2023學(xué)年完整公開課版空間參考

ArcGIS軟件應(yīng)用空間參考目錄CONTENTS投影問(wèn)題處理策略ArcGIS空間參考0102ArcGIS空間參考01ArcGIS空間參考空間參考：為地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)集定義坐標(biāo)系和其他空間屬性的一系列參數(shù)X,Y坐標(biāo)通過(guò)地理坐標(biāo)系或投影坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)識(shí)Z坐標(biāo)通過(guò)垂直坐標(biāo)系標(biāo)識(shí)坐標(biāo)系分辨率表示要素類記錄地理要素的位置和形狀時(shí)所使用的詳細(xì)程度分辨率容差值為坐標(biāo)之間的最小距離，多用于空間查詢/選擇和拓?fù)溥\(yùn)算容差空間參考1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考現(xiàn)實(shí)世界和坐標(biāo)空間的聯(lián)系

任何空間特征都表示為地球表面的一個(gè)特定位置，而位置依賴于既定的坐標(biāo)系來(lái)表示1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考存在多種坐標(biāo)系，在ArcGIS中就有4978個(gè)定義的坐標(biāo)系通過(guò)統(tǒng)一的坐標(biāo)系和高程系，可以使不同源的GIS數(shù)據(jù)疊加在一起顯示，以及執(zhí)行空間分析1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地球空間模型描述

地球形體一級(jí)逼近1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考全球大地水準(zhǔn)面

低軌道運(yùn)行的GOCE衛(wèi)星2011年，GOCE衛(wèi)星的一幅新大地水準(zhǔn)面地圖。地球外形如“土豆”1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地球空間模型描述

地球形體二級(jí)逼近1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地球橢球體模型

地球橢球體有長(zhǎng)半徑a（赤道半徑）和短半徑b（極半徑）之分，f為橢圓的扁率。a、b、f是其三要素，決定地球橢球體的形狀和大小

長(zhǎng)半軸=a（赤道半徑）；短半軸=b（極半徑）；扁率f=(a-b)/a；第一偏心率=

第二偏心率=

1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考各種地球橢球體模型

因推算所用資料、年代和方法不同，許多科學(xué)家所測(cè)定地球橢球體的大小也不盡相同橢球體名稱年代長(zhǎng)半軸（米）短半軸（米）扁率海福特（美國(guó)，Hayford）1910637838863569121:297克拉索夫斯基（原蘇聯(lián)，Krasovsky）1940637824563568631:298.31975年國(guó)際橢球（1975年國(guó)際第三個(gè)推薦值）1975637814063567551:298.2571980年國(guó)際橢球（1979年國(guó)際第四個(gè)推薦值）1979637813763567521:298.2571、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考ArcGIS中的橢球體模型

1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考CGCS2000參考橢球的定義常數(shù)

1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地球橢球體

視為球體制作小比例尺地圖時(shí)（小于1:500萬(wàn)），因縮小程度很大，可以把地球視為球體，忽略地球扁率。計(jì)算更簡(jiǎn)單，半徑約為6371千米。視為橢球體制作大比例尺地圖時(shí)（大于1:100萬(wàn)），為保證精度，必須將地球視為橢球體地球的形狀與大小確定之后，還必須確定橢球體與大地水準(zhǔn)面的相對(duì)關(guān)系，這項(xiàng)工作稱為橢球定位與定向這個(gè)與局部地區(qū)的大地水準(zhǔn)面符合得最好的一個(gè)地球橢球體，稱為參考橢球體，是地球形體三級(jí)逼近1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考橢球定位與定向在地球表面適當(dāng)位置選擇一點(diǎn)P，把橢球體與大地水準(zhǔn)面相切，即此時(shí)鉛垂線與法線相重合參考橢球體面:測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)面；法線:測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)線；大地原點(diǎn):大地?cái)?shù)據(jù)起算原點(diǎn)，P點(diǎn)1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考大地基準(zhǔn)面

