ArcGIS10.2坐标系定义投影说明
坐标系定义投影说明
1、坐标系基础知识
坐标系分为地理坐标系与投影坐标系。
1.1、地理坐标系
常见地理坐标系：国家2000（CGCS2000）；西安80(Xian_1980).
地理坐标系坐标值为经纬度格式，如下:
1.2、投影坐标系
常见投影坐标系：高斯-克吕格投影（Gauss_Kruger）；UTM投影.
投影坐标系必须设定在某一个地理坐标系的基础上，其作用是使用某种投影方法将经纬度坐标转换为平面坐标。
投影坐标系按照坐标值的格式分为有代号和无代号两种。
有代号坐标值格式为8-7；（Y值是8位，X值是7位）
无代号坐标值格式为6-7，（Y值6位，X值是7位）
有代号示例：西安80高斯克吕格39带
坐标值格式：
无代号示例，西安80高斯克吕格117度
坐标值格式：
2、坐标系定义
坐标系定义原则：必须定义为待定义文件本身真实正确的坐标系。如不知道其真实坐标系，一般不能直接定义。
定义操作不会改变坐标值，因此如定义错误，可重新定义覆盖。
坐标系定义一般发生在以下情况下：已知某SHP文件坐标系是“西
安80高斯投影无代号117”，但此SHP坐标系未定义，如下图，需要定义之后才能与其他文件、影像套和，或进行投影操作。
定义方法：
在目录中双击文件，出现属性窗口。在坐标系页面选择相应坐标系。
3、坐标系投影
坐标系投影可以将某标系的文件转换成另一坐标系的文件。
投影注意事项
投影之前，必须先正确定义待投影文件的坐标系
投影会改变文件的坐标值，转换后其坐标值格式会发生变化。
例如可以将有代号（38带）转换成无代号，转换后坐标值由8-7格式转为6-7格式
CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_38转CGCS2000_3_Degree_GK_CM_114E 或将38带转为39带，转换后坐标值由38开头转为39开头
CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_38转CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_39 投影方法：
不同类型地图使用的投影与坐标系
不同类型地图使用的投影与坐标系 (2016-08-12 15:29:29) 不同类型地图使用的投影与坐标系 1.概念辨析 地图投影跟大地坐标系是完全两个东西，尽管具有相关性。地球椭球体则是另一 个东西。实际上地图编绘涉及三个基本的东西：椭球体、地图投影、大地坐标系。三者密切关联。（百科知识） 要绘制地图，首先考虑用什么椭球体，这是投影和坐标系的基础——我国三代坐标系使用三种椭球体。 三者之间的关系：先有个椭球体，然后是投影到承影面，然后是添加经纬网。椭 球体是基础，投影是转换函数，是数学关系，大地坐标系是参照系。因此，同一椭球体可以用不同的投影；而同一投影，也可以用不同的大地坐标系。 但是一般三者是协调一致的，如我国的三代坐标系，有对应的椭球体、投影类型、基准面（坐标系）。 从地图反映地球表面来看，整个过程涉及五个环节：地球～椭球体～投影～坐标系～地图。而地球是球面的，是一个曲面，而地图是平面的，二者的结构性矛盾，导致我们不得不采用一系列转换，这个转换中不可避免地产生扭曲、变形和误差。具体关系：总结：地球（地球表面，存在高低起伏）→椭球体（光滑球面，相关参数）→投影（投影方式：几何投影与解析投影）→坐标系（地理坐标系与平面直角坐标系）→地图。 2. 我国三代坐标系 我们经常给影像投影时用到的北京54、西安80和2000坐标系是投影直角坐标系，如下表所示为国内坐标系采用的主要参数。从中可以看到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大地基准面。 表：北京54、西安80和2000坐标系参数列表 坐标名称投影类型椭球体基准面 北京54Gauss Kruger （Transverse Mercator） Krasovsky D_Beijing_1954 西安80Gauss Kruger （Transverse Mercator） IAG75D_Xian_1980 CGCS2000Gauss Kruger （Transverse Mercator） CGCS2000D_China_2000
地理坐标系和投影坐标系的区别
地理坐标系和投影坐标系的区别
