1、ENVI 中自定義坐標系說明以北京 54 和西安 80 為例摘要： ENVI 中自定義坐標系說明以北京 54 和西安 80 為例， ENVI 中的坐標定義文件 存放在HOMEITTIDL70productsenvi45map_proj 文件夾下，三個文件記錄了坐標信息： ellipse.txt 橢球體參數文件； datum.txt 基準面參數文件 map_proj.txt 坐標系參數文件，在 ENVI 中自定義坐標系分三步：定義橢球體、基準面和定義坐標參數1 地理投影的基本原理 常用到的地圖坐標系有 2 種，即地理坐標系和投影坐標系。 地理坐標系是以經緯度為單位的地球坐標系統，地理坐標系中有2

2、 個重要部分，即地球橢球體(spheroid)和大地基準面(datum)。由于地球表面的不規則性，它不能用數學公式來表達，也就無法實施運算，所以必須找一個形狀和大小都很接近地球的橢球體來代替地球，這個橢球體被稱為地球橢球體，我國常用的橢球體如下：橢球體名稱年代長半軸(米)短半軸(米)扁率WGS8419846378137.06356752.31：298.257克拉索夫斯基(Krasovsky )19406378245.06356863.01： 298.3IAG-7519756378140.06356755.31：298.257表 1 我國常用橢球體大地基準面指目前參考橢球與 WGS84 參考橢球

3、間的相對位置關系 (3 個平移， 3 個旋轉， 1 個縮放) ，可以用其中 3 個、4 個或者 7 個參數來描述它們之間的關系， 每個橢球體都對應 一個或多個大地基準面。投影坐標系是利用一定的數學法則把地球表面上的經緯線網表示到平面上，屬于平面坐標系。 數學法則指的是投影類型， 目前我國普遍采用的是高斯克呂格投影， 在英美國家 稱為橫軸墨卡托投影(Transverse Mercator)。高斯克呂格投影的中央經線和赤道為互相垂直， 分帶標準分為3 度帶和 6 度帶。美國編制世界各地軍用地圖和地球資源衛星像片所采用的全 球橫軸墨卡托投影( UTM )是橫軸墨卡托投影的一種變型。高斯克呂格投影的中

4、央經線長 度比等于 1， UTM 投影規定中央經線長度比為 0.9996。我國規定 1： 1 萬、 1： 2.5 萬、 1：5 萬、 1：10 萬、 1： 25 萬、 1：50 萬比例尺地形圖， 均采用高斯克呂格投影。 1：2.5 至 1：50 萬比例尺地形圖采用經差 6 度分帶， 1：1 和 1：2.5 萬比例尺地形圖采用經差 3 度分帶。2 北京 54 與西安 80 坐標系 先了解大地坐標的概念。大地坐標， 在地面上建立一系列相連接的三角形， 量取一段精確的距離作為起算邊， 在 這個邊的兩端點，采用天文觀測的方法確定其點位(經度、緯度和方位角)，用精密測角儀器測定各三角形的角值， 根據起算

5、邊的邊長和點位， 就可以推算出其他各點的坐標。 這樣推 算出的坐標，稱為大地坐標。我國 1954 年在北京設立了大地坐標原點，由此計算出來的各大地控制點的坐標，稱為1954 年北京坐標系。為了適應大地測量的發展，我國于 1978 年采用國際大地測量協會推薦 的 IAG-75地球橢球體建立了我國新的大地坐標系，并在 1986 年宣布在陜西省涇陽縣設立 了新的大地坐標原點，由此計算出來的各大地控制點坐標，稱為1980 年大地坐標系。我們經常給影像投影時用到的北京54 或者西安 80 坐標系是投影直角坐標系， 如下表所示為北京 54 和西安 80 坐標系采用的主要參數，坐標名稱投影類型橢球體基準面北