大地基準(zhǔn)面是利用特定橢球體對(duì)特定地區(qū)地球表面的逼近。ArcGIS中，基準(zhǔn)面用于定義旋轉(zhuǎn)橢球體相對(duì)于地心的位置。大地基準(zhǔn)面分為地心基準(zhǔn)面、區(qū)域基準(zhǔn)面地心基準(zhǔn)面：由衛(wèi)星數(shù)據(jù)得到使用地球的質(zhì)心作為原點(diǎn)使用最廣泛的是WGS1984區(qū)域基準(zhǔn)面：特定區(qū)域內(nèi)與地球表面吻合大地原點(diǎn)：參考橢球與大地水準(zhǔn)面相切的點(diǎn)Beijing54，Xian801、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考大地基準(zhǔn)面每個(gè)國(guó)家或地區(qū)均有各自的大地基準(zhǔn)面我們通常稱謂的北京54坐標(biāo)系、西安80坐標(biāo)系實(shí)際上指的是我國(guó)的兩個(gè)大地基準(zhǔn)面相對(duì)同一地理位置，不同的大地基準(zhǔn)面，它們的經(jīng)緯度坐標(biāo)是有差異的地理坐標(biāo)系經(jīng)度緯度WGS84123.6691455°41.9999533°Beijing54123.6700000°41.9999300°Xian80123.6700004°41.9999422°1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考在目前的GIS商用軟件中，大地基準(zhǔn)面都通過(guò)當(dāng)?shù)鼗鶞?zhǔn)面向WGS84的轉(zhuǎn)換7參數(shù)來(lái)定義，即：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)整橢球大小。北京54、西安80相對(duì)WGS84的轉(zhuǎn)換參數(shù)至今沒(méi)有公開，實(shí)際工作中可利用工作區(qū)內(nèi)已知的北京54或西安80坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行與WGS84坐標(biāo)值的轉(zhuǎn)換，在只有一個(gè)已知控制點(diǎn)的情況下(往往如此)，用已知點(diǎn)的北京54與WGS84坐標(biāo)之差作為平移參數(shù)，當(dāng)工作區(qū)范圍不大時(shí)，如青島市（10654平方公里），精度也足夠了大地基準(zhǔn)面1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考橢球體VS大地基準(zhǔn)面橢球體與大地基準(zhǔn)面之間的關(guān)系是一對(duì)多的關(guān)系，也就是基準(zhǔn)面是在橢球體基礎(chǔ)上建立的，但橢球體不能代表基準(zhǔn)面，同樣的橢球體能定義不同的基準(zhǔn)面如：Krassovsky橢球體非洲索馬里的Afgooye基準(zhǔn)面前蘇聯(lián)的Pulkovo1942基準(zhǔn)面1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地理坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系是大地測(cè)量中以參考橢球面為基準(zhǔn)面建立起來(lái)的坐標(biāo)系。地面點(diǎn)的位置用經(jīng)度、緯度、和大地高度表示地理坐標(biāo)系是以地理極(北極、南極)為極點(diǎn)。通過(guò)A點(diǎn)作橢球面的垂線，稱之為過(guò)A點(diǎn)的法線。法線與赤道面的交角，叫做A點(diǎn)的緯度α。過(guò)A點(diǎn)的子午面與通過(guò)原英國(guó)格林尼治天文臺(tái)的子午面所夾的二面角，叫做A點(diǎn)的經(jīng)度λ。1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考參心坐標(biāo)系與地心坐標(biāo)系

大地坐標(biāo)系（地理坐標(biāo)系），可分為參心大地坐標(biāo)系和地心大地坐標(biāo)系指經(jīng)過(guò)定位與定向后，地球橢球的中心不與地球質(zhì)心重合而是接近地球質(zhì)心，以這種參考橢球?yàn)榛鶞?zhǔn)所建立的大地坐標(biāo)系，稱為參心大地坐標(biāo)系，它屬于區(qū)域性大地坐標(biāo)系，是我國(guó)基本測(cè)圖和常規(guī)大地測(cè)量的基礎(chǔ)，如北京54坐標(biāo)系，西安80坐標(biāo)系指經(jīng)過(guò)定位與定向后，地球橢球的中心與地球質(zhì)心重合，并以總地球橢球?yàn)閰⒖妓⒌拇蟮刈鴺?biāo)系，稱為地心大地坐標(biāo)系，如2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，WGS-84大地坐標(biāo)系1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地理坐標(biāo)系的建立