字体大小：大 | 中 | 小 2006-05-21 17:28 - 阅读：204 - 评论：0 经常碰到这两个概念：Geographic coordinate system 和 projected coordinate system 1、首先理解 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 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
ArcGIS教程：投影参数
ArcGIS 教程：投影参数 仅有地图投影并不足以定义投影坐标系。可以声明数据集处于横轴墨卡托投影中，但这些信息并不充足。投影中心在哪?是否使用了比例尺因子?如果不知道投影参数的精确值，就无法重新投影数据集。 还可以了解投影对数据造成的变形程度。如果对澳大利亚感兴趣，但知道数据集的投影中心是 0,0(即赤道与格林尼治本初子午线的交点)，那么您可能想要更改投影的中心。 每种地图投影都有一组必须定义的参数。参数用于指定原点以及为感兴趣区域自定义投影。角度参数使用地理坐标系单位，而线性参数使用投影坐标系单位。 线性参数 东移假定值是应用到 x 坐标原点的线性值。北移假定值是应用到 y 坐标原点的线性值。 通常使用东移假定值和北移假定值来确保所有 x 值和 y 值都是正数。也可以使用东移假定值和北移假定值参数来缩小x 坐标值或 y 坐标值的范围。例如，如果知道所有 y 值均大于 5,000,000 米，则可使用 -5,000,000 的北移假定值。 在垂直近侧透视投影中，高度定义球体或旋转椭球体表面上方的透视点。 角度参数 ?方位角定义投影的中心线。旋转角度用于测量北偏东方向的角度。它在洪特尼斜轴墨卡托投影、改良斜正形投影和局部投影中与方位角配合使用。 ?中央子午线定义 x 坐标的原点。 ?起始经度定义 x 坐标的原点。中央子午线与起始经度参数同义。 ?中央纬线定义 y 坐标的原点。 ?起始纬度定义 y 坐标的原点。此参数可能并不在投影中心。特别地，圆锥投影使用此参数设置感兴趣区域下 y 坐标的原点。在这种情况下，不需要设置北移假定值参数来确保所有 y 坐标都是正数。 ?中心经度与洪特尼斜轴墨卡托投影中心(两点和方位角)配合使用来定义 x 坐标的起点。它通常与起始经度和中央子午线参数同义。 ?中心纬度与洪特尼斜轴墨卡托投影中心(两点和方位角)配合使用来定义 y 坐标的原点。它几乎总是投影的中心。 ?标准纬线 1 和标准纬线 2 与圆锥投影配合使用来定义比例为 1.0 的纬线。使用一条标准纬线定义兰勃特等角圆锥投影时，第一条标准纬线定义 y 坐标的原点。 对于其他圆锥投影来说，y 坐标原点由起始纬度参数确定。 ?第一点的经度 ?第一点的纬度 ?第二点的经度 ?第二点的纬度
坐标系统与地图投影--基础知识
空间参照系统和地图投影 导读：正如上一章所描述的，一个要素要进行定位，必须嵌入到一个空间参照系中，因为GIS所描述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）可以作为所有要素的参照系统。因为地球是一个不规则的球体，为了能够将其表面的内容显示在平面的显示器或纸面上，必须进行坐标变换。 本章讲述了地球椭球体参数、常见的投影类型。考虑到目前使用的1：100万以上地形图都是采用高斯——克吕格投影，本章最后又对该种投影类型和相关的地形图分幅标准做了简单介绍。 1．地球椭球体基本要素 1．1地球椭球体 1．1．1地球的形状 为了从数学上定义地球，必须建立一个地球表面的几何模型。这个模型由地球的形状决定的。它是一个较为接近地球形状的几何模型，即椭球体，是由一个椭圆绕着其短轴旋转而成。 地球自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面，有高山、丘陵和平原，又有江河湖海。地球表面约有71%的面积为海洋所占用，29%的面积是大陆与岛屿。陆地上最高点与海洋中最深处相差近20公里。这个高低不平的表面无法用数学公式表达，也无法进行运算。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。但水准面有无数多个，其中有一个与静止的平均海水面相重合。可以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（图4-1）。 图4-1：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地球椭球体，简称椭球体。 1．1．2地球的大小 关于地球椭球体的大小，由于采用不同的资料推算，椭球体的元素值是不同的。