关于坐标那些事

关于坐标那些事坐标系统坐标系统：地面和空间点位的确定，总是要参照某个给定的坐标系。空间坐标系一般都是基于一个椭球来实现的。我们比较常用的坐标系如WGS84、BJ54、CGCS2000都是基于不同的椭球建立的坐标系统，地球上同一个点在不同坐标系统的数值是不同的，需要建立相互转换关系。坐标系统一般有三种表现形式，一种是球面坐标（地理坐标、大地坐标），用经纬度表示（B,L,H）；一种是平面直角坐标(X,Y,H)，是球面经过某个特定平面的投影，以长度单位（米/千米）表示；还有一种是空间直角坐标系，用XYZ表示。WGS-84坐标系：美国军方设计的全球坐标系，最后发展为全球最常用的坐标系。GPS采用该坐标系进行定位。BJ54坐标系：我国参照前苏联的参数定义的坐标系。在我国比较常用的坐标系。很多城市独立坐标系，都是基于BJ54坐标系偏移微调的，都是使用了BJ54椭球。国家统一坐标在我国x坐标都是正的，y坐标的最大值(在赤道上)约为330km。为了避免出现负的横坐标，规定在横坐标上加上500000m。此外还应在坐标前面再冠以带号。这种坐标称为国家统一坐标。例如：X=19123456.789m该点位在19带内，横坐标的真值：首先去掉带号，再减去500000m，最后得X=-376543.211(m)。我们所使用的1954年北京坐标系即为国家统一坐标，但是因各地分带不同，所谓统一只是指统一的计算方法和1954年北京坐标系的椭球参数，平面坐标在不同的分带下的坐标值是不一样的。投影坐标系投影坐标系（Projectioncoordinatesystem）平面坐标系统地图单位通常为米，也称非地球投影坐标系统（notearth），或者是平面坐标。投影坐标系使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。投影坐标系由以下参数确定：a地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84）b投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影、Mercator投影）高斯-克吕格投影在采用分带的投影坐标系统中，我们最常用的是高斯-克吕格投影，它是由德国数学家、物理学家、天文学家高斯（CarlFriedrichＧauss，1777—1855）于十九世纪二十年代拟定，后经德国大地测量学家克吕格（JohannesKruger，1857～1928）于1912年对投影公式加以补充，所以因此而得名。它是横轴墨卡托投影的一个变种，高斯-克吕格只是它通俗的名称，比较专业的名称叫做横轴等角切椭圆柱投影。高斯—克吕格投影按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带，这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。分带时既要控制长度变形使其不大于测图误差，又要使带数不致过多以减少换带计算工作，据此原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带，以便分带投影。通常按经差6度或3度分为六度带或三度带。六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，带号依次编为第1、2…60带。三度带是在六度带的基础上分成的，它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合，即自1.5度子午线起每隔经差3度自西向东分带，带号依次编为三度带第1、2…120带。我国的经度范围西起73°东至135°，可分成六度带十一个，各带中央经线依次为75°、81°、87°、……、117°、123°、129°、135°，或三度带二十二个。我国大于等于50万的大中比例尺地形图多采用六度带高斯-克吕格投影，三度带高斯-克吕格投影多用于大比例尺测图，如城建坐标多采用三度带的高斯-克吕格投影。如果已知高斯—克吕格投影的中央经线，要计算按3度分带和按6度分带时的分度代号可以采用以下的计算公式：3度分带：分带带号=当地中央经线÷36度分带：分带带号=(当地中央经线+3)÷6而如果已知当地3度分带与6度分带的带号，可以通过以下的方式计算当地中央经线。3度分带：中央经线=分带带号×36度分带：中央经线=分带带号×6-3在我国，1:1万比例尺地形图采用高斯-克吕格3度分带投影坐标，而1:2.5万—1:50万比例尺的地形图采用的是6度分带。一般，在我国标准地形图上，X坐标的前两位代表所在分度带带号，其余的表示X坐标，通常带号的字体要比坐标的字体大。ArcGIS中对我国北京54和西安80坐标系统是如何描述的：在Beijing1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式：Beijing19543DegreeGKCM117E.prjBeijing19543DegreeGKZone39.prjBeijing1954GKZone20.prjBeijing1954GKZone20N.prj对它们的说明分别如下：3度分带法的北京54坐标系，中央经线在东117度的分带坐标，横坐标前不加带号3度分带法的北京54坐标系，中央经线在东117度的分带坐标，横坐标前加带号6度分带法的北京54坐标系，分带号为20，横坐标前加带号6度分带法的北京54坐标系，分带号为20，横坐标前不加带号在Xian1980目录中，文件命名方式为下面所示：Xian19803DegreeGKCM117E.prjXian19803DegreeGKZone39.prjXian1980GKCM117E.prjXian1980GKZone20.prj它们的含义分别如下：3度分带西安80坐标系，中央经线为东经117，横坐标前不带带号3度分带西安80坐标系，中央经线为东经117，横坐标前加带号6度分带西安80坐标系，中央经线为东经117，横坐标前不带带号6度分带西安80坐标系，中央经线为东经117，横坐标前加带号