①選擇一個(gè)橢球Krasovsky_1940橢球體②橢球定位與定向：

利用“Datum:D_Beijing_1954”大地基準(zhǔn)面將這個(gè)橢球定位有了Spheroid和Datum兩個(gè)基本條件，就確定了大地基準(zhǔn)面，地理坐標(biāo)系統(tǒng)便也可以確定，即經(jīng)緯度1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用大地坐標(biāo)系統(tǒng)大地測(cè)量控制的平面控制網(wǎng)大地測(cè)量控制的高程控制網(wǎng)參心坐標(biāo)系1954年的北京坐標(biāo)系1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系2000年國(guó)家大地坐標(biāo)系WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)1956年黃海高程系1985國(guó)家高程基準(zhǔn)1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用大地坐標(biāo)系統(tǒng)1954年北京坐標(biāo)系（參心坐標(biāo)系）：1954年，我國(guó)將原蘇聯(lián)采用克拉索夫斯基橢球元素建立的坐標(biāo)系，聯(lián)測(cè)并經(jīng)平差計(jì)算引申到我國(guó)，以北京為全國(guó)大地坐標(biāo)原點(diǎn)，確定了過(guò)渡性大地坐標(biāo)系，稱1954北京坐標(biāo)系缺點(diǎn)：參考橢球長(zhǎng)半軸偏長(zhǎng)；橢球基準(zhǔn)軸定向不明確；橢球面與我國(guó)境內(nèi)的大地水準(zhǔn)面不太吻合，東部高程異常可達(dá)68米；點(diǎn)位精度不高1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用大地坐標(biāo)系統(tǒng)1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系（參心坐標(biāo)系）：1978年采用新的橢球體參數(shù)GRS(1975)，以陜西省西安市以北涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)某點(diǎn)為國(guó)家大地坐標(biāo)原點(diǎn)，進(jìn)行定位和測(cè)量工作，通過(guò)全國(guó)天文大地網(wǎng)整體平差計(jì)算，建立了全國(guó)統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系，即1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系優(yōu)點(diǎn)：橢球體參數(shù)精度高；定位采用的橢球體面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面符合好；天文大地坐標(biāo)網(wǎng)傳算誤差和天文重力水準(zhǔn)路線傳算誤差都不太大，而且天文大地坐標(biāo)網(wǎng)坐標(biāo)經(jīng)過(guò)了全國(guó)性整體平差，坐標(biāo)統(tǒng)一，精度優(yōu)良，可以滿足1：5000甚至更大比例尺測(cè)圖的要求等與當(dāng)今社會(huì)發(fā)展存在的矛盾：

①坐標(biāo)維的矛盾。隨著衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)在我國(guó)的廣泛使用，二維不能適應(yīng)現(xiàn)代的三維定位技術(shù)；