现将世界各国常用的地球椭球体的数据列表如下： 表4-1：各种地球椭球体模型 椭球体名称年代长半轴（米）短半轴（米）扁率 白塞尔(Bessel) 1841 6377397 6356079 1：299.15 克拉克(Clarke) 1880 6378249 6356515 1：293.5 克拉克(Clarke) 1866 6378206 6356584 1：295.0 海福特(Hayford) 1910 6378388 6356912 1：297 克拉索夫斯基1940 6378245 6356863 1：298.3 I．U．G．G 1967 6378160 6356775 1：298.25 埃维尔斯特(Everest) 1830 6377276 6356075 1：300.8 1．1．3椭球体的半径 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来决定。扁率α表示椭球的扁平程度。扁率的计算公式为：α=（a-b）/a。这些地球椭球体的基本元素a、b、α等，由于推求它的年代、使用的方法以及测定的地区不同，其结果并不一致，故地球椭球体的参数值有很多种。中国在1952年以前采用海福特（Hayford）椭球体，从1953-1980年采用克拉索夫斯基椭球体。随着人造地球卫星的发射，有了更精密的测算地球形体的条件。1975年第16届国际大地测量及地球物理联合会上通过国际大地测量协会第一号决议中公布的地球椭球体，称为GRS（1975），中国自1980年开始采用GRS（1975）新参考椭球体系。由于地球椭球长半径与短半径的差值很小，所以当制作小比例尺地图时，往往把它当作球体看待，这个球体的半径为6371公里。 1．1．4高程 地面点到大地水准面的高程，称为绝对高程。如图2所示，P0P0'为大地水准面，地面点A和B到P0P0'的垂直距离H A和H B为A、B两点的绝对高程。地面点到任一水准面的高程，称为相对高程。如图2中，A、B两点至任一水准面P1P1'的垂直距离H A'和H B'为A、B两点的相对高程。
地理坐标到投影坐标转化方法理论
地理坐标系统和投影变换基础知识 一、理论知识和背景介绍 GIS处理的是空间信息，而所有对空间信息的量算都是基于某个坐标系统的，因此GIS中坐标系统的定义是GIS系统的基础，正确理解GIS中的坐标系统就变得尤为重要。坐标系统又可分为两大类：地理坐标系统、投影坐标系统。本文就对坐标系和投影及其在ArcGIS桌面产品中的应用做一些简单的论述。 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。 1、地球椭球体(Ellipsoid) 众所周知我们的地球表面是一个凸凹不平的表面，而对于地球测量而言，地表是一个无法用数学公式表达的曲面，这样的曲面不能作为测量和制图的基准面。假想一个扁率极小的椭圆，绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体。地球椭球体表面是一个规则的数学表面，可以用数学公式表达，所以在测量和制图中就用它替代地球的自然表面。因此就有了地球椭球体的概念。 地球椭球体有长半径和短半径之分，长半径(a)即赤道半径，短半径(b)即极半径。f =（a-b）/a为椭球体的扁率，表示椭球体的扁平程度。由此可见，地球椭球体的形状和大小取决于a、b、f 。因此，a、b、f被称为地球椭球体的三要素。 ArcGIS(ArcInfo)桌面软件中提供了30种地球椭球体模型；常见的地球椭球体数据见下表：
对地球椭球体而言，其围绕旋转的轴叫地轴。地轴的北端称为地球的北极，南端称为南极；过地心与地轴垂直的平面与椭球面的交线是一个圆，这就是地球的赤道；过英国格林威治天文台旧址和地轴的平面与椭球面的交线称为本初子午线。以地球的北极、南极、赤道和本初子午线等作为基本要素，即可构成地球椭球面的地理坐标系统(A geo graphic coordinate system (GCS) uses a three dimensional spherical surface to define locations on the earth. A GCS includes an angular unit of measure, a prime meridian, and a datum (based on a spheroid).)。可以看出地理坐标系统是球面坐标系统，以经度/维度（通常以十进制度或度分秒(DMS)的形式）来表示地面点位的位置。 地理坐标系统以本初子午线为基准（向东，向西各分了1800）之东为东经其值为正，之西为西经其值为负；以赤道为基准（向南、向北各分了900）之北为北纬其值为正，之南为南纬其值为负。 地表任意位置的坐标值可由图1表达： 图1 地理坐标系统
