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1、中山大学 遥感与地理信息工程系第三讲 GIS的空间地理坐标系统空间参考系统空间参考系统(p39-48)GIS的的研研究究对对象象是是具具有有空空间间内内涵涵的的地地理理数数据据。地地理理数数据据与与其其位位置置的的识识别别联联系系在在一一起起，它它是是通通过过公公共共的的地地理理基基础础统一的空间参考系统来实现。统一的空间参考系统来实现。33%33%67%67%主要是顾及投影变形、作为历史沿续、主要是顾及投影变形、作为历史沿续、为了使用方便和便于资料保密等；为了使用方便和便于资料保密等；地方系统地方系统国家坐标系统国家坐标系统地地地地球球球球椭椭椭椭球球球球的的的的基基基基本本本本元元元元素素
2、素素常常常常用用用用符符符符号号号号a a，b b， ，e e和和和和e e 表表表表示示示示 。符号的名称和公式为。符号的名称和公式为。符号的名称和公式为。符号的名称和公式为( (衡量形状和大小参数）：衡量形状和大小参数）：衡量形状和大小参数）：衡量形状和大小参数）：长半轴长半轴长半轴长半轴= =a a；短半轴短半轴短半轴短半轴= =b b；扁率扁率扁率扁率=(a-b)/a=(a-b)/a；第一偏心率第一偏心率第一偏心率第一偏心率=第二偏心率第二偏心率第二偏心率第二偏心率 = =已知其中两个元素已知其中两个元素已知其中两个元素已知其中两个元素（包含（包含（包含（包含a a或或或或b b）,
3、,就可以推算其他三就可以推算其他三就可以推算其他三就可以推算其他三个元素。个元素。个元素。个元素。我国的大地坐标系vv19491949年以后，我国采用了两种不同的大地坐年以后，我国采用了两种不同的大地坐标系，即标系，即19541954年北京坐标系和年北京坐标系和8080国家大地国家大地坐标系，它们均属参心大地坐标系坐标系，它们均属参心大地坐标系( (p40)p40)。vv不同的参考椭球确定不同的参心坐标系。不同的参考椭球确定不同的参心坐标系。vv相同的地球椭球元素，但定位和定向不同，相同的地球椭球元素，但定位和定向不同，也将构成不同的参心坐标系。也将构成不同的参心坐标系。v把地面大地网归算到地
4、球椭球面上，确定它把地面大地网归算到地球椭球面上，确定它同大地的相关关系位置，这就是所谓同大地的相关关系位置，这就是所谓椭球椭球的定位和定向的定位和定向问题问题 。54年北京坐标系我我国国1954年年完完成成了了北北京京天天文文原原点点的的测测定定工工作作，建建立立了了1954年年北北京京坐坐标标系系。1954年年北北京京坐坐标标系系是是原原苏苏联联1942年年普普尔尔科科沃沃坐坐标标系系在在我我国的延伸，但略有不同，其要点是：国的延伸，但略有不同，其要点是：v属参心大地坐标系；属参心大地坐标系；v采用克拉索夫斯基椭球参数（采用克拉索夫斯基椭球参数（a=a=6878245m，扁率扁率=1：29
5、8.3）；）；v多点定位；多点定位；vx=y=z；v大地原点是原苏联的普尔科沃；大地原点是原苏联的普尔科沃；v大大地地点点高高程程是是以以1956年年青青岛岛验验潮潮站站求求出出的的黄黄海海平平均均海海水水面面为为基基准准；高高程程异异常常是是以以原原苏苏联联1955年年大大地地水水准准面面重重新新平平差差结结果果为为水水准准起算值，按我国天文水准路线推算出来的；起算值，按我国天文水准路线推算出来的；v1954年年北北京京坐坐标标系系建建立立后后，30多多年年来来用用它它提提供供的的大大地地点点成成果果是是局部平差结果（制作了国家系列比例尺地形图）。局部平差结果（制作了国家系列比例尺地形图）。