②精度的矛盾。衛(wèi)星定位技術(shù)可達(dá)10-7～10-8的點(diǎn)位相對(duì)精度，而西安80系只能保證3×10-6；

③坐標(biāo)系統(tǒng)（框架）的矛盾。數(shù)字地球的發(fā)展要求用戶需要提供與全球總體適配的地心坐標(biāo)系統(tǒng)1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用大地坐標(biāo)系統(tǒng)2000年國(guó)家大地坐標(biāo)系（地心坐標(biāo)系）：2000國(guó)家大地坐標(biāo)系是全球地心坐標(biāo)系在我國(guó)的具體體現(xiàn)，其原點(diǎn)為包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系采用的地球橢球參數(shù)如下：長(zhǎng)半軸a＝6378137m扁率f＝1/298.257222101地心引力常數(shù)GM＝3.986004418×1014m3s-2自轉(zhuǎn)角速度ω＝7.292115×10-5rads-1現(xiàn)有各類測(cè)繪成果，在過(guò)渡期內(nèi)可沿用現(xiàn)行國(guó)家大地坐標(biāo)系；2008年7月1日后新生產(chǎn)的各類測(cè)繪成果應(yīng)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系。現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)，在過(guò)渡期內(nèi)應(yīng)逐步轉(zhuǎn)換到2000國(guó)家大地坐標(biāo)系；2008年7月1日后新建設(shè)的地理信息系統(tǒng)應(yīng)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系。1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用大地坐標(biāo)系統(tǒng)采用2000年國(guó)家大地坐標(biāo)系（地心坐標(biāo)系）的意義：①采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系將促進(jìn)航天、海洋、地震、地質(zhì)、國(guó)土等領(lǐng)域的科學(xué)研究，提供以全球參考的、全國(guó)統(tǒng)一的、協(xié)調(diào)一致的坐標(biāo)系統(tǒng)②采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系將進(jìn)一步促進(jìn)遙感技術(shù)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用，發(fā)揮其在資源和生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的作用③采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系也是保障交通運(yùn)輸、航海等安全的需要。車載、船載實(shí)時(shí)定位獲取的精確的三維坐標(biāo)④衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與通信、遙感和電子消費(fèi)產(chǎn)品不斷融合，將會(huì)創(chuàng)造出更多新產(chǎn)品和新服務(wù)，市場(chǎng)前景更為看好1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用大地坐標(biāo)系統(tǒng)WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)（地心坐標(biāo)系）：目前GPS定位所得出的結(jié)果都屬于WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)，WGS84基準(zhǔn)面采用WGS84橢球體，它是一地心坐標(biāo)系，即以地心作為橢球體中心的坐標(biāo)系。因此相對(duì)同一地理位置，不同的大地基準(zhǔn)面，它們的經(jīng)緯度坐標(biāo)是有差異的目前的商用GIS也多采用此坐標(biāo)系統(tǒng)1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用大地坐標(biāo)系統(tǒng)ArcGIS中的地理坐標(biāo)系定義1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用的高程系高程控制網(wǎng)的建立，必須規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面。我國(guó)利用青島驗(yàn)潮站1950～1956年的觀測(cè)記錄，確定黃海平均海水面為全國(guó)統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面，并在青島觀象山埋設(shè)了永久性的水準(zhǔn)原點(diǎn)。以黃海平均海水面建立起來(lái)的高程控制系統(tǒng)，統(tǒng)稱“1956年黃海高程系”1987年，因多年觀測(cè)資料顯示，黃海平均海平面發(fā)生了微小的變化，由原來(lái)的72.289m變?yōu)?2.260m，國(guó)家決定啟用新的高程基準(zhǔn)面，即“1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)”。高程控制點(diǎn)的高程也發(fā)生微小的變化，但對(duì)已成圖上的等高線的影響則可忽略不計(jì)青島觀象山“水準(zhǔn)原點(diǎn)”1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考水準(zhǔn)測(cè)量

借助水準(zhǔn)儀提供的水平視線來(lái)測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差，是建立高程控制網(wǎng)的主要方法。兩點(diǎn)之間的高差H=a-b，設(shè)HA為已知點(diǎn)的高程，則待求點(diǎn)的高程HB=HA+H絕對(duì)高程相對(duì)高程1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考為什么要進(jìn)行投影？

將地球橢球面上的點(diǎn)映射到平面上的方法，稱為地圖投影。為什么要進(jìn)行投影：地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進(jìn)行距離、方位、面積等參數(shù)的量算地球橢球體為不可展曲面地圖為平面，符合視覺心理，并易于進(jìn)行距離、方位、面積等量算和各種空間分析1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考投影實(shí)質(zhì)

經(jīng)緯度坐標(biāo)—>笛卡兒平面直角坐標(biāo)系直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考投影實(shí)質(zhì)

建立地球橢球面上經(jīng)緯線網(wǎng)和平面上相應(yīng)經(jīng)緯線網(wǎng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，也就是建立地球橢球面上的點(diǎn)的地理坐標(biāo)（λ，φ）與平面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)（x，y）之間的函數(shù)關(guān)系：當(dāng)給定不同的具體條件時(shí)，將得到不同類型的投影方式。1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地圖投影變形

地球橢球表面是一種不可能展開的曲面，要把這樣一個(gè)曲面表現(xiàn)到平面上，就會(huì)發(fā)生裂隙或褶皺。在投影面上，可運(yùn)用經(jīng)緯線的“拉伸”或“壓縮”（通過(guò)數(shù)學(xué)手段）來(lái)加以避免，以便形成一幅完整的地圖。不可避免會(huì)產(chǎn)生變形。投影變形示意圖1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地圖投影變形