地图投影和坐标系
地球坐标系与投影方式的理解(关于北京54,西安80,WGS84;高斯,兰勃特,墨卡托投影) 一、地球模型 地球是一个近似椭球体，测绘时用椭球模型逼近，这个模型叫做参考椭球，如下图： 赤道是一个半径为a的近似圆，任一圈经线是一个半径为b的近似圆。a称为椭球的长轴半径，b称为椭球的短轴半径。 a≈6378.137千米，b≈6356.752千米。（实际上，a也不是恒定的，最长处和最短处相差72米，b的最长处和最短处相差42米，算很小了） 地球参考椭球基本参数： 长轴：a 短轴：b 扁率：α=(a-b) / a 第一偏心率：e=√(a2-b2) / a 第二偏心率：e'=√(a2-b2) / b 这几个参数定了，参考椭球的数学模型就定了。 什么是大地坐标系？ 大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示：(L, B, H)。
空间直角坐标系是以参考椭球中心为原点，以原点到0度经线与赤道交点的射线为x轴，原点到90度经线与赤道交点的射线为y轴，以地球旋转轴向北为z 轴：(x, y, z) 共同点：显然，这两种坐标系都必须基于一个参考椭球。 不同点：大地坐标系以面为基准，所以还需要确定一个标准海平面。而空间直角坐标系则以一个点为基准，所以还需要确定一个中心点。 只要确定了椭球基本参数，则大地坐标系和空间直角坐标系就相对确定了，只是两种不同的表达而矣，这两个坐标系的点是一一对应的。 二、北京54，西安80，WGS84 网上的解释大都互相复制，语焉不详，隔靴搔痒，说不清楚本质区别。为什么在同一点三者算出来的经纬度不同？难道只是不认同对方的测量精度吗？为什么WGS84选地球质心作原点，而西安80选地表上的一个点作原点？中国选的大地原点有什么作用？为什么选在泾阳县永乐镇？既然作为原点，为什么经纬度不是0？下面是我个人的理解。 首先，三者采用了不同的参考椭球建立模型，即长短轴扁率这组参数是不同的。北京54：长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.2997381 西安80：长轴6378140m，短轴6356755，扁率1/298.25722101 WGS84：长轴6378137.000m，短轴6356752.314，扁率 1/298.257223563，第一偏心率0.0818********，第二偏心率 0.082095040121 这些参数不同，决定了椭球模型的几何中心是不同的。那么为什么这三种坐标系的参数有这么大差别呢？除了测量精度不同之外，还有一个原因，就是侧重点不一样。 WGS84是面向全球的，所以它尽量逼近整个地球表面，优点是范围大，缺点是局部不够精确。 北京54用的是前苏联的参数，它是面向苏联的，所以它在前苏联区域这个曲面尽量逼近，而其它国家地区偏多少它不管。它以苏联的普尔科沃为中心，离那越远，误差就越大。 西安80是面向中国的，所以它在中国区域这个曲面尽量逼近，而其它国家地区偏多少它不管。而且这个逼近是以西安附近的大地原点为中心的，也就是说，在西安大地原点处，模型和真实地表参考海平面重合，误差为0，而离大地原点越远的地方，误差越大。所谓的大地原点就是这么来的，它是人为去定的，而不是必须在那里，它要尽量放在中国的中间，使得总的误差尽量小而分布均匀。然后，我国在自已境内进行的建筑，测绘，勘探什么的所绘制的图，都以这个大地原点为基准，去建立各种用途的地表坐标系，就能统一起来了。
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
坐标系统与地图分幅
