坐標(biāo)系統(tǒng)與投影變換及在arcgis中的應(yīng)用論文(文件)
【正文】 ArcCatalog) ArcCatalog中數(shù)據(jù)定義坐標(biāo)系統(tǒng)描述，即在數(shù)據(jù)上鼠標(biāo)右鍵PropertiesXY Coordinate System選項(xiàng)卡，這里可以通過(guò)New、Modify、Select、Import方式來(lái)為數(shù)據(jù)定義坐標(biāo)系統(tǒng)描述。 我們同樣拿上述的兩個(gè)數(shù)據(jù)做一下實(shí)驗(yàn)， PropertiesXY Coordinate System選項(xiàng)卡中，之后看一下結(jié)果圖14。因此大家一定要更正對(duì)ArcCatalog中數(shù)據(jù)屬性中關(guān)于坐標(biāo)系統(tǒng)描述的認(rèn)識(shí)。這里就用到我們前面所說(shuō)的轉(zhuǎn)換3參數(shù)、轉(zhuǎn)換7參數(shù)了（三個(gè)平移參數(shù)ΔX、ΔY、ΔZ表示兩坐標(biāo)原點(diǎn)的平移值；三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)εx、εy、εz表示當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系旋轉(zhuǎn)至與地心坐標(biāo)系平行時(shí)，分別繞Xt、Yt、Zt的旋轉(zhuǎn)角；最后是比例校正因子，用于調(diào)整橢球大?。?，而我們國(guó)家的轉(zhuǎn)換參數(shù)是保密的，因此可以自己計(jì)算或在購(gòu)買數(shù)據(jù)時(shí)向國(guó)家測(cè)繪部門索要。有些變換方法是先把地理坐標(biāo)系（經(jīng)緯度）變換到地心坐標(biāo)系(X Y Z)，然后再將地心坐標(biāo)系坐標(biāo)(X Y Z)，變換到地理坐標(biāo)系統(tǒng)，圖15。美國(guó)國(guó)家大地測(cè)量局用一種基于格網(wǎng)的變換方法(NADCON和HARN)在NAD1927和NAD1983及其他地理坐標(biāo)系統(tǒng)下做變換，精度取決于計(jì)算柵格大小時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。知道轉(zhuǎn)換參數(shù)后，可以利用Create Custom Geographic Transformation工具來(lái)定義一個(gè)Geographic Transformation方法，變換方法可以根據(jù)已知的轉(zhuǎn)換參數(shù)個(gè)數(shù)選擇變換方法，這就完成了對(duì)數(shù)據(jù)的投影變換，數(shù)據(jù)本身坐標(biāo)值就發(fā)生了變化。如果沒(méi)有可選項(xiàng)，只有用戶自定義。因此我們可以用記事本或?qū)懽职迦我鈩?chuàng)建或編輯world files文件，從而對(duì)CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的配準(zhǔn)和矯正。 ArcMap在加載CAD數(shù)據(jù)時(shí)，如果該數(shù)據(jù)有world file文件，ArcMap將使用world file所定義的轉(zhuǎn)換關(guān)系對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)做變換。如果對(duì)一個(gè)已經(jīng)存在地圖坐標(biāo)系統(tǒng)信息的影像文件進(jìn)行Update Georeferencing操作，則會(huì)生成一個(gè)以‘x’結(jié)尾的文件，用于記錄真正的仿射變換信息（圖20）。影像數(shù)據(jù)的world file文件的制作和保存及Load操作跟CAD數(shù)據(jù)的world file文件方法相同，在此不敖述。圖20 對(duì)已有坐標(biāo)系統(tǒng)信息的影像進(jìn)行world file命名的示例影像文件的world file文件示例如下：應(yīng)用如下公式來(lái)表達(dá)imagetoworld的6參數(shù)仿射變換x1 = Ax + By + Cy1 = Dx + Ey + F各參數(shù)意義如下：XY1待求的影像上某一像素的地理坐標(biāo)A、E分別為影像的每一像素點(diǎn)代表的X、Y方向上的分辨率B、D旋轉(zhuǎn)參數(shù)C、F為影像左上角點(diǎn)的地理坐標(biāo)值 通過(guò)上述6個(gè)參數(shù)，我們可以計(jì)算影像上任一像素點(diǎn)的真實(shí)地理坐標(biāo)。其他格式的影像則用一個(gè)獨(dú)立的ASCII碼的world file文件，其中記錄著影像與realworld的坐標(biāo)變換信息。