6、1980年国家大地坐标系 由由于于1954年年北北京京坐坐标标系系（简简称称54坐坐标标系系）存存在在许许多多缺缺点点和和问问题题，1980年年我我国国建建立立了了新新的的大大地地坐坐标标系系（简简称称80坐坐标标系），其要点是：系），其要点是：vv属参心大地坐标系；属参心大地坐标系； 采采用用既既含含几几何何参参数数又又含含物物理理参参数数的的四四个个椭椭球球基基本本参参数数。数数值值采采用用1975年年国国际际大大地地测测量量学学联联合合会会（IUG）第第16届届大大会会上的推荐值，其结果是：上的推荐值，其结果是：vv地球长半轴地球长半轴=6378140m1980年国家大地坐标系v地心引力
7、常数地心引力常数x x质量质量 G GM=3.9860051014m3/ /s2v地球重力场二阶带谐数地球重力场二阶带谐数1.08263103v地球自转角速度地球自转角速度7.292115105rad/s。v多点定位。在我国按多点定位。在我国按1 1010间隔，均匀选取间隔，均匀选取922个点个点组成弧度测量方程，按最小解算大地原点起始数据组成弧度测量方程，按最小解算大地原点起始数据（p41)p41)；v定向明确。地球椭球的短轴平行于地球质心指向定向明确。地球椭球的短轴平行于地球质心指向1968.01968.0地极原点地极原点( (JYD)的方向，起始大地子午面平的方向，起始大地子午面平行于我
8、国起始天文子午面，行于我国起始天文子午面，xyz0；1980年国家大地坐标系vv大大地地原原点点定定在在我我国国中中部部地地区区的的陕陕西西省省泾泾阳县永乐镇，简称西安原点；阳县永乐镇，简称西安原点；vv大大地地高高程程以以1956年年青青岛岛验验潮潮站站求求出出的的黄黄海平均海水面为基准。海平均海水面为基准。 大大地地坐坐标标确确定定后后，空空间间一一点点的的大大地地坐坐标标用用大大地地经经度度L L、大大地地纬纬度度B B和和大大地地高高度度H H表表示示。如如右右图图所所示示，地地面面上上的的点点P P地地的的大大地地子子午午面面NPSNPS与与起起始始大大地地子子午午面面所所构构成成的
9、的二二面面角角L L，叫叫点点P P地地的的大大地地经经度度，由由起起始始子子午午面面起起算算，向向东东为为正正，向向西西为为负负。点点P P地地对对于于椭椭球球的的法法线线P P地地K Kp p与与赤赤道道面面的的夹夹角角B B，叫叫做做点点P P地地的的大大地地纬纬度度，由由赤赤道道面面起起算算，向向北北为为正正，向向南南为为负负。点点P P地地沿沿法法线线到到椭椭球球面面的的距距离离H H叫叫做做大大地地高高，从从椭椭球球面面起起算算，向向外为正，向内为负。外为正，向内为负。地图投影 将将将将椭椭椭椭球球球球面面面面上上上上各各各各点点点点的的的的大大大大地地地地坐坐坐坐标标标标按按按按
10、照照照照一一一一定定定定的的的的数数数数学学学学法法法法则则则则，变变变变换换换换为为为为平平平平面面面面上上上上相相相相应应应应点点点点的的的的平平平平面面面面直直直直角角角角坐坐坐坐标标标标，通通通通常常常常称称称称为为为为地地地地图图图图投投投投影。影。影。影。x=F1(L,B)x=F1(L,B)、y=F2(L,B)y=F2(L,B) 式中（式中（式中（式中（L L L L，B B B B）是椭球面上某一点的大地坐标，而是椭球面上某一点的大地坐标，而是椭球面上某一点的大地坐标，而是椭球面上某一点的大地坐标，而（x,yx,yx,yx,y）是该点投影平面上的直角坐标。是该点投影平面上的直角坐
11、标。是该点投影平面上的直角坐标。是该点投影平面上的直角坐标。 各种不同的投影就是按照一定的条件来确定式中的函各种不同的投影就是按照一定的条件来确定式中的函各种不同的投影就是按照一定的条件来确定式中的函各种不同的投影就是按照一定的条件来确定式中的函数形式数形式数形式数形式F F F F1 1 1 1，F F F F2 2 2 2的。地球椭球面是不可展的曲面，无论的。地球椭球面是不可展的曲面，无论的。地球椭球面是不可展的曲面，无论的。地球椭球面是不可展的曲面，无论用什么函数式用什么函数式用什么函数式用什么函数式F F F F1 1 1 1，F F F F2 2 2 2 将其投影至平面，都会产生变形