地理信息系统培训系列之一 坐标系统与地图分幅 一、坐标系统 名词：地理坐标系，投影坐标系，高程坐标系，地球椭球体。 我们先从ArcGIS安装目录下的Coordinate Systems文件夹说起： 1、地理坐标系（Geographic Coordinate Systems） 地理坐标系，也可称为真实世界的坐标系，用于确定地物在地球上位置。用经纬度来表达位置信息。 1）地球椭球体（Spheroid） 因为地球是不规则的近梨形，所以在定义地理坐标系之前，需要对地球做近似逼近。即假想地球绕地轴高速旋转形成一个表面光滑的球体，这就是地球椭球体（也称旋转椭球体或双轴椭球体）。 地球椭球体（Spheroid）的常用四个参数是：地球引力常数（GM）、长半径（a）、扁率（f）和地球自转角速度（w）。四个参数的不同也就形成了不同的椭球体，比如：克拉索夫斯基椭球体、1975地球椭球体（IAG75）、WGS-84椭球体等。 2）大地基准面（Datum） 有了椭球体后还不能形成地理坐标系，还需要一个大地基准面（Datum）将椭球体定位，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，因此每个国家和地区均有各自的基准面，北京54坐标系和西安80坐标系即为我国的两大基准面。
（1）北京54坐标系 我国参照前苏联从1953年起采用北京54坐标系，它与苏联1942年建立的以普尔科夫天文台为原点的大地坐标系统相联系，相应的椭球为克拉索夫斯基椭球(Krassovsky)。到20世纪80年代初，我国已基本完成了天文大地测量，经计算表明，54坐标系统普遍低于我国的大地水准面，平均误差为29米左右。 （2）西安80坐标系 1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系，为此有了1980年国家大地坐标系。1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据，即1975地球椭球体（IAG75）。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。 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。经过大地基准面定位的椭球体称为参考椭球体。 3）椭球体与基准面的关系 椭球体与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。地球椭球体和基准面之间的关系以及基准面是如何结合地球椭球体从而实现来逼近地球表面的可见下图所示。 基准面定义椭球体拟合地表某一区域表面 也就是说，由于椭球参数的不同而形成了不同的椭球体，由于一个椭球体可对应多个大地基准形成了不同地理坐标系。 完成了椭球体和大地水准面的定义后，就形成了地理坐标系。
深度探讨透视投影坐标系.
3d图形程序，就一定会做坐标变换。而谈到坐标变换，就不得不提起投影变换，因为它是所有变换中最不容易弄懂的。但有趣的是，各种关于透视变换的文档却依然是简之又简，甚至还有前后矛盾的地方。看来如此这般光景，想要弄清楚它，非得自己动手不可了。所以在下面的文章里，作者尝试推导一遍这个难缠的透视变换，然后把它套用到DX和PS2lib 的实例中去。 1.一般概念 所谓透视投影变换，就是view 空间到project 空间的带透视性质的坐标变换步骤（这两个空间的定义可以参考其他文档和书籍）。我们首先来考虑它应该具有那些变换性质。很显然，它至少要保证我们在view空间中所有处于可视范围内的点通过变换之后，统统落在project空间的可视区域内。好极了，我们就从这里着手——先来看看两个空间的可视区域。 由于是透视变换，view空间中的可见范围既是常说的视平截体（view frustum）。如图， （图1）它就是由前后两个截面截成的这个棱台。 从view空间的x正半轴看过去是下图这个样子。
（图2）接下来是project空间的可视范围。这个空间应当是处于你所见到的屏幕上。实际上将屏幕表面视作project空间的xoy平面，再加一条垂直屏幕向里（或向外）的z轴（这取决于你的坐标系是左手系还是右手系），这样就构成了我们想要的坐标系。好了，现在我们可以用视口（view port）的大小来描述这个可视范围了。比如说全屏幕640*480的分辨率，原点在屏幕中心，那我们得到的可视区域为一个长方体，它如下图（a）所示。 （图3） 但是，这样会带来一些设备相关性而分散我们的注意力，所以不妨先向DirectX文档学学，将project空间的可视范围定义为x∈[-1,1], y∈[-1,1], z∈[0,1]的一个立方体(上图b)。这实际
arcgis空间数据处理投影变换