6、京54Gauss Kruger (Transverse Mercator) Krasovsky北京 54西安80Gauss Kruger (Transverse Mercator) IAG75西安 80從中可以看到我們通常稱謂的北京54 坐標系、西安 80 坐標系實際上指的是我國的兩個大地基準面。3 參數的獲取對于地理坐標， 只需要確定兩個參數， 即橢球體和大地基準面。 對于投影坐標， 投影類 型為 GaussKruger(Transverse Mercator)，除了確定橢球體和大地基準面外，還需要確定中 央經線。大地基準面的確定關鍵是確定7 個參數(或者其中幾個參數)，北京 54 基準面可

7、以用三個平移參數來確定，即“-12,-113,-41,0,0,0,0”，很多軟件近似為 Krasovsky(0,0,0,0,0,0,0)基準面；西安 80 的 7 參數比較特殊，各個區域不一樣。一般有兩個途徑：一是直接從測繪部門 獲取；二是根據三個以上具有西安80 坐標系與其他坐標系的同名點坐標值，利用軟件來推算，有一些綠色軟件具有這個功能，如Coord MG。中央經線獲取可有以下兩種方法，第一種根據已知帶號計算，6 度帶用 6*N-3 ,3 度帶用 3*N ；第二種方法是根據經度從圖1 中查找。圖 1 高斯一一克呂格投影的分帶4 ENVI 中定義坐標ENVI 中的坐標定義文件存放在HOMEI

8、TTIDL70productsenvi45map_proj文件夾下，三個文件記錄了坐標信息：ellipse.txt 橢球體參數文件datum.txt 基準面參數文件map_proj.txt坐標系參數文件在 ENVI 中自定義坐標系分三步：定義橢球體、基準面和定義坐標參數 第一步、添加橢球體語法為 ,。這里將“ Krasovsky，6378245.0，6356863.0” 和“ IAG-75，6378140.0，6356755.3”加入 ellipse.txt 末端。注：ellipse.txt 文件中已經有了克拉索夫斯基橢球，由于翻譯原因，這里的英文名稱是Krassovsky，為了讓其他軟件平臺

9、識別，這里新建一個Krasovsky 橢球體。第二步、添加基準面語法為 ,。 這里將“ Beijing-54, Krasovsky, -12, -113,-41 ”和“ Xian-80,IAG-75,0,0,0 ”加入 datum.txt 末端。注：有的時候為了與其他軟件平臺兼容，基準面的名稱直接寫成所用的橢球體名稱。第三步、定義坐標在 ENVI 任何用到投影坐標的功能模塊中都可以新建坐標系(在任何地圖投影選擇對話框中，點擊New”按鈕。），這里我們選擇 Map-Customize Map Projection，如圖 1 所示，將相應的參數添加，這里添加的參數如圖1 所示。注：投影類型選擇 T

10、ransverse Mercator，Scale factor 填寫 0.9996，與 Gauss-Kruger 等 同。False easting 中如果把帶號，即 39500000，得到的坐標就帶有帶號。圖2自定義坐標系選擇 Project ion-Add New Projecti on,將投影添加到ENVI 所用的投影列表中。選擇File Save Projections，存儲新的或更改過的投影信息。這樣一個新的投影坐標就新建完成。打開 map_proj.txt，可以看到新建的坐標信息已經自動加入。丸石輔牴巧工兒 隊00CW30,仇 g0站XltTiXi蹴im 3血況吐職CK 117Eo

11、.ooomo, in .cm聞嘰SOMOO.O。皿0*99600, Beijing-54, ETtlJUiw1954 3 3gic GKCK LITE0.ooraoov7!.0&QHC, M0M0.C, 0O 6 9環血GK扎 &馳0.gDMM叫LSQOOOO.Or 0.0PCOApOArcritlM -1enwsflt.o.63S6911.9,旳.C00M0,ZSOOOOD.G, 0.0,LrODOOOO,Cup-oInthauJFperi-咖屯2&378381.0,-SC.OWiOGCi,耳】ODOOOQ, Cup&la匚hEAEqretina -ZCnhe

