坐標(biāo)系統(tǒng)與投影變換及在arcgis中的應(yīng)用論文-在線瀏覽
2024-07-30 06:37本頁(yè)面
【正文】 球橢球體），第二、將球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)的過(guò)程（投影算法）。 下面從透視法（地圖投影方法的一種）角度來(lái)直觀的理解投影，如圖4：圖4 透視法投影示意圖 幾何透視法是利用透視的關(guān)系，將地球體面上的點(diǎn)投影到投影面（借助的幾何面）上的一種投影方法。投影既然是一種數(shù)學(xué)變換方法，那么任何一種投影都存在一定的變形，因此可以按照變形性質(zhì)將投影方法如下分類：等角投影（ConformalProjection）、等積投影（Equal Area Projection）、等距投影（Equidistant Projection）、等方位投影（Truedirection Projection）四種。 如果按照投影的構(gòu)成方法分類又可分為方位、圓柱、圓錐投影三種，在上述三種投影中由于幾何面與球面的關(guān)系位置不同，又分為正軸、橫軸和斜軸三種。德國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家高斯（Carl Friedrich Gauss，1777一 1855）于十九世紀(jì)二十年代擬定，后經(jīng)德國(guó)大地測(cè)量學(xué)家克呂格（Johannes Kruger，1857～1928）于 1912年 對(duì)投影公式加以補(bǔ)充，故名。然后將圓柱面沿過(guò)南北極的母線剪開(kāi)展平，即獲高斯克呂格投影平面。高斯—克呂格投影沒(méi)有角度變形，在長(zhǎng)度和面積上變形也很小，中央經(jīng)線無(wú)變形，自中央經(jīng)線向投影帶邊緣，變形逐漸 增加，變形最大處在投影帶內(nèi)赤道的兩端。分帶時(shí)既要控制長(zhǎng)度變形使其不大于測(cè)圖誤差，又要使帶數(shù)不致過(guò)多以減少換帶計(jì)算工作，據(jù)此原則將地球橢球面沿子午線劃分成經(jīng)差相等的瓜瓣形地帶,以便分帶投 影。六度帶自 0度子午線起每隔經(jīng)差6度自西向東分帶，帶號(hào)依次編為第 2…60帶。我國(guó)的經(jīng)度范圍西起 73176。可分成六度帶十一個(gè)，各帶中央經(jīng)線依次為75176。、87176。、123176。、135176。我國(guó)大于等于50萬(wàn)的大中比例尺地形圖多采用六度帶高斯—克呂格投影，三度帶高斯—克呂格投影多用于大比例尺1：1萬(wàn)測(cè)圖，如城建坐標(biāo)多采用三度帶的高斯—克 呂格投影。以中央經(jīng)線（L0）投影為縱軸X, 赤道投影為橫軸Y，兩軸交點(diǎn)即為各帶的坐標(biāo)原點(diǎn)。由于高 斯—克呂格投影每一個(gè)投影帶的坐標(biāo)都是對(duì)本帶坐標(biāo)原點(diǎn)的相對(duì)值，所以各帶的坐標(biāo)完全相同，為了區(qū)別某一坐標(biāo)系統(tǒng)屬于哪一帶，通常在橫軸坐標(biāo)前加上帶號(hào)，如 (4231898m,21655933m)，其中21即為帶號(hào)。ArcMap的Data Frame（工作區(qū)）的坐標(biāo)系統(tǒng)默認(rèn)為第一個(gè)加載到當(dāng)前Data Frame（工作區(qū)）的那個(gè)文件的坐標(biāo)系統(tǒng)，后加入的數(shù)據(jù)，如果和當(dāng)前工作區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)不同，則ArcMap會(huì)自動(dòng)做投影變換，把后加入的數(shù)據(jù)投影變換到當(dāng)前坐標(biāo)系統(tǒng)下顯示，但此時(shí)數(shù)據(jù)文件所存儲(chǔ)的實(shí)際數(shù)據(jù)坐標(biāo)值并沒(méi)有改變，只是顯示形態(tài)上的變化！因此叫動(dòng)態(tài)投影。s source data（數(shù)據(jù)源的坐標(biāo)系統(tǒng)導(dǎo)出），還是按照the Data Frame（當(dāng)前工作區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)）導(dǎo)出數(shù)據(jù)。（Krasovsky_1940_Transverse_Mercator）。