1.空间数据处理（融合、合并、剪切、交叉、合并） 2.设置地图投影及投影变换 空间数据处理 (1) 第1步裁剪要素 (2) 第2步拼接图层 (3) 第3步要素融合 (4) 第4步图层合并 (6) 第5步图层相交 (7) 定义地图投影 (9) 第6步定义投影 (9) 第7步投影变换――地理坐标系－>北京1954坐标系转换－>西安80坐标系 (10) 补充：图层相减，计算面积 (11) 空间数据处理 ●数据：云南县界.shp; Clip.shp西双版纳森林覆盖.shp 西双版纳县界.shp ●步骤： 将所需要的数据下载后，解压到到 e:\gisdata, 设定工作区:在ArcMap中执行菜单命令：<工具>－><选项>，在“空间处理”选项页里，点 击“环境变量”按钮，在环境变量对话框 中的常规设置选项中，设定“临时工作空 间”为 e:\gisdata
第1步裁剪要素 ◆在ArcMap中，添数据GISDATA\云南县界.shp，添加数据GISDATA\Clip.shp （Clip 中 有四个要素） ◆激活Clip图层。选中Clip图层中的一个要素，注意确保不要选中“云南县界”中的 要素！ 点击打开ArcToolbox， 指定输出要素类路径及名称，这里请命 名为“云南县界_Clip1” 指定输入类：云南县界
指定剪切要素：Clip（必须是多边形要素）依次选中Clip主题中其它三个要素，重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层（“云南县界_Clip1” , “云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4” ）。 第2步拼接图层 ◆在ArcMap中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的四个图层 ◆点击打开ArcToolbox
地理坐标系统与投影坐标系统的区别
地理坐标系统简介 2008-01-28 14:34 地理坐标系，也可称为真实世界的坐标系，是用于确定地物在地球上位置的坐标系。一个特定的地理坐标系是由一个特定的椭球体和一种特定的地图投影构成，其中椭球体是一种对地球形状的数学描述，而地图投影是将球面坐标转换成平面坐标的数学方法。绝大多数的地图都是遵照一种已知的地理坐标系来显示坐标数据。 1．地球椭球体 地球是一个表面很复杂的球体，人们以假想的平均静止的海水面形成的“大地体”为参照，推求出近似的椭球体，理论和实践证明，该椭球体近似一个以地球短轴为轴的椭园而旋转的椭球面，这个椭球面可用数学公式表达，将自然表面上的点归化到这个椭球面上，就可以计算了。下面列举了一些常用的一些椭球及参数： 1）海福特椭球(1910) 我国52年以前采用的椭球 a=6378388m b=6356911.9461279m α=0.33670033670 2）克拉索夫斯基椭球(1940 Krassovsky) 北京54坐标系采用的椭球 a=6378245m b=6356863.018773m α=0.33523298692 3）1975年I.U.G.G推荐椭球(国际大地测量协会1975) 西安80坐标系采用的椭球 a=6378140m b=6356755.2881575m α=0.0033528131778 4）WGS-84椭球(GPS全球定位系统椭球、17届国际大地测量协会) WGS-84坐标系椭球 a=6378137m b=6356752.3142451m α=0.00335281006247 最常用的地理坐标系是经纬度坐标系，这个坐标系可以确定地球上任何一点的位置，如果我们将地球看作一个椭球体，而经纬网就是加在地球表面的地理坐标参照系格网，经度和纬度是从地球中心对地球表面给定点量测得到的角度，经度是东西方向，而纬度是南北方向，经线从地球南北极穿过，而纬线是平行于赤道的环线。地理坐标可分为天文地理坐标和大地地理坐标：天文地理坐标是用天文测量方法确定的，大地地理坐标是用大地测量方法确定的。我们在地球椭球面上所用的地理坐标系属于大地地理坐标系，简称大地坐标系。 确定椭球的大小后，还要进行椭球定向，即把旋转椭球面套在地球的一个适当的位置，这一位置就是该地理坐标系的“坐标原点”，是全部大地坐标计算的起算点，俗称“大地原点”。 需要说明的是经纬度坐标系不是一种平面坐标系，因为度不是标准的长度单位，不可用其量测面积长度；平面坐标系(又称笛卡儿坐标系)，因其具有以下特性：可量测水平X方向和竖直Y方向的距离，可进行长度、角度和面积的量测，可用不同的数学公式将地球球体表面投影到二维平面上而得到广泛的应用。而每一个平面坐标系都有一特定的地图投影方法。 2．地图投影 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。
空间坐标系和投影
