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1、地图投影与图框,内容预览,1. 了解坐标系的相关概念，知道地图投影的意义 2. 掌握高斯投影的原理、条件和规律；掌握6带与3带的划分方法； 3. 了解国家标准比例尺图框生成方法以及经纬网、公里网的概念 4. 熟悉掌握地形图的分幅与编号的原理与方法 5. 熟悉投影、图框以及图幅号计算的操作应用,通过本次培训，达到以下效果：,如今我在什么地方?我不知道那是什么地方。我猜不着。到底这里是哪里?映入我眼帘的只是不知何处去的人蔓，行色匆匆地从我身边走过去。 -村上春树,认识椭球, 测量与大地水准面, 常用椭球体,克拉索夫斯基椭球（北京54）1940 长半径(赤道半径)：a = 6378245(m) 短半
2、径(极轴半径)：b = 6356863(m) 扁率: af = 1：298.3 IUGG （西安80）1975 a = 6378140 (m) b = 6356755 (m) af = 1：298.25 WGS-84 1979 a = 6378137 (m) b = 6356759 (m) af = 1：298.26,坐标系, 建立坐标系,选定椭球体（北京54椭球） 确定椭球体与大地水准面的相关位置, 公司常用坐标系,地理坐标系:经纬度坐标系,投影平面坐标系,高斯克吕格投影, 地图投影的意义,1、为什么要投影,参考椭球面是不可展曲面 不便于地图的制作、使用和保管 不便于地图应用中的计算,2、什
3、么是投影 简单的说按一定的数学法则将参考椭球面上的点、线、图形化算到平面上的过程。,P1(x,y),P0(L,B),P1(x,y),P0(L,B),3、投影变形 长度变形、 角度变形、 面积变形,按投影面 ：方位投影, 圆锥投影, 圆柱投影 按投影变形：等角投影 等积投影 任意投影（等距投影） 按投影面与参考椭球的位置关系： 切、割 横、纵、斜,4、地图投影的种类,5、地图投影的选择 依国土的位置、形状和地图的用途选择投影方式。 我国基本比例尺地形图投影选择标准:,投影投影后保持角度不变 长度变形不能超过一定限度 小范围内图形保持相似, 高斯投影(等角横切椭圆柱投影）,1、高斯投影条件,2、高
4、斯投影正算公式： x = F1(L,B) y = F2(L,B) 高斯投影反算公式： L = G1(x，y) B = G2(x，y),投影后角度无变形 中央子午线投影后为直线 中央子午线投影后长度无变形,3、高斯投影的规律,4、高斯投影的特点, 投影带的划分,1、为什么要分带 为满足测图用图的精度要求，需要限制投影变形的大小。,2、分带的原则,长度变形满足测图精度要求 邻带换算的工作量不至于过大,3、划分方法 6 带：自首子午线由西向东每隔经差6为一带，依次按编号n=1-60。中央子午线经度L0与带号n的关系为： L0 = 6n-3 n = (L0+ 3)/6 3 带：自东经130由西向东每隔
5、经差3为一 带，依次按编号n=1-120。中央子午线经度L0与带号n的关系为： L0 = 3 n n = L0 /3任意带：以测区中心子午线为中央子午线。,4、6带与3带的关系 带号为奇数的3带中央子午线与相应6带的中央子午线重合。 关系式：n = 2n-1 带号为偶数的3带中央子午线与相应6带的分带子午线重合。,分带建立 中央子午线投影为X轴 赤道的投影为Y轴 两轴交点为原点O,1、 建立方法, 高斯平面直角坐标系,2. 自然坐标 A:X = 50000.00 m Y = -10000.00 m B:X = 50000.00 m Y = 10000.00 m,通用坐标：纵坐标西移500 公
6、里，即：Y值加500公 里， Y坐标前冠以带号 A :X= 50000.00 m Y= 19 490000.00 m B :X= 50000.00 m Y= 19 510000.00 m, 换带计算,1、目的 使带边沿附近控制点化算到同一坐标系统中，以便相互利用；使3、 6或任意带坐标之间实现共享。 2、计算过程 由已知X、Y应用高斯投影反算公式求得L、B；由L、B应用高斯投影正算公式求得X、Y。, 投影带的重叠,1、为什么要重叠 采用分带投影，虽限制了长度变形，但相邻带坐标系相互独立，带边沿地形图无法拼接使用，控制点不能相互利用。为此，需用投影带重叠的方法解决。 2、重叠规定 西带向东带延伸