在ArcMap中可以借助Georeferencing工具條的Add Contorl Point來(lái)增加控制點(diǎn)的映射關(guān)系（源和目標(biāo)點(diǎn)），通過(guò)View Link Table打開(kāi)Link Table對(duì)話框，利用Save工具按鈕可以將建立好的Link關(guān)系保存成world file文件，或是使用Update Georeferencing菜單來(lái)保存Link關(guān)系從而生成world file文件。即源點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)值，一般來(lái)說(shuō)源數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)是CAD圖層上一個(gè)已知控制點(diǎn)（也可以是任意點(diǎn)）的坐標(biāo)，而目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值為想要該已知點(diǎn)重新定位到的坐標(biāo)值。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)可選用ArcTutor(ArcDesktop中的練習(xí)數(shù)據(jù))中的WGS84和NAD1927或NAD1983數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。加拿大采用同NADCON類似的基于格網(wǎng)的方法(NTV2)在NAD 1927 和 NAD 1983之間做變換，這種方法采用了雙線性內(nèi)插的方法來(lái)計(jì)算點(diǎn)的坐標(biāo)。圖15 從地理坐標(biāo)系統(tǒng)變換到地心坐標(biāo)系統(tǒng)再到地理坐標(biāo)系統(tǒng) Molodensky(3參數(shù))和Abridged Molodensky(3參數(shù)是Molodensky方法的一種變體)變化方法則是直接在不同的地理坐標(biāo)系統(tǒng)下進(jìn)行變換無(wú)需借助地心坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。精度要求較高，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為WGS1984坐標(biāo)數(shù)據(jù)時(shí)，欲轉(zhuǎn)換到北京54基準(zhǔn)面的高斯克呂格投影坐標(biāo)，如何定義坐標(biāo)系參數(shù)呢？你可選擇WGS 1984作為基準(zhǔn)面，當(dāng)只有一個(gè)已知控制點(diǎn)時(shí)，根據(jù)平移參數(shù)調(diào)整東偽偏移、北緯偏移值實(shí)現(xiàn)WGS84到 北京54的轉(zhuǎn)換，此時(shí)的轉(zhuǎn)換系數(shù)(A、B、C、D、E、F)中A、B、D、E為0，只有X、Y方向的平移值C、F ；當(dāng)有3個(gè)已知控制點(diǎn)時(shí)，可利用得到的轉(zhuǎn)換系數(shù)(A、B、C、D、E、F)定義 AffineTransform坐標(biāo)系變換對(duì)象，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，當(dāng)然有足夠多已知控制點(diǎn)時(shí)，直接求定7參數(shù)自定義基準(zhǔn)面就行了。在ArcToolBoxData Management ToolsProjections and Transformations中提供了如下工具：在這個(gè)工具集下有這么幾個(gè)工具最為常用：Define ProjectionFeatureProjectRasterProject Raster Create Custom Geographic Transformation當(dāng)數(shù)據(jù)在沒(méi)有任何空間參考信息時(shí)，在ArcCatalog的坐標(biāo)系統(tǒng)描述（XYCoordinate System）選項(xiàng)卡中會(huì)顯示為Unknown！這時(shí)如果要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行投影變換就要先利用Define Projection工具來(lái)給數(shù)據(jù)定義一個(gè)Coordinate System，然后再利用FeatureProject或RasterProject Raster工具來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行投影變換！ 由于我們國(guó)家經(jīng)常使用的坐標(biāo)系統(tǒng)為北京
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