坐标系与地质制图

1、 一一、坐标系的建立坐标系的建立 1.地图投影地图投影 2.地球椭球体地球椭球体 3.大地基准面大地基准面 二二、常用的投影类型常用的投影类型 1.兰伯特投影兰伯特投影 2.墨卡托投影墨卡托投影 3.高斯高斯-克吕格投影克吕格投影 4.UTM投影投影 三三、标准图幅的坐标系统标准图幅的坐标系统 1.分带规则分带规则 2.分幅规则分幅规则 四、地图投影的选择四、地图投影的选择地图投影地图投影线性单位线性单位地理坐标系地理坐标系椭球体椭球体基准面基准面投投影影坐坐标标系系分分带带投投影影坐坐标标系系 地图投影地图投影(Projection)(Projection) 椭球体椭球体(Ellipsoid

2、/Spheroid)(Ellipsoid/Spheroid) 大地基准面大地基准面(Datum)(Datum) 1.目前介质多为平面，目前介质多为平面，球面不可展平，曲球面不可展平，曲线空间难描述线空间难描述 2.投影皆存投影皆存变形，变形，不存在普遍适用的投影不存在普遍适用的投影，需要因地制宜。需要因地制宜。根据承影面的位置，形状及旋转轴分类根据承影面的位置，形状及旋转轴分类伪圆锥投影伪圆锥投影伪圆柱投影伪圆柱投影圆柱投影圆柱投影 地图投影的变形性质地图投影的变形性质1.面积变形面积变形 2.角度变形角度变形 3.距离变形距离变形 根据变形性质的分类：根据变形性质的分类：等积投等积投影影等角

3、投等角投影影等距投影等距投影投影命名：例如正轴等角割圆锥投影投影命名：例如正轴等角割圆锥投影地球椭球体地球椭球体(Ellipsoid)大地基准面大地基准面(Datum)认识对地球形状的逐渐逼近认识对地球形状的逐渐逼近椭球体是对正球体的椭球体是对正球体的修正修正1.是假想的，一个扁率极小的旋转椭球体是假想的，一个扁率极小的旋转椭球体2.是一个规则的数学表面，可用函数表达，仅与是一个规则的数学表面，可用函数表达，仅与a、b、f相关。相关。 基准面是对椭球面的基准面是对椭球面的修正修正1.是在大地水准面的基础上计算出来的，大地水准面是可测量的是在大地水准面的基础上计算出来的，大地水准面是可测量的2.

4、是对地球自然形状的逼近是对地球自然形状的逼近椭球面椭球面“基准面基准面” pcs：投影坐标系统；：投影坐标系统； gcs：地理坐标系统：地理坐标系统 pcs：投影坐标系统；：投影坐标系统； gcs：地理坐标系统：地理坐标系统Arcgis中投影坐标系有2901种常用基准面（Datum）1.Beijing_19542.Xian_1980 3.WGS84常用椭球体（Spheroid ）：1. Krasovsky_1940 2. IAG_1975 3. WGS_1984 一一、坐标系的建立坐标系的建立 1.地图投影地图投影 2.地球椭球体地球椭球体 3.大地基准面大地基准面 二二、常用的投影类型常用的

5、投影类型 1.兰伯特投影兰伯特投影 2.墨卡托投影墨卡托投影 3.高斯高斯-克吕格投影克吕格投影 4.UTM投影投影 三三、标准图幅的坐标系统标准图幅的坐标系统 1.分带规则分带规则 2.分幅规则分幅规则 四、地图投影的选择四、地图投影的选择 圆锥投影圆锥投影 将一个圆锥套在地球椭球上，经纬线网投影到圆将一个圆锥套在地球椭球上，经纬线网投影到圆锥面上，沿某经线将圆锥面切开并展成平面得到锥面上，沿某经线将圆锥面切开并展成平面得到。 特点：特点：1.1.经线为直线，纬线为同心圆经线为直线，纬线为同心圆2.2.无角度变形，形状逼真无角度变形，形状逼真3.3.广泛用于我国小比例尺地图广泛用于我国小比例

