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1、UTM 投 影UTM(UNIVERSAL TRANSVERSE MERCARTOR GRID SYSTEM,通 用 横 墨 卡 托 格网 系 统 )坐 标 是 一 种 平 面 直 角 坐 标 ,这 种 坐 标 格 网 系 统 及 其 所 依 据 的 投 影 已 经广 泛 用 于 地 形 图 ， 作 为 卫 星 影 像 和 自 然 资 源 数 据 库 的 参 考 格 网 以 及 要 求 精 确定 位 的 其 他 应 用 。 在 UTM 系 统 中 ， 北 纬 84 度 和 南 纬 80 度 之 间 的 地 球 表 面积 按 经 度 6 度 划 分 为 南 北 纵 带 (投 影 带 )。 从 18
2、0 度 经 线 开 始 向 东 将 这 些 投影 带 编 号 ， 从 1 编 至 60(北 京 处 于 第 50 带 )。 每 个 带 再 划 分 为 纬 差 8 度 的四 边 形 。 四 边 形 的 横 行 从 南 纬 80 度 开 始 。 用 字 母 C 至 X(不 含 I 和 O)依 次标 记 (第 X 行 包 括 北 半 球 从 北 纬 72 度 至 84 度 全 部 陆 地 面 积 ， 共 12 度 )每 个四 边 形 用 数 字 和 字 母 组 合 标 记 。 参 考 格 网 向 右 向 上 读 取 。 每 一 四 边 形 划 分 为 很 多 边 长 为 1000 000 米 的
3、小 区 ， 用 字 母 组 合 系 统 标记 。 在 每 个 投 影 带 中 ， 位 于 带 中 心 的 经 线 ， 赋 予 横 坐 标 值 为 500 000 米 。对 于 北 半 球 赤 道 的 标 记 坐 标 值 为 0， 对 于 南 半 球 为 10000000 米 ， 往 南 递 减 。大 比 例 尺 地 图 UTM 方 格 主 线 间 距 离 一 般 为 1KM,因 此 UTM 系 统 有 时 候 也 被 称作 方 里 格 。 因 为 UTM 系 统 采 用 的 是 横 墨 卡 托 投 影 ， 沿 每 一 条 南 北 格 网 线(带 中 心 的 一 条 格 网 线 为 经 线 )比
4、 例 系 数 为 常 数 ， 在 东 西 方 向 则 为 变 数 。 沿 每一 UTM 格 网 的 中 心 格 网 线 的 比 例 系 数 应 为 0 99960(比 例 尺 较 小 )， 在 南 北纵 行 最 宽 部 分 (赤 道 )的 边 缘 上 ， 包 括 带 的 重 叠 部 分 ， 距 离 中 心 点 大 约 363公 里 ， 比 例 系 数 为 1.00158。 1、 椭 球 面 地 图 坐 标 系 由 大 地 基 准 面 和 地 图 投 影 确 定 ， 大 地 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
5、地 区 均 有 各 自 的 大 地 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IAG 75 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GPS 定 位 所 得 出 的 结 果 都 属
6、 于 WGS84 坐 标 系 统 ， WGS84 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 的 坐 标 系 。 因 此 相 对同 一 地 理 位 置 ， 不 同 的 大 地 基 准 面 ， 它 们 的 经 纬 度 坐 标 是 有 差 异 的 。 采 用 的 3 个 椭 球 体 参 数 如 下 （ 源 自 “全 球 定 位 系 统 测 量 规 范 GB/T 18314-2001”） ： 椭 球 体 长 半 轴 短 半 轴 Krassovsky 6378245 6356863.0188 IAG 75 6378140
7、 6356755.2882 WGS 84 6378137 6356752.3142 理 解 ： 椭 球 面 是 用 来 逼 近 地 球 的 ， 应 该 是 一 个 立 的 椭 圆 旋 转 而 成 的 。 2、 大 地 基 准 面 椭 球 体 与 大 地 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
8、 采 用了 Krassovsky 椭 球 体 ， 但 它 们 的 大 地 基 准 面 显 然 是 不 同 的 。 在 目 前 的 GIS商 用 软 件 中 ， 大 地 基 准 面 都 通 过 当 地 基 准 面 向 WGS84 的 转 换 7 参 数 来 定 义 ，即 三 个 平 移 参 数 X、 Y、 Z 表 示 两 坐 标 原 点 的 平 移 值 ； 三 个 旋 转 参 数 x、 y、 z 表 示 当 地 坐 标 系 旋 转 至 与 地 心 坐 标 系 平 行 时 ， 分 别 绕Xt、 Yt、 Zt 的 旋 转 角 ； 最 后 是 比 例 校 正 因 子 ， 用 于 调 整 椭 球 大 小
9、 。 北 京54、 西 安 80 相 对 WGS84 的 转 换 参 数 至 今 没 有 公 开 ， 实 际 工 作 中 可 利 用 工 作区 内 已 知 的 北 京 54 或 西 安 80 坐 标 控 制 点 进 行 与 WGS84 坐 标 值 的 转 换 ， 在只 有 一 个 已 知 控 制 点 的 情 况 下 (往 往 如 此 )， 用 已 知 点 的 北 京 54 与 WGS84坐 标 之 差 作 为 平 移 参 数 ， 当 工 作 区 范 围 不 大 时 ， 如 青 岛 市 ， 精 度 也 足 够 了 。 以 （ 32， 121） 的 高 斯 -克 吕 格 投 影 结 果 为 例 ，