地圖投影的變形通常有：長(zhǎng)度變形、面積變形和角度變形在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)使用地圖的目的，限定某種變形長(zhǎng)度變形角度變形摩爾維特投影－等積偽圓柱投影面積變形和長(zhǎng)度變形UTM－橫軸等角割圓柱投影1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地圖投影分類按變形性質(zhì)分類等角投影：角度變形為零（Mercator）等積投影：面積變形為零（Albers）任意投影：長(zhǎng)度、角度和面積都存在變形各種變形相互聯(lián)系相互影響等積與等角互斥。等積投影角度變形大，等角投影面積變形大。1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地圖投影分類從投影面類型劃分為橫圓柱投影：投影面為橫圓柱圓錐投影：投影面為圓錐方位投影：投影面為平面從投影面與地球位置關(guān)系劃分為：正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直

相切投影：投影面與橢球體相切相割投影：投影面與橢球體相割1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地圖投影分類

正軸橫軸斜軸圓錐圓柱方位1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地圖投影分類

正軸切圓錐投影正軸割圓錐投影橫軸切圓錐投影橫軸割圓錐投影正軸割圓柱投影斜軸切圓柱投影斜軸切圓錐投影正軸切圓柱投影橫軸切圓柱投影橫方位投影正方位投影斜方位投影1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地圖投影的選擇

選擇地圖投影時(shí)，主要考慮因素制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置地圖的用途、出版方式及其他特殊要求等，其中制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置是主要因素投影選擇實(shí)例世界地圖，主要采用正圓柱、偽圓柱和多圓錐投影。在編繪世界航線圖、世界交通圖與世界時(shí)區(qū)圖時(shí)也采用墨卡托投影中國(guó)出版的世界地圖多采用等差分緯線多圓錐投影對(duì)于半球地圖，東、西半球圖常選用橫軸方位投影；南、北半球圖常選用正軸方位投影；水、陸半球圖一般選用斜軸方位投影在東西延伸的中緯度地區(qū)，一般采用正軸圓錐投影，如中國(guó)與美國(guó)在南北方向延伸的地區(qū)，一般采用橫軸圓柱投影或多圓錐投影，如智利與阿根廷1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考地圖投影參數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)線概念：投影面與參考橢球的切線或割線。分為標(biāo)準(zhǔn)緯線與標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)線特點(diǎn)：沒(méi)有變形，也稱主比例尺中心線概念：是指中央經(jīng)線（原點(diǎn)經(jīng)線）與中央緯線（原點(diǎn)緯線），用來(lái)定義圖投影的中心或者原點(diǎn)特點(diǎn)：一般會(huì)有變形1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考關(guān)于地圖投影的幾點(diǎn)結(jié)論實(shí)現(xiàn)等角、等面積、等距離同時(shí)做到的投影不存在投影方式有多種多樣，一個(gè)國(guó)家或地區(qū)依據(jù)自己所處在的經(jīng)緯度、幅員大小以及圖件用途選擇投影方式在大于1：10萬(wàn)的大比例尺圖件中，各種投影帶來(lái)的變形可以忽略1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)常用地圖投影

