【正文】 投影坐標(biāo)系統(tǒng) （平面坐標(biāo)系），將橢球面上的點(diǎn)，通過(guò)投影 的方法投影到平面上時(shí)，通常使用平面坐標(biāo)系統(tǒng)。 2 坐標(biāo)系 ? 地理坐標(biāo)可以用于地球表面地理實(shí)體的定位。如 WGS84,或 World Geodetic System 1984。 167。 ? GPS的出現(xiàn)，為全球統(tǒng)一參考框架的實(shí)現(xiàn)提供了可能性。 1．地球橢球體基本要素 167。 167。由于地球重力的影響，大地水準(zhǔn)面也是一個(gè)不規(guī)則曲面，但起伏遠(yuǎn)小于自然表面 。是定義合適的地理參照系統(tǒng)的依據(jù)。 水準(zhǔn)面： 自由靜止的水面。 1．地球橢球體基本要素 ? 地球橢球體 ? 地球的形狀 ? 地球的大小 ? 橢球體的半徑 ? 高程 ? 地圖比例尺 ? 比例尺表示法 ? 數(shù)字比例尺 ? 文字比例尺 ? 圖解比例尺或直線比例尺 ? 面積比例尺 ? 比例系數(shù) （ SF） :表明確定的比例尺與實(shí)際比例尺數(shù)值之間的關(guān)系 。這些內(nèi)容共同構(gòu)成了地理空間信息基礎(chǔ)。 1．地球橢球體基本要素 地球表面的幾何模型 2)、地球的相對(duì)抽象表面模型 地球的相對(duì)抽象表面模型 ，即由 大地水準(zhǔn)面 描述的模型。它是以大地水準(zhǔn)面為基礎(chǔ)的 。 1．地球橢球體基本要素 注意 ： 在 GIS中常用的比例尺表示形式是圖解式 GIS幾乎能以各種比例尺顯示和輸出地理數(shù)據(jù) GIS中地理數(shù)據(jù)的詳細(xì)程度取決于原始地圖或影像資料的比例尺 當(dāng)以較小比例尺或縮小顯示來(lái)源于大比例尺地圖或影像的地理數(shù) 據(jù)時(shí)，許多地理實(shí)體會(huì)擠在一起而無(wú)法辨別。但大多數(shù)情況是，建立全局的參考框架對(duì) GIS非常重要。 2 坐標(biāo)系 167。 2 坐標(biāo)系 ? 所有 直接定位 都通過(guò)包括大地基準(zhǔn)的大地參考系進(jìn)行。這樣，一個(gè)坐標(biāo)參考系統(tǒng)有兩個(gè)基準(zhǔn)，即大地平面基準(zhǔn)和垂直基準(zhǔn)(平面坐標(biāo)系，高程坐標(biāo)系 )。 ? 因此產(chǎn)生了不同的 地圖投影變換 方法。 X=f(φ,λ) Y=g(φ,λ) 167。 ? 我國(guó)國(guó)家高程基準(zhǔn)曾采用過(guò) 1956年黃海高程系，1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)。因?yàn)槭敲扛粽锢L出坐標(biāo)縱線和坐標(biāo)橫線，所以稱之為方里網(wǎng)，同時(shí)由于方里線又是平行于直角坐標(biāo)軸的坐標(biāo)網(wǎng)線，故又稱 直角坐標(biāo)網(wǎng) 。 167。 2 坐標(biāo)系 從參數(shù)中可以看出，每一個(gè)投影坐標(biāo)系統(tǒng)都必定會(huì)有Geographic Coordinate System。 167。 167。 ? 當(dāng)系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)取自不同地圖投影的圖幅時(shí)，需要將一種投影的數(shù)字化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需要投影的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 總之，地圖的投影變換是空間數(shù)據(jù)處理的重要內(nèi)容之一。 3 地圖投影 圓柱投影 167。在進(jìn)行地圖投影方法選擇時(shí)，考慮的因素包括范圍、形狀、地理位置、用途、出版方式等。 167。 圖 投影變換工具 GIS中地圖投影配置的一般原則 選擇的投影系統(tǒng)應(yīng)與國(guó)家基本圖（基本比例尺地形圖、基本省區(qū)圖或國(guó)家大地圖集）投影系統(tǒng)一致； 系統(tǒng)一般采用兩種投影系統(tǒng)； 一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出； 一種服務(wù)于中小比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出； 所用的投影以等角投影為宜； 167。但當(dāng)所顯示的地圖與國(guó)家基本地圖系列的比例尺一致時(shí)，往往采用與國(guó)家基本系列地圖所用的投影。 4 高斯 — 克呂格投影、 蘭勃特投影 高斯投影特征： （ 1） 中央經(jīng)線和赤道投影后為互相垂直的直線 ， 且為投影的對(duì)稱軸； （ 2） 投影具有等角的性質(zhì) (投影后經(jīng)緯線相互垂直 )； （ 3） 中央經(jīng)線投影后保持長(zhǎng)度不變 。 167。 ，編號(hào)為 3160，投影代號(hào) n和中央經(jīng)線經(jīng)度 L0的計(jì)算公式為 L0= (6n3)176。 4 高斯 — 克呂格投影、 蘭勃特投影 ? 經(jīng)過(guò)高斯分帶投影后，每個(gè)投影帶均可建立一 個(gè)以所在帶中央子午線為縱軸 x，赤道為橫軸 y的高斯平面直角坐標(biāo)系。即，從緯度 (赤道 )0o開始，至緯度 60o處，按緯差 4o為一投影帶，從南向北，共分為 15個(gè)投影帶。 167。 、緯差 6176。 、經(jīng)差 24176。 ，比例尺代碼為 B，行、列號(hào)數(shù)字碼從上到下，從左到右分別為 001— 002。編號(hào)如 I49D006002。編號(hào)如 I49G042021。 