ArcGIS 10入门培训二GIS的坐标系统及坐标转换(个人根据资料汇总而成)

GIS的坐标系统及坐标转换二坐标系统介绍1.GIS的坐标，投影文件的含义

一、GIS中坐标系统两种:地理空间坐标系与投影坐标系（平面直角坐标）

地理空间坐标系（Geographiccoordinatesystem），使用基于经纬度坐标描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。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；也称球面坐标。如WGS1984（GPS点），Xian1980.prjBeijing1954.prj。ArcGIS的坐标，投影文件的含义投影坐标系统（Projectioncoordinatesystem）使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。

这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。平面坐标系统地图单位通常为米，也称非地球投影坐标系统（notearth），或者是平面直角坐标。

投影坐标系由以下两项参数确定:

地理坐标系（由基准面确定，比如:北京54、西安80、WGS84）

投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影）

坐标是GIS数据的骨骼框架，能够将我们的数据定位到相应的位置，为地图中的每一点提供准确的坐标，对地理坐标系坐标0~360投影方法介绍1、兰伯特等角园锥投影用于小比例尺的地图投影如1:50万，1：100万经线为辐射直线，纬线为同心圆圆弧。指定两条标准纬度线Q1，Q2，在这两条纬度线上没有长度变形,即M=N=1。此种投影也叫等角割圆锥投影，2、高斯—克吕格投影（等角横切椭圆柱投影）用于如1/10万，1/5万、1/万等比例尺高斯一克吕格投影（后，除中央经线和赤道为直线外，其他经线均为对称于中央经线的曲线。高斯-克吕格投影没有角度变形，在长度和面积上变形也很小，中央经线无变形，自中央经线向投影带边缘，变形逐渐增加，变形最大处在投影带内赤道的两端。

北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84北京54坐标系与西安80坐标系都是以Gauss_Kruger为基础，经局部平差后产生的坐标系北京54坐标系:1954建立原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃西安80坐标系:也称国家大地坐标系，1980年，原点在西安附近GPS系统所采用的是1984年世界大地坐标系(WordGeodeticSystem1984即WGS-84)。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系。原点是地球的质心，以经纬度为单位存储北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84北京54:长半轴a=6378245m:短半轴b=6356863m扁率f=1/298.3西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m扁率f=1/298.25WGS-84:长半轴a=6378137m;短半轴b=6356753.314m扁率f=1/298.25是经纬度坐标系统注:扁率:f=（a-b）/a

由于长、短半轴不一样，西安80坐标系与北京54坐标系转换是不严密不存在统一的公式地球上同一点，各个坐标系的经纬度是不一样的WGS84一般是经纬度坐标系长半轴和短半轴NSEWOaba3度，6度分带分度方法:有3度和6度分带法

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°，9°，15°，依此类推，投影带号为1-30。其投影带号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L0=360-(6n-3)°。模型首子午线第1带0°12°6°央子中午线赤道NS3度，6度分带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=3n,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°带号和中央经线的计算公式1、3度带中央经线L0=3*n带号n:=L0/32、6度带中央经线经度L0的计算公式为:L0=(6n-3)带号n:=(L0+3)/6总之：中央经线和带号只和经线有关，与纬度纬度，经度在地球上表现为东西方向。由经线(X)反算最近带号1、3度带以中央经线正负2.5度N=Int（(X+2.50)/3)2、6度带是以中央经线正负3度N=Int(X/6)+1中国经纬度范围中国经纬度范围最东端东经135度2分30秒黑龙江和乌苏里江交汇处最西端东经73度40分帕米尔高原乌兹别里山口（乌恰县）最南端北纬3度52分南沙群岛曾母暗沙最北端北纬53度33分漠河以北黑龙江主航道（漠河县）2日本朝鲜韩国经度为73~135，3度为25带-45带，6度带13（对应中央经线为75度）-23（对应中央经线为135度）纬度为3度-53度分带范围对应的excel在：2\分带范围.xls3度分带、6度分带对应平面XY规定

在GIS系统中如北京54，西安80，采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影。每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网，投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴，纬度方向)，赤道投影后为Y轴(横轴，经度方向)，为了防止经度方向的坐标出现负值，规定每带的中央经线加500公里（向东平移500公里），由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，因此规定在横轴坐标前加上带号，如(37318980,2165593)其中37即为带号，同样所定义的偏移值也需要加上带号，如37带的偏移值为37500000米。平面坐标范围，以标准分幅为例平面坐标:坐标X，Y（在ArcGIS中），X在前，Y在后,X坐标不加带号，是六位，加带号是八位,Y是七位（纬度大于10）地理坐标系:GCS_WGS_1984，GCS_Xian_1980GCS_Beijing_1954都是以GCS开头投影坐标系:和坐标系的文件一致，详细部分，detail有向东偏移量，500公里，是不加带号，大于500公里，前两位为带号GIS中查看已有的坐标系统坐标变换和数据换带（高级）坐标变换分地理变换和投影变换地理变换:一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地理变换来实现地理变换或基准面平移。投影变换:当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。3.1、坐标变换

基于同一基准面，如北京54，地理坐标和平面坐标，可以有固定公式转换，ArcGIS（许多软件）可以直接转换，误差可以达到0.1mm，实现北京54经纬度，和北京54平面（xy）之间转换实现西安80经纬度，和西安80平面（xy）之间转换工具的位置:Datamangementtools下projectionsandtransformations-feature-

projectProject可以用于数据换带不同基准面坐标的转换主要是:三参数和七参数法。个别4参数三参数转换含义X平移，Y平移，Z平移（如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km（经验值））四参数转换含义,见右图----->七参数转换含义3个平移因子（X平移，Y平移，Z平移），3个旋转因子（X旋转，Y旋转，Z旋转），一个比例因子（也叫尺度变化K）。如何计算三参数和七参数已知几个原始点坐标，和转换后几个点坐标，如何计算三参数和七参数，使用如