空间坐标系和投影 练习内容和目的意义 通过同一地区、不同投影（包括投影类型不同，同一投影中投影参数不同两方面）数 据的操作，体会投影的作用于意义。 通过对无投影文件数据集赋予投影文件，通过投影换算，基本掌握数据集投影计算的 基本原理和步骤。 1、投影的意义与作用 练习目的和要求：参考实习指导，将各步形成的主要图形、或者主要操作截面粘贴与报考中。数据：E:\Chap02\Proj_Show. 1.1地图显示 1.1.1 启动ArcView 单击，添加文件boxg,riv1g,cntrs09g,cntrs10g,cntrs13g,cntrs14g后出现下图，给view1显示框中每个文件打钩，显示地图。
1.1.2双击cntrs14g打开Legend Edit对话框，Symbol数量点击添加Symbol数量，并进行如下图设置： 同样的方法操作cntrs09g，cntrs10g，cntrs13g，并保持设置与cntrs14g一致，结果如下图
用Text工具按钮为图面加图幅名，可以用Pointer来调整注记的大小 结果图如下:
1.2投影信息显示 1.2.1打开workstation-Arc 1.2.2输入工作路径w+文件路径。如： 1.2.3用describe+文件名语句来查看投影信息。如 1.2.4输入各个文件投影信息如下：
1.3投影比较 在ArcV iew中添加文件riv1与riv1a数据并显示观察：
造成文件riv1、riv1a显示差异的原因： 其中蓝色部分是riv1,红色部分是riv1a,可以看到两张图并没有重合在一起，彼此之间有缝隙，在1.2实验中已经知道riv1和riv1a都是ALBERS投影，但是riv1的第二标准纬线为37 10 0.000中央子午线为109 30 0.00，而riv1a的第二标准纬线为37 9 30.000中央子午线为109 29 30.00，这样就造成了显示的差异。 1.4为Coverage赋予投影 1.4.1： 1.4.2：显示： 1.4.3显示： 完成为为Coverage赋予投影。 2.为无投影文件的数据集添加投影信息（文件） 实习内容：掌握在ArcMap环境下为没有投影文件的coverage赋予投影信息 实习要求：根据已知投影的地图，为有投影但无投影文件的coverage添加投影信息 实习数据：E:\Chap02\Proj_Cal 用于练习的数据为高斯投影，西安80坐标系；但是由于多种原因，在数据集中没有投影文件，同时投影单位为KM。为此，需要给添加投影文件并将单位换算成M 2.1练习1换算投影单位 2.1.1打开workstation-Arc并进行如下操作：
ArcGIS 投影
UTM投影 UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”，英文名称为Universal Transverse Mercator，是一种等角横轴割圆柱投影，圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，被许多国家用作地形图的数学基础，如中国采用的高斯-克吕格投影就是UTM投影的一种变形，很多遥感数据，如Landsat和Aster数据都应用UTM投影发布的。 UTM投影将北纬84度和南纬80度之间的地球表面积按经度6度划分为南北纵带(投影带)。从180度经线开始向东将这些投影带编号，从1编至60(北京处于第50带)。每个带再划分为纬差8度的四边形。两条标准纬线距中央经线为180KM左右，中央经线比例系数为0.9996。 UTM北半球投影北伪偏移为零，南半球则为10000公里。 在ArcGIS中UTM投影坐标文件名的N和S的区别。N代表北半球，S代表南半球，文件内容的区别在与参数False_Northing—北伪偏移值。 中国UTM投影带号：中国国境所跨UTM带号为43-53。 UTM投影带号计算，如WGS_1984_UTM_Zone_49N，这个49的计算方法： 49：从180度经度向东,每6度为一投影带，第49个投影带 49=（114+180）/6，这个114为49投影带的最大经线层次 ArcGIS 坐标系统文件 ArcGIS自带了多种坐标系统，在${ArcGISHome}\Coordinate Systems\目录下可以看到三个文件夹，分别是Geographic Coordinate Systems、Projected Coordinate Systems、Vertical Coordinate Systems，中文翻译为地理坐标系、投影坐标系、垂直坐标系。 