12、4W0Cgg Q I,OOMCOFtuQi】ghi!PJ5pUdAr grrntiiika - Zcm 43-9O.0WOGO,血如叫S5000. CkfCLCh lOWOO.,Capa InehwtrAx?gpcntih4ii ZM5真&356911.9v-80血嚨囪-5T.M00D0SSOOO&Q.O 0.%1 MK叫InthaujpEdIkigcntUui Zc.e 3-SO.DmiOODiTSGOOM.Oi, 0.丄.DDW0口.Capo TndhajzFPAEgpcntiMi -Zone7&315157.fl,1567$.3V-90-TS-HOWO,訃的打曲叫

13、l.QiDOOOOf冊nKrjntlFiINKS 砂 Nimc1為655675.3 -?0口口# frOOOMO,UQOQMp.O (3.0,OWQg.VGS-B4,(FOSCJJ卻-Zone2%63137.0,63S67S2-3, - $0 WOCiCiO#-S.OOCWOtsooou.o.Sl.ClD船000切1.OCN0CCO,VGS-4,AEgtntIM(NOX-Z mc33.&7&2.3 -90 010。口0!-60.MCO00,ssmoG.&fo.叫lrOiDOOfWS-S4#(EM&SGAf勺切 2m637fll.37.i0,6J567M.3, -

14、SO.CHMIOOCI-57.OJOOODO65000M.OI,CLg丄口OWUD#VG4B4#XEgDtlna(M3GAR 941-ZOM各rmsT.ch835fi?52.3, -90 (00口*7SOOOM.O,1 DDOCgvcs-aAlCFeQtULB5*1 Zm#7圖 3 自定義坐標列表5 使用自定義坐標系下面將利用自定義坐標系將一副北京54 坐標系轉化為西安 80 坐標系。試驗的柵格數據情況為：一幅北京坐標系的柵格數據，投影參數如下：投影類型：Tran sverse Mercator橢球：Krassovsky基準面：Krassovsky （自定義）中央經線：117東向偏移：5000

15、00m由于數據的投影信息不是國際標準或者說其參數名稱不是標準的，所以在 ENVI 中有可能不能讀取數據的投影信息（如圖4）,這個時候就需要重新設定投影信息。打開數據文件，在 Available Bands List 中選擇文件，點擊右鍵打開Header Info，在 EditAttributes 中選擇 Map Info。選擇 Change Projection，將前面定義好的坐標選上。Lat/Lono Tie PointTU Faiattry (Map Base-d.)Change P r oj .t a.t 1 oik0000ClgglDProjectJLon Select ionUni

16、ts：Meters1MaD dotation OrfiCltoOOKCrtxtetlSelect Nevr Froj ectiint000000MetersQQOOOCI Mav Rotati on 0- OnOOOO4ion Select ion.Meters;Units： MetersChange Froj.-.圖 4 查看坐標信息Select Ht* Projection Hew.,DatniD .觸i吟54Vmts . I旅怔C7EGK Zane 13 Cbei jing-SJArgentina Zona 1Arantina - Zone 2Argentina Zone 3Ar can

17、tina一Zane 4圖 5 添加坐標系這樣在影像的 map info 里面就可以看到投影信息了。昨Avft i I IFilv Opti vni-QJ HStOlWl與g*oi4( (-彌fUp Info! Froj : Btijint 1954 3 Decree GK CM nTE Pixtl:蠱5:! Dktw E*i j in UL G*：119D 00 90*EH21D 50 42 59*H口UL Mtp 70672S.000, 2417(/75 0001049 x 7S6 (Floatinc P01M) )BSQL.d Bwd BQDIspl y圖 6 更改坐標信息后的效果 選擇 Map-Co nvert Map Project on,進行西安 80 的坐標轉換。i Output Frjectiori gd Nap EietentUpper Left Corner Coordinat&ItFroj : Beijing ET54 3GK CDatum : Bei j itig-54706725.0000Change Proj.2417075.0000Unitm： MettrsX Pissl Size |25. 0000U000 MetersY Fix&