12、。将其投影至平面，都会产生变形。将其投影至平面，都会产生变形。将其投影至平面，都会产生变形。 高斯克吕格投影n n它是一种横轴等角切圆柱投影。它是一种横轴等角切圆柱投影。n n高斯投影的条件：高斯投影的条件：v 中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对 称轴；称轴；称轴；称轴；v 等角投影等角投影等角投影等角投影；v 中央经线上没有投影变形中央经线上没有投影变形中央经线上没有投影变形中央经线上没有投影变形；高斯投影变形具有以下的特点：高斯投影变形具有以下的特点：高斯投
13、影变形具有以下的特点：高斯投影变形具有以下的特点：中央经线上没有变形中央经线上没有变形中央经线上没有变形中央经线上没有变形同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大同一条经线上，纬度越低，变形越大同一条经线上，纬度越低，变形越大同一条经线上，纬度越低，变形越大同一条经线上，纬度越低，变形越大等变形线为平行于中央经线的直线等变形线为平行于中央经线的直线等变形线为平行于中央经线的直线等变形线为平行于中央经线的直线 高斯高斯高斯高斯- -克吕格投影的最大变形处为各投影带克吕格投影的最大变形处
14、为各投影带克吕格投影的最大变形处为各投影带克吕格投影的最大变形处为各投影带在赤道边缘处，为了控制变形，我国地形图采在赤道边缘处，为了控制变形，我国地形图采在赤道边缘处，为了控制变形，我国地形图采在赤道边缘处，为了控制变形，我国地形图采用分带的方法，每隔用分带的方法，每隔用分带的方法，每隔用分带的方法，每隔33或或或或6 6 的经差划分为互的经差划分为互的经差划分为互的经差划分为互不重叠的投影带。不重叠的投影带。不重叠的投影带。不重叠的投影带。1 1：2.52.5万至万至万至万至1 1：5050万的地形万的地形万的地形万的地形图采用图采用图采用图采用6 6 分带方案。从格林威治分带方案。从格林威
15、治分带方案。从格林威治分带方案。从格林威治0 0 经线开始，经线开始，经线开始，经线开始，全球共分为全球共分为全球共分为全球共分为6060个投影带。个投影带。个投影带。个投影带。我国位于东经我国位于东经我国位于东经我国位于东经72 72 到到到到136 136 之间，共之间，共之间，共之间，共1111个投影带（个投影带（个投影带（个投影带（13-213-23 3带）。带）。带）。带）。1 1：1 1万以及更大比例尺地图采用万以及更大比例尺地图采用万以及更大比例尺地图采用万以及更大比例尺地图采用3 3 分带方案。分带方案。分带方案。分带方案。 自自1952年起，我国将其作为国家大地测年起，我国将
16、其作为国家大地测量和地形图的基本投影，亦称为主投影。量和地形图的基本投影，亦称为主投影。 漫游窗口漫游方向主带中央经线邻带中央经线带 边 经线国家坐标系和独立坐标系的变换国家坐标系和独立坐标系的变换 由由于于地地球球半半径径很很大大，在在较较小小区区域域内内进进行行测测量量工工作作可可将将地地球球椭椭球球面面作作为为平平面面看看待待，而而不不失失其其严严密密性性。既既然然把把投投影影基基准准面面作作为为平平面面，就就可可采采用用平平面面直直角角坐坐标标系系表表示示地地面面点点的的投投影影面面上上的位置。的位置。（a）测量平面直角坐标系测量平面直角坐标系（b）数学平面直角坐标系数学平面直角坐标系
17、 为为不不使使坐坐标标系系出出现现负负值值，它它通通常常将将某某测测区区的的坐坐标标原原点点设设在在测测区区西西南南角角某某点点，以以真真北北方方向向或或主主要要建建筑筑物物主主轴轴线线为为纵纵轴轴方方向向，而而以以垂垂直直于于纵纵坐坐标标轴轴的的直直线线定定为为横横坐坐标标轴轴，构构成成平平面面直直角角坐坐标标系系；也也可可假假设设测测区区中中某某点点的的坐坐标标值值，以以该该点点到到另另一一点点方方位位角角作作为为推推算算其其它它各各点点的的起起算算数数据据，实实际际上上也也构构成了一个平面直角坐标系。成了一个平面直角坐标系。 上上述述平平面面直直角角坐坐标标系系的的原原点点和和纵纵轴轴方