6176。 ]+1 b = [λ /6176。 公里網(wǎng)在地圖上間隔 ， 隨地圖比例尺大小不同而不同 。 。 ， f=3176。 表 8 根據(jù)經(jīng)緯度坐標(biāo)求 1991年后圖幅號(hào)的公式： ? a為 100萬(wàn)地形圖所在緯度帶相應(yīng)的數(shù)字碼， b為 100萬(wàn)地形圖所在經(jīng)度帶數(shù)字碼， λ 為經(jīng)度， φ 為緯度， []為數(shù)值取整數(shù)；（）為整除后取余。 15′24″ λ:108176。 167。編號(hào)如 I49C002021。 ? 1∶ 50萬(wàn)地形圖：每幅 1∶ 100萬(wàn)地形圖分為 2行 2列，共 4幅該圖，該圖每幅緯差 2176。 — 88176。 5 地形圖的分幅與編號(hào) ? （ 2） .1991年起 ? 即 1∶ 50萬(wàn) — 1∶ 5千地形圖編號(hào)均由 5個(gè)元素 10位碼構(gòu)成： ? 前 3位為 1∶ 100萬(wàn)地形圖編號(hào)， ? 第 4位為比例尺代碼 (用 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H分別代表 1∶ 50萬(wàn)、1∶ 25萬(wàn)、 1∶ 10萬(wàn)、 1∶ 5萬(wàn)、 1∶ 、 1∶ 1萬(wàn)和 1∶ 5千比例尺 )， ? 第 5— 7位是圖幅行號(hào)數(shù)字碼， ? 第 8— 10位是圖幅列號(hào)數(shù)字碼 ? 如： I49B001001 167。 (1)1991年前 ? ① 1:100萬(wàn)地形圖的分幅和編號(hào)：按緯差 4度 ， 經(jīng)差 6度分 ,J50； ? ② 1:50萬(wàn) ， 1:20萬(wàn) ， 1:10萬(wàn)地形圖的分幅和編號(hào) ,這三種圖在 1:100萬(wàn)地形圖基礎(chǔ)上 ， 按經(jīng)緯度劃分 。 4 高斯 — 克呂格投影、 蘭勃特投影 ? （二） 蘭勃特投影 ? 我國(guó) 1： 1000000比例尺地形圖使用蘭勃特投影，該投影實(shí)質(zhì)上是正軸等角割圓錐投影。如表示某點(diǎn)的橫坐標(biāo)為米，前面兩位數(shù)字“ 20” 即表示該點(diǎn)所處的投影帶號(hào)。 西半球投影帶從 180176。 間，共含 11個(gè)投影帶； 1:1萬(wàn)及更大比例尺圖采用 3176。 高斯－克呂格投影不僅在我國(guó)而且在東歐一些國(guó)家也采用其作為地形圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，美國(guó)、加拿大、法國(guó)等國(guó)家也有局部地區(qū)采用該投影作為大比例尺地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。 3 地圖投影 167。如將高斯投影轉(zhuǎn)換為等角圓柱投影，才能保證彼此之間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交換、配準(zhǔn)和共享） 由于數(shù)據(jù)源的多樣性，當(dāng)數(shù)據(jù)與所研究、分析問(wèn)題的空間參考系統(tǒng)（坐標(biāo)系統(tǒng)、投影方式）不一致時(shí)，就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行投影變換。 ? GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中地理數(shù)據(jù)以地理坐標(biāo)存儲(chǔ)時(shí)，則以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過(guò)投影變換轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)；而輸出或顯示時(shí)，則要將地理坐標(biāo)表示的空間數(shù)據(jù)通過(guò)投影變換變換成指定投影的平面坐標(biāo)。 3 地圖投影 地圖投影變形的圖解示例 （ 摩爾維特投影－等積偽圓柱投影 ） 長(zhǎng)度變形 角度變形 地圖投影變形的圖解示例 （ UTM－橫軸等角割圓柱投影） 面積變形和長(zhǎng)度變形 投影變形示意圖 167。 167。 、地圖投影的種類 地球表面經(jīng)投影變換后其角度、面積、形狀、距離會(huì)產(chǎn)生某種變形，變形雖不可避免，但可以控制，也就是可以使某一種變形為零，也可以使各種變形減少到最小程度，產(chǎn)生了各種不同的投影變換。 3 地圖投影 其中（ x， y）是平面直角坐標(biāo)； (?， ?）是地球表面的地理坐標(biāo)。 教學(xué)重點(diǎn)： 高斯克呂格、蘭伯特投影，地形圖分幅和編號(hào) 教學(xué)難點(diǎn)： 地圖分幅和編號(hào)方法 教學(xué)課時(shí)： 2課時(shí) 教學(xué)方法 : 講授 本次課涉及的學(xué)術(shù)前沿： ? 地圖投影在 GIS中是必須的。分為地理坐標(biāo)之間的直接轉(zhuǎn)換或經(jīng)由大地坐標(biāo)之間的間接轉(zhuǎn)換。 完整參數(shù)： Alias: Abbreviation: Remarks: Angular Unit: Degree () Prime Meridian（起始經(jīng)度） : Greenwich () Datum（大地基準(zhǔn)面） : D_Beijing_1954 Spheroid（參考橢球體） : Krasovsky_1940 Semimajor Axis: Semiminor Axis: Inverse Flattening: ? 接下來(lái)便是 Projection