6、尺地图4.4.适用于中纬度地区适用于中纬度地区 正轴等角圆柱投影正轴等角圆柱投影 假想一个与地轴方向一致的圆柱切或割于地球，假想一个与地轴方向一致的圆柱切或割于地球，按等角条件，将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱按等角条件，将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面。面展为平面。 特点：特点：1.经纬网为互相垂直的直线经纬网为互相垂直的直线2.多用于航海、航空图多用于航海、航空图3.局部形状精确局部形状精确 横轴等角椭圆柱投影（故也称为横轴墨卡托）横轴等角椭圆柱投影（故也称为横轴墨卡托） 使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切，然后按使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切，然后按等角条件，将中央经线两侧各一

7、定范围内的经纬等角条件，将中央经线两侧各一定范围内的经纬线投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。线投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。 特点：特点：1.是等角横切椭圆柱投影是等角横切椭圆柱投影2.中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影的对称轴为投影的对称轴2.投影具有等角性质投影具有等角性质3.中央经线投影后保持长度不变中央经线投影后保持长度不变4.我国标准地（形）图采用我国标准地（形）图采用 类似于类似于Gauss-Kruger投影投影 不同点：不同点：1.横轴等角割圆柱投影横轴等角割圆柱投影2.圆柱割地球于南纬圆柱割地球于南纬80度、北纬度

8、、北纬84度两条纬线度两条纬线圈圈3.中央经线长度比例因子为中央经线长度比例因子为0.9996 4.分带起点不同，第分带起点不同，第1带的中央经度为带的中央经度为-177（高斯为（高斯为3 ） 一一、坐标系的建立坐标系的建立 1.地图投影地图投影 2.地球椭球体地球椭球体 3.大地基准面大地基准面 二二、常用的投影类型常用的投影类型 1.兰伯特投影兰伯特投影 2.墨卡托投影墨卡托投影 3.高斯高斯-克吕格投影克吕格投影 4.UTM投影投影 三三、标准图幅的坐标系统标准图幅的坐标系统 1.分带规则分带规则 2.分幅规则分幅规则 四、地图投影的选择四、地图投影的选择分带分幅标准图幅“切块”1:10

9、0万图幅6分带法：分带法：从本初子午线起，每从本初子午线起，每6为一带，全球共分为为一带，全球共分为60个投影带，个投影带，东经东经06为第一带，中央经线为为第一带，中央经线为3，向东依此类推，投影带号为，向东依此类推，投影带号为160。中国区域带号范围：。中国区域带号范围：1323。3分带法：分带法：从东经从东经130起，每起，每3为一带，全球划分为为一带，全球划分为120个投影带，个投影带，东经东经130430为第一带，中央经线为为第一带，中央经线为3，向依此类推，投影带号，向依此类推，投影带号为为1120。中国区域带号范围：。中国区域带号范围：2545。为避免坐标产生负值，为避免坐标产生

10、负值，将各带将各带Y轴向西平移轴向西平移500km，即横轴坐标值都加，即横轴坐标值都加500km，再在坐标值前再加上各带带号即为当地坐标值。，再在坐标值前再加上各带带号即为当地坐标值。以以18带为例，原坐标值为带为例，原坐标值为243353.5m，西移后为，西移后为743353.5，加带号，加带号通用坐标为通用坐标为18743353.5。6分带法分带法3分带法分带法 任意经度所在带号的计算任意经度所在带号的计算6度带：度带：带号带号N=round(L+3)/6，即对，即对(L+3)/6的值四舍五入取整数，的值四舍五入取整数，L为当地经度；为当地经度；中央子午线中央子午线L0=6 N-3。3度带