10、 北 京 54 及 WGS84 基准 面 ， 两 者 投 影 结 果 在 南 北 方 向 差 距 约 63 米 (见 下 表 )， 对 于 几 十 或 几 百 万的 地 图 来 说 ， 这 一 误 差 无 足 轻 重 ， 但 在 工 程 地 图 中 还 是 应 该 加 以 考 虑 的 。 输 入 坐 标 （ 度 ） 北 京 54 高 斯 投 影 （ 米 ） WGS84 高 斯 投 影 （ 米 ） 纬 度 值 （ X） 32 3543664 3543601 经 度 值 （ Y） 121 21310994 21310997 理 解 ： 椭 球 面 和 地 球 肯 定 不 是 完 全 贴 合 的 ，
11、 因 而 ， 即 使 用 同 一 个 椭 球 面 ，不 同 的 地 区 由 于 关 心 的 位 置 不 同 ， 需 要 最 大 限 度 的 贴 合 自 己 的 那 一 部 分 ， 因而 大 地 基 准 面 就 会 不 同 。 UTM 投 影 为 了 全 球 战 争 而 建 ， 美 国 于 1948 年 完 成 这 种 通 用 投 影 系 统 的计 算 。 与 高 斯 克 吕 格 投 影 相 似 ， 该 投 影 角 度 没 有 发 生 变 形 ， 中 央 经 线 为 直 线 ，且 为 投 影 的 对 称 轴 ， 中 央 经 线 的 比 例 因 子 取 0.9996 是 为 了 保 证 中 央 经
12、 线 左右 约 330km 处 两 条 不 失 真 的 标 准 经 线 ， UTM 投 影 的 分 带 方 法 与 高 斯 克 吕 格 投影 相 似 ， 都 是 自 西 经 180每 隔 经 差 6 度 自 西 向 东 分 带 ， 将 地 球 划 分 为 60个 投 影 带 。 我 国 的 卫 星 影 像 资 料 常 采 用 UTM 投 影 。地理信息系统内容啊！测量学的内容！地图坐标UTM 坐标系统UTM(UNIVERSAL TRANSVERSE MERCARTOR GRID SYSTEM,通用横墨卡托格网系统)坐标是一种平面直角坐标,这种坐标格网系统及其所依据的投影已经广泛用于地形图，作为
13、卫星影像和自然资源数据库的参考格网以及要求精确定位的其他应用。在UTM 系统中，北纬 84 度和南纬 80 度之间的地球表面积按经度 6 度划分为南北纵带(投影带) 。从 180 度经线开始向东将这些投影带编号，从 1 编至 60(北京处于第 50 带)。每个带再划分为纬差 8 度的四边形。四边形的横行从南纬 80度开始。用字母 C 至 X(不含 I 和 O)依次标记(第 X 行包括北半球从北纬 72 度至 84 度全部陆地面积，共 12 度)每个四边形用数字和字母组合标记。参考格网向右向上读取。每一四边形划分为很多边长为 1000 000 米的小区，用字母组合系统标记。在每个投影带中，位于带
14、中心的经线，赋予横坐标值为 500 000米。对于北半球赤道的标记坐标值为 0，对于南半球为 10000000 米，往南递减。大比例尺地图 UTM 方格主线间距离一般为 1KM,因此 UTM 系统有时候也被称作方里格。因为 UTM 系统采用的是横墨卡托投影，沿每一条南北格网线(带中心的一条格网线为经线)比例系数为常数，在东西方向则为变数。沿每一UTM 格网的中心格网线的比例系数应为 099960 (比例尺较小)，在南北纵行最宽部分(赤道) 的边缘上，包括带的重叠部分，距离中心点大约 363 公里，比例系数为 1.00158。1、椭球面 地图坐标系由大地基准面和地图投影确定，大地基准面是利用特定
15、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大地基准面，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 IAG 75 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 GPS 定位所得出的结果都属于 WGS84 坐标系统，WGS84 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的坐标系。因此相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的
16、。 采用的 3 个椭球体参数如下（源自“全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2001”）： 椭球体 长半轴 短半轴 Krassovsky 6378245 6356863.0188 IAG 75 6378140 6356755.2882 WGS 84 6378137 6356752.3142 理解：椭球面是用来逼近地球的，应该是一个立的椭圆旋转而成的。 2、大地基准面 椭球体与大地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，但它们的大地基准面显然是不同的。在目前的 GIS 商用软件中，大地基准面都通过当地基准面向 WGS84 的转换 7 参数来定义，即三个平移参数 X、Y 、Z 表示两坐标原点的平移值；三个旋转参数 x、y、z表示