我國(guó)基本比例尺地形圖（1：100萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：2.5萬(wàn)、1：1萬(wàn)、1：5000）除1：100萬(wàn)以外均采用高斯-克呂格投影為地理基礎(chǔ)1：100萬(wàn)地形圖采用蘭伯特Lambert投影(等角正割圓錐投影)，其分幅原則與國(guó)際地理學(xué)會(huì)規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國(guó)際百萬(wàn)分之一地圖投影保持一致海上小于50萬(wàn)的地形圖多用墨卡托Mercator投影(等角正軸圓柱投影)我國(guó)大部份省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也多采用Lambert投影和屬于同一投影系統(tǒng)的Albers投影（正軸等面積割圓錐投影）地圖類型所用投影主要技術(shù)參數(shù)中國(guó)全圖斜軸等面積方位投影斜軸等角方位投影投影中心：j=27°30′λ=+105°或j=30°30′λ=+105°或j=35°00′λ=+105°中國(guó)全圖（南海諸島做插曲圖）正軸等面積割圓錐投影（Albers投影）標(biāo)準(zhǔn)緯線：j1=25°00′，j2=47°00′中國(guó)分省（區(qū)）地圖（海南省除外）正軸等角割圓錐投影（Lambert投影）正軸等面積割圓錐投影（Albers投影）各?。▍^(qū)）圖分別采用各自標(biāo)準(zhǔn)緯線中國(guó)分?。▍^(qū)）地圖（海南?。┱S等角圓柱投影（Mercator投影）國(guó)家基本比例尺地形圖系列1:100萬(wàn)正軸等角割圓錐投影（Lambert投影）按國(guó)際統(tǒng)一4°×6°分幅，標(biāo)準(zhǔn)緯線：j1＝j(luò)s+35′j2＝j(luò)n+35′國(guó)家基本比例尺地形圖系列1:5萬(wàn)～1:50萬(wàn)高斯一克呂格投影（6°分帶）投影帶號(hào)（N）：13～23中央經(jīng)線：λ0=(6N-3)°國(guó)家基本比例尺地形圖系列1:5000～1:2.5萬(wàn)高斯一克呂格投影（3°分帶）投影帶號(hào)（N）：24～46中央經(jīng)線：λ0=(3N)°國(guó)家基本比例尺地形圖系列1:5萬(wàn)～1:50萬(wàn)高斯一克呂格投影（6°分帶）投影帶號(hào)（N）：11～22中央經(jīng)線：λ0=(6N-3)°城市圖系列（1:500～1:5000）城市平面局域投影或城市局部坐標(biāo)的高斯投影1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考高斯克呂格投影

該投影在英美等國(guó)家被稱為橫軸墨卡托投影橫軸等角切圓柱投影離開中央子午線越遠(yuǎn)，變形越大赤道是直線，離開赤道的緯線是弧線，凸向赤道沒(méi)有角度變形長(zhǎng)度和面積變形很小北京54和西安80投影坐標(biāo)系的投影方式我國(guó)規(guī)定1:1萬(wàn)、1:2.5萬(wàn)、1:5萬(wàn)、1:10萬(wàn)、1:25萬(wàn)、1:50萬(wàn)比例尺的地形圖均采用高斯克呂格投影1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考高斯克呂格投影

6°分帶用于1：2.5萬(wàn)~1：50萬(wàn)比例尺地圖起始于格林威治，我國(guó)范圍可分成11個(gè)6度帶60個(gè)投影帶（N=L/6+1）3°分帶用于大于1：1萬(wàn)比例尺地圖始于東經(jīng)1°30′，我國(guó)范圍可分成22個(gè)三度帶坐標(biāo)系原點(diǎn)為每個(gè)投影帶的中央經(jīng)線與赤道交點(diǎn)通過(guò)分帶控制變形：如何區(qū)分不同的投影帶？橫坐標(biāo)可能出現(xiàn)負(fù)值？1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考高斯克呂格投影

中央子午線YX'500KmXP赤道縱坐標(biāo)西移500Km縱坐標(biāo)增加投影帶號(hào)20X=4.528KmY=178KmX=4.528KmY=20678Km高斯投影特點(diǎn):中央子午線長(zhǎng)度變形比為1在同一條經(jīng)線上，長(zhǎng)度變形隨緯度的降低而增大，在赤道處為最大在同一條緯線上，長(zhǎng)度變形隨經(jīng)差的增加而增大，且增大速度較快在6?帶范圍內(nèi)，長(zhǎng)度最大變形不超過(guò)0.14%1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考Lambert投影（正軸等角割圓錐投影）適用于小于1：100萬(wàn)（包括1：100萬(wàn))的地圖此投影是最適用于中緯度的一種投影。它類似于阿爾伯斯等積圓錐投影，不同之處在于其描繪形狀比描繪面積更準(zhǔn)確。投影方法：圓錐投影通?；趦蓷l標(biāo)準(zhǔn)緯線，從而使其成為割投影。超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)緯線的緯度間距將增加。這是唯一常用的將兩極表示為單個(gè)點(diǎn)的圓錐投影。也可使用單條標(biāo)準(zhǔn)緯線和比例尺因子定義。如果比例尺因子不等于1.0，投影實(shí)際上將變成割投影1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考我國(guó)Lambert投影參數(shù)由于我國(guó)位于中緯度地區(qū)，中國(guó)地圖和分省地圖經(jīng)常采用割圓錐投影（Lambert或Albers投影）:中國(guó)地圖的中央經(jīng)線常位于東經(jīng)105度兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線分別為北緯25度和北緯47度各省的參數(shù)可根據(jù)地理位置和輪廓形狀初步加以判定。例如甘肅省的參數(shù)為：中央經(jīng)線為東經(jīng)101度兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線分別為北緯34度和41度1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考Albers投影（正軸等積割圓錐投影）

