显的例子就是，在Export Data时，会让你选择是按this layer's source data（数据源的坐标系统导出），还是按照the Data （当前数据框架的坐标系统）导出数据！ 1.2坐标系统描述(ArcCatalog) 大家都知道在ArcCatalog中可以一个数据的坐标系统说明！即在数据上鼠标右键->Properties->XY Coordinate System选项卡，这里可以通过modify，Select、Import方式来为数据选择坐标系统！但有许多人认为在这里改完了，数据本身就发生改变了！但不是这样的！这里缩写的信息都对应到该数据的.aux文件！如果你去把该文件删除了，重新查看该文件属性时，照样会显示Unknown！这里改的仅仅是对数据的一个描述而已，就好比你入学时填写的基本资料登记卡，我改了说明但并没有改变你这个人本身！因此数据文件中所存储的数据的坐标值并没有真正的投影变换到你想要更改到的坐标系统下！但数据的这个描述也是非常重要的，如果你拿到一个数据，从ArcMap下所显示的坐标来看，像是投影坐标系统下的平面坐标，但不知道是基于什么投影的！因此你就无法在做对数据的进一不处理！比如：投影变换操作！因为你不知道要从哪个投影开始变换！因此大家要更正一下对 ArcCatalog中数据属性中关于坐标系统描述的认识！ ArcGIS中的坐标系定义与投影转换 坐标系统是GIS数据重要的数学基础，用于表示地理要素、图像和观测结果（如通用地理框架内的GPS 位置）的参照系统，坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离，缺少坐标系统的GIS数据是不完善的，因此在ArcGIS软件中正确的定义坐标系统以及进行投影转换的操作非常重要。 1.ArcGIS中的坐标系统 ArcGIS中预定义了两套坐标系统，地理坐标系（Geographic coordinate system）和投影坐标系（Projected coordinate system）。 1．1 地理坐标系 地理坐标系(GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS中的重要参数包括角度测量单位、本初子午线和基准面（基于旋转椭球体）。地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位，经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。球面系统中的水平线（或东西线）是等纬度线或纬线，垂直线（或南北线）是等经度线或经线。这些线包络着地球，构成了一个称为经纬网的格网化网络。 GCS中经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒(DMS) 为单位进行测量。纬度值相对于赤道进行测量，其范围是-90°（南极点）到+90°（北极点）。经度值相对于本初子午线进行测量。其范围是-180°（向西行进时）到180°（向东行进时）。 ArcGIS中，中国常用的坐标系统为GCS_Beijing_1954（Krasovsky_1940）,GCS_Xian_1980（IAG_75）,GCS_WGS_1984（WGS_1984）,GCS_CN_2000（CN_2000）。 1.2 投影坐标系 将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。投影坐标系的实质是平面坐标系统， ArcGIS中的坐标系定义与转换 2009-06-23 15:48 1. 椭球体、基准面及地图投影 GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定，因此欲正确定义GIS系统坐标系，首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。 基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。 WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。 地理坐标：为球面坐标。参考平面地是椭球面。坐标单位:经纬度 大地坐标：为平面坐标。参考平面地是水平面。坐标单位：米、千米等。 地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。（投影：将不规则的地球曲面转换为平面） 在ArcGIS中预定义了两套坐标系：地理坐标系（Geographic coordinate system）和投影坐标系（Projected coordinate system）， 1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system），是以经纬度为地图的存储单位的。很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短半轴，偏心率。以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000 然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描述中，可以看到有这么一行： Datum: D_Beijing_1954 表示，大地基准面是D_Beijing_1954。 -------------------------------------------------------------------------------- 有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。 完整参数：Arcgis地图投影和坐标转换方法
ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换
arcgis投影变换与坐标转换研究
ArcGIS中的北京54和西安80投影坐标系详解
使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换
ArcGIS中坐标转换及地理坐标 投影坐标的定义
ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换
ArcGIS中的坐标系定义与转换