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地理坐标系和投影坐标系的区别
坐标是GIS数据的骨骼框架,能够将我们的数据定位到相应的位置,为地图中的每一点提供准确的坐标。ArcGIS自带了多种坐标系统,在${ArcGISHome}\Coordinate Systems\目录下可以看到三个文件夹,分别是Geographic Coordinate SystemsProjected Coordinate Systems,中文翻译为地理坐标系、投影坐标系。

关于地理坐标系和投影坐标系的区别,简而言之,投影坐标系=地理坐标系+投影过程。

1.Geographic Coordinate Systems

      Geographic Coordinate Systems目录中,我们可以看到已定义的许多坐标系信息,典型的如Geographic Coordinate Systems\World目录下的WGS 1984.prj,里面所定义的坐标参数(用txt打开):


GEOGCS["GCS_WGS_1984",DATUM["D_WGS_1984",SPHEROID

["WGS_1984",6378137,298.257223563]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT["Degree",0.017453292519943295]] ,里面描述了地理坐标系的名称、大地基准面、椭球体、起始坐标参考点、单位等。

2. Projected Coordinate Systems



Projected Coordinate Systems目录中同样存在许多已定义的投影坐标系,我国大部分地图所采用的北京54和西安80坐标系的投影文件就在其中,它们均使用高斯-克吕格投影,前者使用克拉索夫斯基椭球体,后者使用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体。



3.关于北京54和西安80是我们使用最多的坐标系

    先简单介绍高斯-克吕格投影的基本知识,了解就直接跳过,我国大中比例尺地图均采用高斯-克吕格投影,其通常是按6度和3度分带投影,1:2.5万-1:50万比例尺地形图采用经差6度分带,1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。具体分带法是:6度分带从本初子午线开始,按经差6度为一个投影带自西向东划分,全球共分60个投影带,带号分别为1603度投影带是从东经130秒经线开始,按经差3度为一个投影带自西向东划分,全球共分120个投影带。为了便于地形图的测量作业,在高斯-克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统,具体方法是,规定中央经线为X轴,赤道为Y轴,中央经线与赤道交点为坐标原点,x值在北半球为正,南半球为负,y值在中央经线以东为正,中央经线以西为负。由于我国疆域均在北半球,x值均为正值,为了避免y值出现负值,规定各投影带的坐标纵轴均西移500km,中央经线上原横坐标值由0变为500km。为了方便带间点位的区分,可以在每个点位横坐标y值的百千米位数前加上所在带号,如20带内A点的坐标可以表示为YA=20 745 921.8m

    Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目录中,我们可以看到四种不同的命名方式:


Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj


Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25.prj


Beijing 1954 GK Zone 13.prj


Beijing 1954 GK Zone 13N.prj

    对它们的说明分别如下:

    三度分带法的北京54坐标系,中央经线在东75度的分带坐标,横坐标前不加带号

    三度分带法的北京54坐标系,中央经线在东75度的分带坐标,横坐标前加带号

    六度分带法的北京54坐标系,分带号为13,横坐标前加带号

    六度分带法的北京54坐标系,分带号为13,横坐标前不加带号

    Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Xian 1980目录中,文件命名方式又有所变化:


Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj


Xian 1980 3 Degree GK Zone 25.prj


Xian 1980 GK CM 75E.prj


Xian 1980 GK Zone 13.prj

    西安80坐标文件的命名方式、含义和北京54前两个坐标相同.




需要注意的是,大家经常希望能够通过坐标转换,将北京54或西安80中的地理坐标系转换到WGS84,实际上这样做是不准确的,北京54或西安80的投影坐标可以通过计算转换到其对应的地理坐标系,但由于我国北京54和西安80中的地理坐标系到WGS84的转换参数没有公开,因此无法完成其到WGS84坐标的精准计算。其他公开了转换参数的坐标系都可以在ArcToolbox中完成转换。
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