GIS的坐標系統及坐標轉換二坐標系統介紹1.GIS的坐標，投影文件的含義

一、GIS中坐標系統兩種:地理空間坐標系與投影坐標系（平面直角坐標）

地理空間坐標系（Geographiccoordinatesystem），使用基于經緯度坐標描述地球上某一點所處的位置。某一個地理坐標系是基于一個基準面來定義的。基準面是利用特定橢球體對特定地區地球表面的逼近，因此每個國家或地區均有各自的基準面；也稱球面坐標。如WGS1984（GPS點），Xian1980.prjBeijing1954.prj。ArcGIS的坐標，投影文件的含義投影坐標系統（Projectioncoordinatesystem）使用基于X,Y值的坐標系統來描述地球上某個點所處的位置。

這個坐標系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對應于某個地理坐標系。平面坐標系統地圖單位通常為米，也稱非地球投影坐標系統（notearth），或者是平面直角坐標。

投影坐標系由以下兩項參數確定:

地理坐標系（由基準面確定，比如:北京54、西安80、WGS84）

投影方法（比如高斯－克呂格、Lambert投影）

坐標是GIS數據的骨骼框架，能夠將我們的數據定位到相應的位置，為地圖中的每一點提供準確的坐標，對地理坐標系坐標0~360投影方法介紹1、蘭伯特等角園錐投影用于小比例尺的地圖投影如1:50萬，1：100萬經線為輻射直線，緯線為同心圓圓弧。指定兩條標準緯度線Q1，Q2，在這兩條緯度線上沒有長度變形,即M=N=1。此種投影也叫等角割圓錐投影，2、高斯—克呂格投影（等角橫切橢圓柱投影）用于如1/10萬，1/5萬、1/萬等比例尺高斯一克呂格投影（后，除中央經線和赤道為直線外，其他經線均為對稱于中央經線的曲線。高斯-克呂格投影沒有角度變形，在長度和面積上變形也很小，中央經線無變形，自中央經線向投影帶邊緣，變形逐漸增加，變形最大處在投影帶內赤道的兩端。

北京54坐標系、西安80坐標系、WGS84北京54坐標系與西安80坐標系都是以Gauss_Kruger為基礎，經局部平差后產生的坐標系北京54坐標系:1954建立原點不在北京而是在前蘇聯的普爾科沃西安80坐標系:也稱國家大地坐標系，1980年，原點在西安附近GPS系統所采用的是1984年世界大地坐標系(WordGeodeticSystem1984即WGS-84)。WGS-84坐標系是美國國防部研制確定的大地坐標系。原點是地球的質心，以經緯度為單位存儲北京54坐標系、西安80坐標系、WGS84北京54:長半軸a=6378245m:短半軸b=6356863m扁率f=1/298.3西安80:長半軸a=6378140m;短半軸b=6356755m扁率f=1/298.25WGS-84:長半軸a=6378137m;短半軸b=6356753.314m扁率f=1/298.25是經緯度坐標系統注:扁率:f=（a-b）/a

由于長、短半軸不一樣，西安80坐標系與北京54坐標系轉換是不嚴密不存在統一的公式地球上同一點，各個坐標系的經緯度是不一樣的WGS84一般是經緯度坐標系長半軸和短半軸NSEWOaba3度，6度分帶分度方法:有3度和6度分帶法