在ArcMap或ArcCatalog中預(yù)覽形態(tài)如圖10所示圖10 WGS84坐標(biāo)系數(shù)據(jù)單獨(dú)顯示幾何形態(tài)而在ArcMap中先加載北京54坐標(biāo)系數(shù)據(jù)后再加入WGS84坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，讓ArcMap對(duì)WGS84坐標(biāo)系數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)投影后兩數(shù)據(jù)疊加顯示效果如圖11所示：圖11 ArcMap對(duì)WGS84數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)投影后的顯示狀態(tài)可以非常明顯的看到ArcMap對(duì)WGS84數(shù)據(jù)做完動(dòng)態(tài)投影后的數(shù)據(jù)幾何形態(tài)上的改變，并且此時(shí)從ArcMap右下角的狀態(tài)欄上也可以看到當(dāng)前Data Frame（工作空間）的坐標(biāo)系統(tǒng)為北京54平面投影坐標(biāo)系統(tǒng)。但有許多用戶都認(rèn)為在這里定義了數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)信息后，其數(shù)據(jù)本身就發(fā)生了投影變換。因此數(shù)據(jù)文件中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值并沒(méi)有真正的投影變換到你想要更改到的坐標(biāo)系統(tǒng)下。圖14 更改坐標(biāo)系統(tǒng)描述后的數(shù)據(jù)幾何形態(tài)從上述示例我們可以很明顯的看到更改數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)描述并不能使數(shù)據(jù)做投影變換，從而使數(shù)據(jù)投影到平面上來(lái)，但該數(shù)據(jù)的prj文件已經(jīng)記錄了更改后的坐標(biāo)系統(tǒng)描述，PROJCS[Krasovsky_1940_Transverse_Mercator,GEOGCS[GCS_Krasovsky_1940,DATUM[D_Krasovsky_1940,SPHEROID[Krasovsky_1940,]],PRIMEM[Greenwich,],UNIT[Degree,]],PROJECTION[Transverse_Mercator],PARAMETER[False_Easting,],PARAMETER[False_Northing,],PARAMETER[Central_Meridian,],PARAMETER[Scale_Factor,],PARAMETER[Latitude_Of_Origin,],UNIT[Meter,]]Prj文件記錄了該投影坐標(biāo)系的詳細(xì)參數(shù)。因?yàn)槲覀儫o(wú)法得知從什么坐標(biāo)系統(tǒng)下開(kāi)始變換，以及該坐標(biāo)系統(tǒng)下的量測(cè)單位是什么。投影變換(ArcToolBox) 真正的投影變換。這兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)變換到其他坐標(biāo)系統(tǒng)下時(shí)，通常需要提供一個(gè)Geographic Transformation，因?yàn)椴煌队八诘臋E球體及Datum不同！關(guān)鍵是Datum不同，也就是說(shuō)當(dāng)兩個(gè)投影基于不同的Datum時(shí)就需要制定參數(shù)做Geographic Transformation。 實(shí)際工作中一般都根據(jù)工作區(qū)內(nèi)已知的北京54坐標(biāo)控制點(diǎn)計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)，如果工作區(qū)內(nèi)有足夠多的已知北京54與WGS84坐標(biāo)控制點(diǎn)，可直接計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換所需的7參數(shù)或3參數(shù)；當(dāng)工作區(qū)內(nèi)有3個(gè)已知北京54與WGS84坐標(biāo)控制點(diǎn)時(shí)，可用下式計(jì)算WGS84到北京54坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)(A、B、C、D、E、F)：x54 = AX84 +
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