国土空间规划明确要求“统一采用2000国家大地坐标系”和“1985年国家高程基准”作为空间定位基础,可是很多时候我们拿到的数据坐标并不是“2000国家大地坐标系”,需要进行坐标转换,这可就犯了难?
其实不只是国土空间规划,其他需要应用ArcGIS的行业同理——坐标系统是GIS数据重要的数学基础,用于表示地理要素、图像和观测结果的参照系统,坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离,缺少坐标系统的GIS数据是不完善的。
Part 1:ArcGIS中的坐标系统ArcGIS中预定义了两套坐标系统,地理坐标系(Geographic coordinate system)和投影坐标系(Projectedcoordinate system)。
地理坐标系地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS中的重要参数包括角度测量单位、本初子午线和基准面(基于旋转椭球体)。
地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位,经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。球面系统中的水平线是等纬度线或纬线,垂直线是等经度线或经线。这些线包络着地球,构成了一个称为经纬网的格网化网络。
那么问题来了,经纬度是啥呢?
- GCS中经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒 (DMS) 为单位进行测量。
- 纬度值相对于赤道进行测量,其范围是 -90°(南极点)到 90°(北极点)。
- 经度值相对于本初子午线进行测量。其范围是 -180°(向西行进时)到180°(向东行进时)。
常用的坐标系都有哪些?
ArcGIS中,中国常用的坐标系统为GCS_Beijing_1954(Krasovsky_1940)、GCS_Xian_1980(IAG_75)、GCS_WGS_1984(WGS_1984)、GCS_CN_2000(CN_2000)
投影坐标系投影坐标系是个啥?将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。投影坐标系的实质是平面坐标系统,地图单位通常为米。投影坐标系在二维平面中进行定义。与地理坐标系不同,在二维空间范围内,投影坐标系的长度、角度和面积恒定。投影坐标系始终基于地理坐标系,即:“投影坐标系=地理坐标系 投影算法函数“。
我们国家的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影,分为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(prime meridian)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,中国跨13-23带;3度分带是从东经1度30分经线(1.5°)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,中国跨25-45带。
ArcGIS中的投影坐标系:在CoordinateSystems\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:
注释:GK 是高斯克吕格,CM 是CentralMeridian 中央子午线,Zone是分带号,N是表示不显示带号。
- Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK CM 117E北京54(西安1980) 3度带无带号
- Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK Zone 25北京54 (西安1980) 3度带有带号
- Beijing 1954 (Xian 1980) GK Zone 13北京54 (西安1980) 6度带有带号
- Beijing 1954 GK Zone 13N / Xian 1980 GK CM 75E北京54 (西安1980) 6度带无带号
ArcGIS中所有地理数据集均需要用于显示、测量和转换地理数据的坐标系,该坐标系在 ArcGIS 中使用。如果某一数据集的坐标系未知或不正确,可以使用定义坐标系统的工具来指定正确的坐标系,使用此工具前,必须已获知该数据集的正确坐标系。
该工具为包含未定义或未知坐标系的要素类或数据集定义坐标系,位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations—Define Projections