地理信息：坐標(biāo)轉(zhuǎn)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(zhǔn)面（ Geodetic datum） 3、地理坐標(biāo)系統(tǒng)（Geographic Coordinate System） 4、投影坐標(biāo)系統(tǒng)（ Projected Coordinate System） 其中，地理坐標(biāo)系統(tǒng)包含地球橢球體和大地基準(zhǔn)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(biāo)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(zhuǎn)換參數(shù)，是因為大地基準(zhǔn)面未知，它包含的信息就是轉(zhuǎn)換參數(shù)，有了轉(zhuǎn)換參數(shù)才能實行不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。 常用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角度 5、WY－－Y軸旋轉(zhuǎn)角度 6、WZ－－Z軸旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)問題。 幾種常用坐標(biāo)系統(tǒng)： 1、大地坐標(biāo)系（ArcGIS里稱為地理坐標(biāo)系），也即常說的經(jīng)緯度坐標(biāo)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(biāo)系統(tǒng)，表示方法（X,Y,Z），電子地圖很少用這種坐標(biāo)系統(tǒng)表示 3、平面直角坐標(biāo)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(biāo)，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(biāo)系和平面直角坐標(biāo)系。這兩種坐標(biāo)系有什么區(qū)別呢？大地坐標(biāo)系（即經(jīng)緯度坐標(biāo)系）只包含地理坐標(biāo)系；而平面直角坐標(biāo)系既包含地理坐標(biāo)系也包含投影坐標(biāo)系。所以，如果只是大地坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換，就不涉及到投影變換。 大地坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換分2種情況： 1、參考橢球體相同，大地基準(zhǔn)面不同 2、參考橢球體不同，大地基準(zhǔn)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(zhuǎn)換需要四個參數(shù)（DX、DY、DZ、K）。 對于第二種情況，球心和基準(zhǔn)面都不同，需用7參數(shù)法來轉(zhuǎn)換。 沒有涉及投影變換的轉(zhuǎn)換，ArcTool或其他轉(zhuǎn)換工具可以直接實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，不用另外計算參數(shù)。 大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到平面直角坐標(biāo)系分3種情況： 1、參考橢球體相同，大地基準(zhǔn)面相同 2、參考橢球體相同，大地基準(zhǔn)面不同 3、參考橢球體不同，大地基準(zhǔn)面不同 因為平面直角坐標(biāo)系涉及到投影變換，需用到投影參數(shù)。大地坐標(biāo)系與平面直角坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換是先將大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到空間直角坐標(biāo)，最后再轉(zhuǎn)換到平面直角坐標(biāo)。 對于第一種情況，只需要投影參數(shù)即可轉(zhuǎn)換，例如北京54經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換到北京54平面直角坐標(biāo)，不需要另外提供轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換參數(shù)。參數(shù)需提供或根據(jù)3個已知點計算。 下面談?wù)剠?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(biāo)轉(zhuǎn)換工具COORD.EXE。具體使用見工具幫助 總結(jié)：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)前先分析源數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)信息，再針對情況是否需要投影參數(shù)和計算轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換。 |