1 Geographic Coordinate Systems 在Geographic Coordinate Systems目录中，我们可以看到已定义的许多坐标系信息，典型的如Geographic Coordinate Systems\World目录下的WGS 1984.prj。 2 Projected Coordinate Systems 在Projected Coordinate Systems目录中同样存在许多已定义的投影坐标系，我国大部分地图所采用的北京54和西安80坐标系的投影文件就在其中，它们均使用高斯-克吕格投影，前者使用克拉索夫斯基椭球体，后者使用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体。 北京54和西安80是我们使用最多的坐标系，在ArcGIS文件中，对于这两种坐标系统的命名有一些不同，简单看去很容易让人产生迷惑。在此之前，先简单介绍高斯-克吕格投影的基本知识，了解就直接跳过，我国大中比例尺地图均采用高斯-克吕格投影，其通常是按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
UTM投影和WGS72坐标系统简介
WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的精度较低的WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。采用椭球参数为：a= 6378137m，f =1/298.257223563。 WGS-72坐标系是美国国防部使用WGS-84之坐标系之前采用的坐标系统，也是一种地心地固坐标系统。采用的基准面是Broadcast Ephemeris (NWL-100)，采用椭球参数为：a = 6378135.0m f= 1/298.26。 在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据，而工程图纸普遍使用的是以WGS-72全球大地坐标系为基础的坐标数据。由于这两种坐标系统都是固心坐标系，所有坐标系具有固定的转换值，可通过相应的工程图纸查到转换七参数。 这里简单介绍一下WGS-84和参心坐标系（如WGS-54）的转换方法。由于GPS的测量结果与参心坐标系数据差别较大，并且随区域不同，差别也不同。因此必须将WGS-84坐标转换到参心坐标系。目前比较严密的方法是采用七参数相似变换法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K，这里的X、Y、Z指的是空间直角坐标，为转换过程的中间值。要求得到七参数就需要在一个地区3个以上的已知点WGS-72坐标数据），然后分别求出它们相应投影的平面直角坐标，最后代入相似变换公式即可求出七参数。这里需注意采用的投影方法不同，WGS-84和参心坐标系的转换参数也是不同的，即不同投影下的转换参数不能互用。 三、坐标系的变换 同一坐标系统下坐标有多种不同的表现形式，一种形式实际上就是一种坐标系。如空间直角坐标系（X，Y，Z）、大地坐标系（B，L）、平面直角坐标（x，y）等。通过坐标系统的转换我们得到了WGS-72坐标系统下的空间直角坐标，我们还须在WGS-72坐标系统下再进行各种坐标系的变换，直至得到工程所需的WGS-72平面直角坐标。具体过程简述如下： 1. 将DGPS接收的WGS-84大地坐标（B，L）转换成WGS-84空间直角坐标系统（x，y，z） 2. 将WGS-84空间直角坐标系统通过转换参数转换成WGS-72空间直角坐标系（x，y，z） 3. 将WGS-72空间直角坐标系通过对应的投影转换成WGS-72大地坐标系（注：投影参数可以在图纸上查到） 4. 将WGS-72大地坐标系转换成投影坐标系，得到投影平面坐标，即工程所需的WGS-72平面直角坐标（x，y） UTM投影 UTM投影是横轴等角割圆柱投影。此投影系统是美国编制世界各地军用地图和地球资源卫星像片所采用的投影系统. UNIVERSAL TRANSVRSE MERCATOL PROJECTION （通用横轴莫卡托投影）属横轴等角椭圆柱投影
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）。
ArcGIS中坐标转换及地理坐标、投影坐标的定义
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！ 1.3投影变换(ArcToolBox) 页脚内容1