《地理信息中各种坐标系区别和转换》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地理信息中各种坐标系区别和转换（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、http:/ 54 坐标到西安 80 坐标转换小结 1、北京 54 和西安 80 是两种不同的大地基准面，不同的参考椭球体，因而两种地图下，同一个点的坐标是不同的，无论是三度带六度带坐标还是经纬度坐标都是不同的。 2、数字化后的得到的坐标其实不是 WGS84 的经纬度坐标，因为 54 和 80 的转换参数至今没有公布，一般的软件中都没有 54 或 80 投影系的选项，往往会选择 WGS84 投影。 3、WGS84、北京 54、西安 80 之间，没有现成的公式来完成转换。 4、对于 54 或 80 坐标，从经纬度到平面坐标（三度带或六度带）的相互转换可以借助软件完成。 5、54 和 80 间的转
2、换，必须借助现有的点和两种坐标，推算出变换参数，再对待转换坐标进行转换。 （均靠软件实现） 6、在选择参考点时，注意不能选取河流、等高线、地名、高程点，公路尽量不选。这些在两幅地图上变化很大，不能用作参考。而应该选择固定物，如电站，桥梁等。 二、西安 80 坐标系与北京 54 坐标系转换 西安 80 坐标系与北京 54 坐标系其实是一种椭球参数的转换作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。那么，两个椭球间的坐标转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即 X 平移，
3、 Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX） ， Y 旋转（WY） ， Z 旋转（WZ） ，尺度变化（DM ） 。要求得七参数就需要在一个地区需要 3 个以上的已知点。如果区域范围不大， 最远点间的距离不大于 30Km（ 经验值 ） ，这可以用三参数，即 X 平移， Y 平移， Z 平移，而将 X 旋转， Y 旋转， Z旋转，尺度变化面 DM 视为 0 。 在 MAPGIS 平台中实现步骤： 第一步：向地方测绘局（或其它地方）找本区域三个公共点坐标对（即 54 坐标 x，y，z 和 80 坐标x，y，z ） ； 第二步：将三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。 （菜单：投影转换/输入单点投影转换，
4、计算出这三个点的弧度值并记录下来） 第三步：求公共点求操作系数（菜单：投影转换/坐标系转换） 。如果求出转换系数后，记录下来。 第四步：编辑坐标转换系数。 （菜单：投影转换/编辑坐标转换系数。 ）最后进行投影变换， “当前投影”输入80 坐标系参数， “目的投影” 输入 54 坐标系参数。进行转换时系统会自动调用曾编辑过的坐标转换系数。 三、地理坐标系与投影坐标系的区别 1、首先理解地理坐标系（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 c
5、oordinate 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 Flatteni
6、ng（扁率）: 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（起始经度）: Greenwich (0.0000000000000
7、00000) Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954 Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening: 298.300000000000010000 2、接下来便是 Projection coordinate system（投影坐标系统） ，首先看看投影坐标系统中的一些参数。 Projection: Gauss_Kruger Parameters: Fa
8、lse_Easting: 500000.000000 False_Northing: 0.000000 Central_Meridian: 117.000000 Scale_Factor: 1.000000 Latitude_Of_Origin: 0.000000 Linear Unit: Meter (1.000000) Geographic Coordinate System: Name: GCS_Beijing_1954 Alias: Abbreviation: Remarks: Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) Prime Meri
9、dian: Greenwich (0.000000000000000000) Datum: D_Beijing_1954 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening: 298.300000000000010000 从参数中可以看出，每一个投影坐标系统都必定会有 Geographic Coordinate System。 投影坐标系统，实质上便是平面坐标系统，其地图单位通常为米。 那
10、么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢？ 这时候，又要说明一下投影的意义：将球面坐标转化为平面坐标的过程便称为投影。 好了，投影的条件就出来了： a、球面坐标 b、转化过程（也就是算法） 也就是说，要得到投影坐标就必须得有一个“拿来” 投影的球面坐标，然后才能使用算法去投影！ 即每一个投影坐标系统都必须要求有 Geographic Coordinate System 参数。 3、我们现在看到的很多教材上的对坐标系统的称呼很多，都可以归结为上述两种投影。其中包括我们常见的“ 非地球投影坐标系统” 。 ）： 大地坐标（Geodetic Coordinate）:大地测量中以参考椭球面为基准面的
11、坐标。地面点 P 的位置用大地经度L、大地纬度 B 和大地高 H 表示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角，大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。 方里网:是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称之为方里网，由于方 里线同时 又是平行于直角坐标轴的坐标网线，故又称直角坐标网。 在 1：1 万1：20 万比例尺的地形图上，经纬线只以图廓线的形式直接表现出来，并在图角处注出相应度数。为了在用图时加密成 网，在内外图廓间还绘有加密经纬
12、网的加密分划短线(图式中称“分度带”)，必要时对应短线相连就可以构成加密的经纬线网。1：2 5 万地形图上，除内图廓上绘有经纬网的加密分划外，图内还有加密用的十字线。 我国的 1：50 万1：100 万地形图，在图面上直接绘出经纬线网，内图廓上也有供加密经纬线网的加密分划短线。 直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为 X 轴，以赤道投影后的直线为 Y 轴，它们的交点为坐标原点。这样，坐标系中就出现了四 个象限。纵坐标从赤道算起向北为正、向南为负；横坐标从中央经线算起，向东为正、向西为负。 虽然我们可以认为方里网是直角坐标，大地坐标就是球面坐标。但是我们在一副地形图上经常见到方里网和经纬度网
13、，我们很习惯的称经 纬度网为大地坐标，这个时候的大地坐标不是球面坐标，她与方里网的投影是一样的（一般为高斯） ，也是平面坐标 四、GIS 中的坐标系定义与转换 1. 椭球体、基准面及地图投影 GIS 中的坐标系定义是 GIS 系统的基础，正确定义 GIS 系统的坐标系非常重要。 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。 基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面
14、的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面，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两个大地基准面。我国参照前苏联从 1953 年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京 54 坐标系， 1978 年采用国际大地测量协会推荐的 1975 地球椭球体建立了我国新的大地坐标系-西安 80 坐标系，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。 WGS1984 基准面采用WGS84 椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前 GPS 测量数据多以 WGS1984
15、 为基准。 上述 3 个椭球体参数如下： 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，如前苏联的 Pulkovo 1942、非洲索马里的 Afgooye 基准面都采用了 Krassovsky 椭球体，但它们的基准面显然是不同的。 地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换，如果有人说：该点北京 54 坐标值为X=4231898,Y=21655933，实际上指的是北京 54 基准面下的投影坐标，也就是北京 54 基准面下的经纬度坐标在直角平面坐标上的投影结果。 2. GIS 中基准面的定义与转换 虽然现有 GIS 平台中都预定义有上百个基准面供用户选用，但均没有我们国家的基准面定义。假如精度要求不高，可利用前苏联的 Pulkovo 1942 基准面(Mapinfo 中代号为 1001)代替北京 54 坐标系；假如精度要求较高，如土地利用、海域使用、城市基建等 GIS 系统，则需要自定义基准面。 GIS 系统中的基准面通过当地基准面向 WGS1984 的转换 7 参数来定义，转换通过相似变换方法实现，具体算法可参考科学出版社 1999 年出版的城市地理信息系统标准化指南第 76 至 86 页。假设Xg、Yg、Zg 表示 WGS84 地心坐