阿伯斯投影（亞爾勃斯），也稱“雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等積圓錐投影”，是圓錐投影的一種，為阿伯斯（Albers）擬定。投影區(qū)域面積保持與實(shí)地相等這種投影最適合于東西方向分布的大陸板塊，而不適合南北方向分布的大陸板塊在處理顯示400萬(wàn)、100萬(wàn)數(shù)據(jù)全國(guó)數(shù)據(jù)時(shí)為了保持等面積特性，經(jīng)常采用Albers等面積割圓錐投影1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考Mercator投影（正軸等角圓柱投影）墨卡托投影為正軸等角圓柱投影，是由墨卡托于1569年專門為航海目的設(shè)計(jì)的。其設(shè)計(jì)思想是令一個(gè)與地軸方向一致的圓柱切于或割于地球，將球面上的經(jīng)緯網(wǎng)按等角條件投影于圓柱表面上，然后將圓柱面沿一條母線剪開展成平面，即得墨卡托投影。廣泛應(yīng)用于航海，航空的重要投影1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考投影坐標(biāo)系地圖投影是將地圖從球面（大地基準(zhǔn)面）轉(zhuǎn)換到平面的數(shù)學(xué)變換。由此確定的坐標(biāo)系一般稱為投影坐標(biāo)系投影坐標(biāo)系統(tǒng)是由大地基準(zhǔn)面和地圖投影兩組參數(shù)確定的平面坐標(biāo)系統(tǒng)如果有人說(shuō)：該點(diǎn)北京54坐標(biāo)值為X=4231898,Y=21655933，實(shí)際上指的是北京54基準(zhǔn)面下的投影坐標(biāo)，也就是北京54基準(zhǔn)面下的經(jīng)緯度坐標(biāo)在直角平面坐標(biāo)上的投影結(jié)果。欲正確確定投影坐標(biāo)系，首先必須弄清地球橢球體(Ellipsoid)、大地基準(zhǔn)面(Datum)及地圖投影(Projection)三者的基本概念及它們之間的關(guān)系1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考ArcGIS中投影坐標(biāo)系的定義ArcGIS中坐標(biāo)系定義由基準(zhǔn)面、投影兩部分參數(shù)組成名稱（Name）“Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_117E”對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)系（GCS）“GCS_Beijing_1954”,地圖投影（Projection）“Gauss_Kruger”投影參數(shù)False_Easting:500000.000000False_Northing:0.000000Central_Meridian:117.000000Scale_Factor:1.000000Latitude_Of_Origin:0.000000LinearUnit:Meter(1.000000)線性單位Meter(1.000000)北京541、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考ArcGIS中的投影坐標(biāo)系(高斯克呂格)Beijing19543DegreeGKCM102E

Beijing19543DegreeGKZone25

Beijing1954GKZone13

Beijing1954GKZone13N北京543度帶無(wú)帶號(hào)北京543度帶有帶號(hào)北京546度帶有帶號(hào)北京546度帶無(wú)帶號(hào)1、認(rèn)識(shí)坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考總結(jié)