11、：度带：带号带号N=round(L/3)，即对，即对(L/3)的值四舍五入取整数，的值四舍五入取整数，L为当地为当地经度；经度；中央子午线中央子午线L0=3 N。不在同一投影带的两幅图是不能直接拼合在一起的，必须要投影变换不在同一投影带的两幅图是不能直接拼合在一起的，必须要投影变换到同一带内，再作拼接。到同一带内，再作拼接。 所有标准图幅地形图都是以所有标准图幅地形图都是以1:100万地形图为基础划分万地形图为基础划分出来的。出来的。 国际统一规定，纬度每国际统一规定，纬度每4为一列，自赤道向两极一次为为一列，自赤道向两极一次为A，B，C，V；经度没；经度没6为一行，自为一行，自180起，自起

12、，自西向东依次为西向东依次为1，2，3，60。例如北京为。例如北京为J50。 一一、坐标系的建立坐标系的建立 1.地图投影地图投影 2.地球椭球体地球椭球体 3.大地基准面大地基准面 二二、常用的投影类型常用的投影类型 1.兰伯特投影兰伯特投影 2.墨卡托投影墨卡托投影 3.高斯高斯-克吕格投影克吕格投影 4.UTM投影投影 三三、标准图幅的坐标系统标准图幅的坐标系统 1.分带规则分带规则 2.分幅规则分幅规则 四、地图投影的选择四、地图投影的选择 地图投影选择，主要指中、小比例尺地图，不包括国家基地图投影选择，主要指中、小比例尺地图，不包括国家基本比例尺地形图和小范围制图。需考虑的因素有：本

13、比例尺地形图和小范围制图。需考虑的因素有： 制图区域的范围：制图区域的范围：国家、洲际、全球、省市国家、洲际、全球、省市 形状和地理位置：形状和地理位置：横向、纵向、经纬度横向、纵向、经纬度 制图比例尺：制图比例尺：大、中、小比例尺大、中、小比例尺 地图内容：地图内容：气象、山文、地质、人文气象、山文、地质、人文 地图的用途：地图的用途：是否涉及面积、长度、角度统计？是否涉及面积、长度、角度统计？ 出版方式：出版方式：纸质、数字栅格、纸质、数字栅格、GIS矢量矢量 其他特殊要求：其他特殊要求：变形要求、版面尺寸变形要求、版面尺寸【世世 界界】多圆锥投影、圆柱投影、伪圆柱投影多圆锥投影、圆柱投影

14、、伪圆柱投影【加拿大加拿大】大于大于1:501:50万，万，采用采用UTMUTM（墨卡托投影）投影（墨卡托投影）投影 小于小于1:501:50万，万，采用采用LambertLambert（兰勃特）投影（兰勃特）投影【美美 国国】大于大于1:501:50万，万，采用采用UTM UTM 小于小于1:501:50万，万，采用州平面坐标系统采用州平面坐标系统 ( (高斯和兰伯特投影为主，局部用高斯和兰伯特投影为主，局部用HOMHOM投影投影) )【中中 国国】大于大于 1:501:50万，万，采用高斯投影采用高斯投影 小于小于 1:501:50万，万，采用采用LambertLambert（兰勃特）投影（兰勃特）投影 行政区专题图，正轴等面积割圆锥投影行政区专题图，正轴等面积割圆锥投影 中国全图，正轴等角割圆锥投影、斜轴等面积方位投影中国全图，正轴等角割圆锥投影、斜轴等面积方位投影【其它其它专题图】斜轴专题图】斜轴方位投影、方位投影、割割圆锥投影、圆锥投影、爱凯特爱凯特( (EckertEckert) )投影投影、 摩尔威特摩尔威特( (MollweideMollweide) )投影、投影、( (Robinson) Robinson) 伪圆柱投影伪圆柱投影X:六位六位,Y:七位七位X:九位九位,Y:十位十位X:五位五位,Y:六位六位参考资料