6°分帶法:從格林威治零度經線起，每6°分為一個投影帶，全球共分為60個投影帶，東半球從東經0°-6°為第一帶，中央經線為3°，9°，15°，依此類推，投影帶號為1-30。其投影帶號n和中央經線經度L0的計算公式為:L0=(6n-3)；西半球投影帶從180°回算到0°，編號為31-60，投影代號n和中央經線經度L0的計算公式L0=360-(6n-3)°。模型首子午線第1帶0°12°6°央子中午線赤道NS3度，6度分帶3°分帶法:從東經1°30′起，每3°為一帶，將全球劃分為120個投影帶，東經1°30′-4°30′，...178°30′-西經178°30′，...1°30′-東經1°30′。東半球有60個投影帶，編號1-60，各帶中央經線計算公式:L0=3n,中央經線為3°、6°...180°。西半球有60個投影帶，編號1-60，各帶中央經線計算公式:L0=360°-3°n,中央經線為西經177°、...3°、0°帶號和中央經線的計算公式1、3度帶中央經線L0=3*n帶號n:=L0/32、6度帶中央經線經度L0的計算公式為:L0=(6n-3)帶號n:=(L0+3)/6總之：中央經線和帶號只和經線有關，與緯度緯度，經度在地球上表現為東西方向。由經線(X)反算最近帶號1、3度帶以中央經線正負2.5度N=Int（(X+2.50)/3)2、6度帶是以中央經線正負3度N=Int(X/6)+1中國經緯度范圍中國經緯度范圍最東端東經135度2分30秒黑龍江和烏蘇里江交匯處最西端東經73度40分帕米爾高原烏茲別里山口（烏恰縣）最南端北緯3度52分南沙群島曾母暗沙最北端北緯53度33分漠河以北黑龍江主航道（漠河縣）2日本朝鮮韓國經度為73~135，3度為25帶-45帶，6度帶13（對應中央經線為75度）-23（對應中央經線為135度）緯度為3度-53度分帶范圍對應的excel在：2\分帶范圍.xls3度分帶、6度分帶對應平面XY規定

在GIS系統中如北京54，西安80，采用6度或3度分帶的高斯-克呂格投影。每一個分帶構成一個獨立的平面直角坐標網，投影帶中央經線投影后的直線為X軸(縱軸，緯度方向)，赤道投影后為Y軸(橫軸，經度方向)，為了防止經度方向的坐標出現負值，規定每帶的中央經線加500公里（向東平移500公里），由于高斯-克呂格投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值，所以各帶的坐標完全相同，因此規定在橫軸坐標前加上帶號，如(37318980,2165593)其中37即為帶號，同樣所定義的偏移值也需要加上帶號，如37帶的偏移值為37500000米。平面坐標范圍，以標準分幅為例平面坐標:坐標X，Y（在ArcGIS中），X在前，Y在后,X坐標不加帶號，是六位，加帶號是八位,Y是七位（緯度大于10）地理坐標系:GCS_WGS_1984，GCS_Xian_1980GCS_Beijing_1954都是以GCS開頭投影坐標系:和坐標系的文件一致，詳細部分，detail有向東偏移量，500公里，是不加帶號，大于500公里，前兩位為帶號GIS中查看已有的坐標系統坐標變換和數據換帶（高級）坐標變換分地理變換和投影變換地理變換:一種在地理坐標系（基準面）間轉換數據的方法，當將矢量數據從一個坐標系統變換到另一個坐標系統下時，如果矢量數據的變換涉及基準面的改變時，需要通過地理變換來實現地理變換或基準面平移。投影變換:當系統所使用的數據是來自不同地圖投影的圖幅時，需要將一種投影的地理數據轉換成另一種投影的地理數據，這就需要進行地圖投影變換。3.1、坐標變換

基于同一基準面，如北京54，地理坐標和平面坐標，可以有固定公式轉換，ArcGIS（許多軟件）可以直接轉換，誤差可以達到0.1mm，實現北京54經緯度，和北京54平面（xy）之間轉換實現西安80經緯度，和西安80平面（xy）之間轉換工具的位置:Datamangementtools下projectionsandtransformations-feature-

projectProject可以用于數據換帶不同基準面坐標的轉換主要是:三參數和七參數法。個別4參數三參數轉換含義X平移，Y平移，Z平移（如果區域范圍不大，最遠點間的距離不大于30Km（經驗值））四參數轉換含義,見右圖----->七參數轉換含義3個平移因子（X平移，Y平移，Z平移），3個旋轉因子（X旋轉，Y旋轉，Z旋轉），一個比例因子（也叫尺度變化K）。如何計算三參數和七參數已知幾個原始點坐標，和轉換后幾個點坐標，如何計算三參數和七參數，使用如