2、認(rèn)識(shí)分辨率和容差2、認(rèn)識(shí)分辨率和容差一、ArcGIS空間參考分辨率分辨率表示要素類記錄地理要素的位置和形狀時(shí)所使用的詳細(xì)程度，是分隔要素坐標(biāo)中唯一x值和唯一y值的最小距離分辨率值的單位與相關(guān)坐標(biāo)系的單位相同，默認(rèn)X,Y分辨率值是0.001米，或者其等效值，如0.000000001度例如，如果空間參考具有0.01的x,y分辨率，則x坐標(biāo)1.22和1.23可以被存儲(chǔ)為兩個(gè)獨(dú)立的坐標(biāo)值，但x坐標(biāo)1.222和1.223都可以被存儲(chǔ)為1.222、認(rèn)識(shí)分辨率和容差一、ArcGIS空間參考容差容差值為坐標(biāo)之間的最小距離，x、y、z和m坐標(biāo)都具有。如果一個(gè)坐標(biāo)在另一個(gè)坐標(biāo)的容差值范圍內(nèi)，則會(huì)將二者視為同一位置默認(rèn)容差設(shè)定值為0.001米，或者為其等效值，是默認(rèn)分辨率值的10倍（推薦使用此設(shè)置）在拓?fù)潋?yàn)證、緩沖區(qū)生成、面疊加等聚類操作及一些編輯操作中使用例如，在下圖的同一個(gè)要素類中有兩個(gè)同等級(jí)的線要素。在拓?fù)潋?yàn)證過(guò)程中，如果一個(gè)折點(diǎn)V2位于另一個(gè)折點(diǎn)V1的x,y容差內(nèi)（反之亦然），則這兩個(gè)折點(diǎn)都會(huì)被移動(dòng)到一個(gè)新位置（例如，坐標(biāo)之間的加權(quán)平均距離）3、新建空間參考3、新建空間參考一、ArcGIS空間參考新建空間參考創(chuàng)建Shapefile文件、Geodatabase中的內(nèi)容3、新建空間參考一、ArcGIS空間參考新建坐標(biāo)系新建地理坐標(biāo)系新建投影坐標(biāo)系新建未知坐標(biāo)系4、查看和修改坐標(biāo)系4、查看和修改坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考數(shù)據(jù)框坐標(biāo)系信息查看數(shù)據(jù)框?qū)傩宰鴺?biāo)系修改查找選擇坐標(biāo)系4、查看和修改坐標(biāo)系一、ArcGIS空間參考圖層/數(shù)據(jù)坐標(biāo)系信息查看圖層屬性源數(shù)據(jù)屬性XY坐標(biāo)系修改Shapefile要素?cái)?shù)據(jù)集要素類柵格數(shù)據(jù)集柵格目錄不能修改鑲嵌數(shù)據(jù)集投影問(wèn)題處理策略021、未知坐標(biāo)系統(tǒng)1、未知坐標(biāo)系統(tǒng)二、投影問(wèn)題處理策略向ArcMap添加圖層時(shí)將收到此警告消息：以下添加的數(shù)據(jù)源缺少空間參考信息可以ArcMap中繪制，但不能投影！定義數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系很重要！否則帶來(lái)問(wèn)題：測(cè)量單位不知道地圖比例尺未知數(shù)據(jù)入庫(kù)有問(wèn)題…1、未知坐標(biāo)系統(tǒng)二、投影問(wèn)題處理策略向數(shù)據(jù)供應(yīng)方索取查找現(xiàn)有的頭文件，Metadata相同區(qū)域，與已知坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)對(duì)比源數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系未知1、未知坐標(biāo)系統(tǒng)二、投影問(wèn)題處理策略定義坐標(biāo)系坐標(biāo)系沒(méi)有定義清楚數(shù)據(jù)坐標(biāo)系數(shù)據(jù)坐標(biāo)值正確ArcCatalog數(shù)據(jù)屬性XY坐標(biāo)系選擇導(dǎo)入新建修改地理處理工具定義投影不會(huì)修改數(shù)據(jù)坐標(biāo)值！1、未知坐標(biāo)系統(tǒng)二、投影問(wèn)題處理策略校正到某一坐標(biāo)系坐標(biāo)系沒(méi)有定義不清楚數(shù)據(jù)坐標(biāo)系或數(shù)據(jù)坐標(biāo)值不正確空間校正使用目標(biāo)數(shù)據(jù)（投影正確）建立連接線選擇校正方法執(zhí)行校正定義坐標(biāo)系連接線2、坐標(biāo)系不一致2、坐標(biāo)系不一致二