18、方向向选选定定了了的的值值常常用用于于小小型型测测区区的的测测量量，它它不不与与国国家家统统一一坐坐标标系系相相连连，因因此此称称为为任任意意坐坐标标系系或或独独立立坐坐标标系系。我我国国大大部部分分城城市市均均采采用用独独立立坐坐标标系系，如如广广州州市市采采用珠江高程和平面坐标系等。用珠江高程和平面坐标系等。国家坐标系和独立坐标系的变换国家坐标系和独立坐标系的变换 按高斯投影统一分带（按高斯投影统一分带（60带，带，30带）建立的带）建立的直角坐标系，称为直角坐标系，称为国家平面直角坐标系国家平面直角坐标系。 在建立数字城市时，往往需要将独立坐标系在建立数字城市时，往往需要将独立坐标系转换
19、成国家平面直角坐标系。在进行转换时，先转换成国家平面直角坐标系。在进行转换时，先将独立坐标系的原点或独立坐标系的某一固定点将独立坐标系的原点或独立坐标系的某一固定点与国家大地点连测，并按计算出的方位角进行改与国家大地点连测，并按计算出的方位角进行改正，求出该点的国家统一坐标，然后对所有数据正，求出该点的国家统一坐标，然后对所有数据进行平移和旋转，以便把按独立坐标系所采集的进行平移和旋转，以便把按独立坐标系所采集的数据转换到国家平面直角坐标系中。在城市和工数据转换到国家平面直角坐标系中。在城市和工程测量中，也可采用程测量中，也可采用1.50带或任意带的高斯平面带或任意带的高斯平面坐标系，以提高投
20、影的精度。坐标系，以提高投影的精度。 地理格网地理格网(P43)(P43) 按按一一定定的的数数学学规规则则对对地地球球表表面面进进行行划划分分形形成成地地理理格格网网，可可以以用用于于表表示示呈呈面面状状分分布布、以以格格网网作作为为统统计计单单元元的的地地理理信信息息。通通过过对对地地理理格格网网划划分分及及编编码码规规则则的的深深入入分分析析研研究究，规规定定我我国国地地理理信信息息系系统统采采用用三三种种地理格网系统：地理格网系统：4060格网系统格网系统直角坐标格网系统直角坐标格网系统自行设计自行设计 4060格网系统 以以纬纬度度40和和经经度度60进进行行划划分分而而构构成成的的
21、多多级级地地理理格格网网系系统统，主主要要适适用用于于表表示示陆陆地地与与近近海海地地区区全全国国或或省（区）范围内各种地理信息等。它的分级如下：省（区）范围内各种地理信息等。它的分级如下：格网等格网等级级1234567899格网单格网单元边长元边长30157.531.50.750.30.155比例尺比例尺1:100万1:50万1:25万1:10万1:5万1:2.5万1:1万1:5千1:20万 将将地地球球表表面面按按数数学学法法则则投投影影到到平平面面上上，再再按按一一定定的的纵纵横横坐坐标标间间距距和和统统一一的的坐坐标标原原点点对对其其进进行行划划分分而而构构成成的的多多级级地地理理格格
22、网网系系统统。主主要要适适用用于于表表示示陆陆地地和和近近海海地地区区为为工工作作规规划划、设设计计、施工等应用需要的地理信息。它的分级如下：施工等应用需要的地理信息。它的分级如下：直角坐标格网系统直角坐标格网系统*直角坐标格网的比例尺与格网等级不是唯一对应的，一种比例尺对应两种格网等级，用户可根据需要选择一种。 格网等格网等级级12345678999格网边长(m)100050025010050251052.5200100比例尺比例尺1:100万1:50万1:25万1:10万1:5万1:2.5万1:1万1:5千1:20万 在在地地理理信信息息系系统统中中，还还需需要要用用到到1:2000:20