7、30，东带向西带延伸7.5 或15 重叠范围内的地形图有两套坐标网格，控制点有两套坐标。,图 框, 国家基本比例尺地形图有1:5000、1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万、1：50万和1：100万八种。 平台里生成的图框分为： 1. 梯形图框：以上各种比例尺的梯形图框以及任意梯形图框，利用模版生成的各种标准图框以及自定义图框 2.矩形图框：1：2000，1：1000，1：500图框以及任意矩形框, 生成标准比列尺的梯形框一般绘制有2组坐标网：经纬网和公里网, 我国规定1：1万1：10万地形图上必须绘出方里网， 其方里网的密度如表 ：,地形图的分幅和编号, 分幅目的 1.一
8、幅地图有时不可能全部显示在一张纸上，需要分幅 2.方便地图的拼接与制作, 分幅方案 以1：100万地形图为基准，按照相同的经差和纬差定义更大比例尺地形图的分幅。, 分幅编号 每幅图的编号是由该图幅所在的1：100万地图编号、比例尺代码以及各自图幅所在的行号和列号的数字码组成, 100万地形图的分幅和编号（北半球）,投影应用,单点投影分为: 1. 同一椭球内单点投影 2. 不同椭球内的单点投影 区别: 不同椭球内，需设置坐标转换参数, 单点投影,同一椭球体内单点投影操作如下： 1. 在对话框上部的输入源数据投影点中输入数据，如经纬度或者XY坐标。,投影应用,2. 点击“源坐标系”，设置输入数据的
9、空间参照系， 如地理坐标系。,投影应用,3. 点击“目的坐标系”，设置结果数据的空间参照系，如高斯坐标系。（和源设置方法一样） 4. 点击“投影点”，在“投影结果输出”中计算出输入数据的对应的高斯坐标。,投影应用,不同椭球体内单点投影,1.设置转化参数,投影应用,投影应用,投影应用, 类投影,类投影分为简单要素类投影、注记类投影。简单要素类投影操作如下： 1.打开源数据。 2.设置源数据空间参考系 3.保存目的类路径 4.设置目的数据的空间参考系 说明：注记类投影与简单要素类操作类似。,67分别设置源、目的投影参数；k9集合在一起设置非常方便,投影应用, 成批投影,成批投影可以认为是多个数据的
10、类投影，具体操作： 1.打开源数据库 2.设置源数据的参考系 3.设置目的数据库路径 4.设置目的数据的参考系 5.投影,投影应用, 实际案例,用户在一个测区内有一些点的北京54的地理坐标,现在希望将其转换为国家80平面坐标。用户有测区的一些控制点，这些控制点既有北京-54坐标也有国家80坐标。,分析： 1.由北京54-国家80坐标的转化可知，这是属于不同椭球内的坐标点的投影，因此我们第一步由54坐标点和80坐标点求解转化参数(7参数)。,投影应用,2.打开54和80控制点（若求7参数，则至少3个点或以上），算出转化参数。,投影应用,3. 用mapgis的单点投影，源点设置54椭球，目的点设置
11、80椭球。,源坐标系,目的坐标系,投影应用,4. 用x=88015.66589641 y=354851.59724327 z=891.9410 点数据，点击投影结果如下:,投影应用,5.把转化后的80地理坐标点转化为平面坐标点，这里用到了 同一椭球内的 单点投影 ，此步可以直接在第3步中完成,只要把目的坐标系改为平面投影坐标系，采用高斯投影即可：,投影应用,实验测试数据对比说明，k9的求解7参数的精度高于67：,投影应用,图框应用,生成1：5000-1：25万图框的操作基本一样，此处只以生成1：25万图框为例，说明操作步骤： 1.点击编辑器里的工具菜单下的生成梯形图框里的1：25图框。,在上一
12、步中设置好图框模式、投影方式以及起始经纬度后，点击下步：,图框应用,设置保存路径后，即可生成如下的图框：,图框应用,实际应用分析： 某用户有1：25万的数据，数据里主要是区数据，现在用户要求为数据里的每个区套上一个单图框。 分析： 1.首先根据1：25万的数据，我们知道这是标准比例尺下的数据，也因此联想到1：25万的图框生成。 2.用户要求的只是生成单线框，因此我们在生成图框的时候，图框模式选择单框模式。 3.有了以上2步，我们只需要每个图框的起始经纬度数值就可以画了，这些可以从用户的每个区数据外包矩形里获得，即获得它的左下角坐标即可。 4.有了以上3步的分析，我们只要在一个循环里就可完成为每个区套上图框了。 5.最后一步就只用动态投影就可以实现用户的完全要求了。,图框应用,图幅操作应用,1.新旧图幅号转化,旧图幅号-新图幅号,图幅操作应用,2.计算图幅参数,图幅操作应用,3.根据经纬度计算图幅号,谢谢,