23、00、1:10001:1000和和1:5001:500的的地地形形图图，在在国国家家标标准准中中未未规规定定它它们们的的格格网网等等级级和和格格网网单单元元边边长长，可可根根据据实实际际需需要要自自行设计（一般为行设计（一般为2.52.5m m、2m2m、1m1m或或0.50.5m m的格网）的格网）。自行设计的格网系统自行设计的格网系统 上述三种地理格网均按地球象限、经纬度或直角坐标上述三种地理格网均按地球象限、经纬度或直角坐标进行划分，具有严格的数学基础，因此它们之间可以相互进行划分，具有严格的数学基础，因此它们之间可以相互转换。三种格网的分级各呈一定的层次关系，构成完整的转换。三种格网的
24、分级各呈一定的层次关系，构成完整的系列，便于组成地区的、国家的或全球的格网体系系列，便于组成地区的、国家的或全球的格网体系。 在建立数字城市时，通常采用直角坐标格网系统。它在建立数字城市时，通常采用直角坐标格网系统。它具有实地格网大小相等，便于将大比例尺解析测图仪生产具有实地格网大小相等，便于将大比例尺解析测图仪生产作业的数据作为信息系统的数据源和便于同卫星图像、作业的数据作为信息系统的数据源和便于同卫星图像、DTMDTM数据重叠匹配等优点。但采用高斯投影时，在分带边数据重叠匹配等优点。但采用高斯投影时，在分带边缘会产生许多不完整的网格，难以将分带计算产生的网格缘会产生许多不完整的网格，难以将
25、分带计算产生的网格拚接在一个坐标系中。因此，若一个城市区域跨带时需先拚接在一个坐标系中。因此，若一个城市区域跨带时需先进行换带计算，使整个城市纳入一个投影带，然后再建立进行换带计算，使整个城市纳入一个投影带，然后再建立地理格网。地理格网。数字城市中地图投影配置的一般原则所配置的投影系统与相应比例尺的国家基本图（基本比例所配置的投影系统与相应比例尺的国家基本图（基本比例所配置的投影系统与相应比例尺的国家基本图（基本比例所配置的投影系统与相应比例尺的国家基本图（基本比例尺地图、基本省区图、国家大地图集）投影系统一致。尺地图、基本省区图、国家大地图集）投影系统一致。尺地图、基本省区图、国家大地图集）
26、投影系统一致。尺地图、基本省区图、国家大地图集）投影系统一致。系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种服务于大比系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种服务于大比系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种服务于大比系统一般只考虑至多采用两种投影系统，一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺。例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺。例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺。例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺。所用投影以等角投影为宜。所用投影以等角投影为宜。所用投影以等角投影为宜。所用投影以等角投影为宜。所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用
27、的网格系所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统（特别是一级网格）在投影带中应保持完整。统（特别是一级网格）在投影带中应保持完整。统（特别是一级网格）在投影带中应保持完整。统（特别是一级网格）在投影带中应保持完整。 空空间间点点的的高高程程是是以以大大地地水水准准面面为为基基准准来来建建立立的的。我我国国曾曾规规定定采采用用青青岛岛验验潮潮站站求求得得的的1956年年黄黄海海平平均均海海水水面面，作作为为我我国国统统一一的的高高程程基基准准。凡凡由由该该基基准准面面起起算算的的高高程
28、程在在工工程程和和地地形形测测量量中中均均属属于于1956年年黄黄海海高高程程系系。从从1985年年起起，我我国国开开始始改改用用“1985年年国国家家高高程程基基准准”，凡凡由由该该基基准准起起算算的的高高程程在在工工程程和和地地形形测测量量中中均均属属于于1985年年黄黄海海高高程程系系统统。1985年年国国家家高高程程基基准准与与1956年国家高程基准之水准点间的转换关系为：年国家高程基准之水准点间的转换关系为：H85=H560.029m式式中中H85，H56分分别别表表示示新新旧旧高高程程基基准准水水准准原原点点的的正正常高。常高。高程系统高程系统(P44)(P44) 在建立数字城市时
29、，若需采用不同高程基准的地在建立数字城市时，若需采用不同高程基准的地形图或工程图作为基准数据时，应将高程系统全部统形图或工程图作为基准数据时，应将高程系统全部统一到一到1985年国家高程基准上。年国家高程基准上。 在缺少基本高程控制网的地区，不仅可建立独立在缺少基本高程控制网的地区，不仅可建立独立平面直角坐标系，也可建立局部高程系统。凡不按平面直角坐标系，也可建立局部高程系统。凡不按1956年黄海平均海水面或年黄海平均海水面或1985年国家高程基准作为高年国家高程基准作为高程起算数据的高程系统均称为程起算数据的高程系统均称为局部高程系统局部高程系统。 设局部高程系统的高程原点起算数据为设局部高
30、程系统的高程原点起算数据为H局局，与，与国家高程控制网联测的高程原点高程为国家高程控制网联测的高程原点高程为H联联，高程原，高程原点的高程改正值为点的高程改正值为H，则：则： H=H局局H联联 原点在地球质心；原点在地球质心； Z轴指向轴指向BIH1984.0定义的协议地球极定义的协议地球极 （CTP）方向；方向； X轴指向轴指向BIH1984.0的零子午面和的零子午面和CTP 赤道交点；赤道交点； Y轴与轴与Z轴，轴，X轴构成右手坐标系。轴构成右手坐标系。 WGS- 84WGS- 84地心坐标系统及其与国家坐标系的转换地心坐标系统及其与国家坐标系的转换WGS-84是美国国防部研制确定的，其几
31、何定义为：是美国国防部研制确定的，其几何定义为：GPS定位所得的结果都属于定位所得的结果都属于WGS-84地心坐标系统地心坐标系统。 工程上实用的大多是国家坐标系或是独立坐标系。工程上实用的大多是国家坐标系或是独立坐标系。 目前我国已在建立全国高精度的目前我国已在建立全国高精度的GPS控制网。控制网。进行地区性进行地区性GPS测量时：测量时： 已知已知( (至少至少) )一点高精度一点高精度GPS成果，以此作为全网的起算成果，以此作为全网的起算数据，以相对定位法可得到网点的高精度数据，以相对定位法可得到网点的高精度WGS-84坐标系与国坐标系与国家坐标系之间的转换参数，进而得到国家坐标系成果。
32、家坐标系之间的转换参数，进而得到国家坐标系成果。 另一种方法是进行另一种方法是进行GPS基线向量网的约束平差，将地面网基线向量网的约束平差，将地面网中的坐标、边长和方位角作为中的坐标、边长和方位角作为GPSGPS基线向量网的基准而直接得基线向量网的基准而直接得到平差后国家坐标系的成果。到平差后国家坐标系的成果。转换转换独立坐标系的转换（p45)联合平差转换法联合平差转换法最小二乘变换法最小二乘变换法简易相似变换法简易相似变换法坐标函数拟合法坐标函数拟合法空间参考系统空间参考系统n n空间参照系统是指确定空间目标平面位置和高程的平面坐标和高程系，这两个系统均与地球椭球面有关。n n理论和实践证明
33、，大地水准面与具有微小扁率的旋转椭球面非常接近，可用来代表地球形状，故又名地球椭球面。地球自然表面、大地水准面和地球椭球面之间的关系根据投影变形性质的分类等角投影等角投影: : 保证投影后的由任意两条微分线段构成的角度保证投影后的由任意两条微分线段构成的角度 不产生变形，使得投影前后的形状保持不变。不产生变形，使得投影前后的形状保持不变。等面积投影等面积投影：保证投影前后的面积保持不变。：保证投影前后的面积保持不变。任意投影任意投影：它既不保持角度不变，又不保持面积不变：它既不保持角度不变，又不保持面积不变 ，同时存在长度、角度、面积的变形。，同时存在长度、角度、面积的变形。我国地理信息系统中
34、常用的地图投影的配置我国基本比例尺地形图（我国基本比例尺地形图（1 1：100100万、万、1 1：5050万、万、1 1：2525万、万、1 1：1010万、万、1 1：5 5万、万、1 1：2.52.5万、万、1 1：1 1万、万、1 1：50005000）除）除1 1：100100万以外均采用高斯万以外均采用高斯- -克吕格投影为地理基础；克吕格投影为地理基础；1 1：100100万地形图采用万地形图采用LambertLambert投影，其分幅原则与国际投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致。影保持
35、一致。我国大部份省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采我国大部份省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用用LambertLambert投影和属于同一投影系统的投影和属于同一投影系统的AlbersAlbers投影（正轴投影（正轴等面积割圆锥投影）；等面积割圆锥投影）；LambertLambert投影中，地球表面上两点间的最短距离（即大投影中，地球表面上两点间的最短距离（即大圆航线）表现为近于直线，这有利于圆航线）表现为近于直线，这有利于GISGIS中的空间分析中的空间分析和信息量度的正确实施。和信息量度的正确实施。地图投影的分类n n根据投影面与球面相关位置的分类正轴正轴正轴正轴圆圆圆圆柱柱柱柱
36、方方方方位位位位圆圆圆圆锥锥锥锥斜轴斜轴斜轴斜轴横轴横轴横轴横轴根据投影探求方法的分类透视几何投影透视几何投影: : 完全依据透视的原理，根据视点、物点、完全依据透视的原理，根据视点、物点、像点之间的几何关系来建立投影方程（像点之间的几何关系来建立投影方程（3 3D D）。）。几何解析投影几何解析投影：根据经纬线形状确定投影方程的基本形：根据经纬线形状确定投影方程的基本形式，如圆锥投影、圆柱投影等。式，如圆锥投影、圆柱投影等。解析投影解析投影：它事先并不人为确定经纬线的形状，其投：它事先并不人为确定经纬线的形状，其投影后的经纬线形状与投影方程的形式完全依据人们给影后的经纬线形状与投影方程的形式
37、完全依据人们给出的条件逐步推求得到，如高斯出的条件逐步推求得到，如高斯- -克吕格投影。克吕格投影。另外，还有根据投影方程特征的分类。另外，还有根据投影方程特征的分类。投影变形经过投影的地图，不能与地球表面上相应的距离或面积同时保持图形的完全相似，也就是说，经过投影后，会产生长度、面积、形状的变化，这就叫投影变形。它包括长度变形，面积变形，角度变形。地图投影与GIS的关系GIS中地图投影设计与配置各国家的各国家的GISGIS所采用的投影系统与该国的基本地形图系所采用的投影系统与该国的基本地形图系列所采用的投影系统一致。列所采用的投影系统一致。各比例尺的各比例尺的GISGIS中的投影系统与其相应
38、比例尺的主要信中的投影系统与其相应比例尺的主要信息源地图所用的投影一致。息源地图所用的投影一致。各地区的各地区的GISGIS中的投影系统与其所在区域使用的投影系中的投影系统与其所在区域使用的投影系统一致。统一致。各种各种GISGIS一般以一种或两种（至多三种）投影系统为其一般以一种或两种（至多三种）投影系统为其投影系统，以保证地理定位框架的统一。投影系统，以保证地理定位框架的统一。各种各种GISGIS中投影坐标系统的配置具有以下的一般特征：中投影坐标系统的配置具有以下的一般特征： 等角与等面积是互相抵触的，等角是以牺牲等面积为代价的；同样，等面积也是以牺牲等角为前提的；任意投影虽然存在各种变形，但各种变形比较均匀。
