目录

  • 1 项目一 地理信息系统概述
    • 1.1 任务一 地理信息系统概述
    • 1.2 任务二 地理信息系统的组成
    • 1.3 任务三 地理信息系统的功能
    • 1.4 任务四 地理信息系统数据源
    • 1.5 任务五 栅格数据结构
  • 2 项目二 ArcGIS软件概述
    • 2.1 任务一 ArcGIS的理念
    • 2.2 任务二 ArcGIS桌面版组成
    • 2.3 任务三 ArcGIS软件安装
  • 3 项目三 ArcMap和ArcCatalog基础
    • 3.1 任务一 ArcMap基础
    • 3.2 任务二 ArcCatalog基础
    • 3.3 任务三 属性连接和空间连接
  • 4 项目四 栅格地图的地理配准
    • 4.1 任务一 基于公里格网的栅格地理配准
    • 4.2 任务二 基于参考图层的栅格地理配准
  • 5 项目五 空间数据组织和管理
    • 5.1 任务一  shapefile文件的管理
    • 5.2 任务二 地理数据库
  • 6 项目六 编辑数据
    • 6.1 任务一 创建新图形
    • 6.2 任务二 编辑已有图形
    • 6.3 任务三 属性编辑和录入
  • 7 项目七 拓扑的创建及处理
    • 7.1 任务一 地图拓扑
    • 7.2 任务二 地理数据库拓扑
  • 8 项目八 空间校正
    • 8.1 任务一 变换数据
    • 8.2 任务二 边缘匹配
  • 9 项目九 空间数据处理
    • 9.1 任务一 转换数据
    • 9.2 任务二 数据镶嵌
    • 9.3 任务三 空间数据提取
    • 9.4 任务四 空间数据格式转换
    • 9.5 任务五 空间数据投影变换
  • 10 项目十 空间数据可视化
    • 10.1 项目一 图层符号化
    • 10.2 项目二 地图中的文字
    • 10.3 项目三 地图的页面版面和地图要素的设计设计
    • 10.4 项目四 地图输出
  • 11 项目十一 空间数据探查
    • 11.1 任务一 空间查询
    • 11.2 任务二 属性查询
任务五 空间数据投影变换

(一)大地坐标系(地理坐标系)

大地坐标系指的是大地测量中以参考椭球面(不准确)为基准面建立起来的坐标系。

一定的参考椭球和一定的大地原点上的大地起算数据,确定了一定的坐标系。通常用参考椭球参数和大地原点上的起算数据作为一个参心大地坐标系建成的标志。

大地坐标(地理坐标):将某点投影到椭球面上的位置用大地经度L和大地纬度B表示,( B , L)统称为大地坐标。所谓某点的大地经度L ,就是通过该点的子午面与起始子午面的夹角;大地纬度B就是该点的椭球面法线与赤道面的交角;大地高H:某点沿投影方向到基准面(参考椭球面)的距离。在大地坐标系中,某点的位置用(B , L,H)来表示。

(二)投影坐标系

1、什么是投影坐标系统

地图投影是将地图从球面(大地基准面)转换到平面的数学变换。由此确定的坐标系一般称为投影坐标系。
投影坐标系统是由大地基准面和地图投影两组参数确定的平面坐标系统,是基于地图投影而建立的。
投影坐标系统:在球面坐标上进行测量非常困难,所以地理数据通常都要投影到平面坐标上。投影坐标系统是定义在一个二维平面的坐标系统,与地理坐标系统不同的是,投影坐标系统在二维平面上有着恒定的长度、角度和面积,投影坐标系统总是基于地理坐标系统,而地理坐标系统又是基于球体或椭球体。在投影坐标系统中:以网格中心为原点,使用x,y坐标来定位,每个位置用两个值确定(水平方向和垂直方向)。

2、高斯-克吕格投影平面直角坐标系

为了建立各种比例尺地形图的控制及工程测量控制,一般应将椭球面上各点的大地坐标按照一定的规律投影到平面上,并以相应的平面直角坐标表示。

目前各国常采用的是高斯投影和UTM投影,这两种投影具有下列特点:

 

高斯投影

高斯投影分带

 

(1)椭球面上任意一个角度,投影到平面上都保持不变,长度投影后会发生变形,但变形比为一个常数。

(2)中央子午线投影为纵轴,并且是投影点的对称轴,中央子午线投影后无变形,但其它长度均产生变形,且越离中央子午线越远,变形愈大。

(3)高斯平面直角坐标系的坐标轴与笛卡儿直角坐标系坐标轴相反,一般将y值加上500公里,在y值前冠以带号。

 (三)坐标变换

坐标变换分为在不同椭球之间的转换(不严密)和在相同椭球之间的转换(严密)。

1、空间直角坐标系之间的变换

不同椭球之间的转换又分为不同空间直角坐标系的换算和不同大地坐标系的换算。

在测量中,经常会遇到既有旋转又有平移的两个空间直角坐标系的坐标换算,这里存在着三个平移参数和三个旋转参数,再顾及到两个坐标系之间尺度的不尽一致,从而还有一个尺度变化参数(通常情况下在(OX,OY,OZ)三个方向有相同的缩放因子,因此可以只设只有一个尺度变化参数),共计有7个参数,相应的坐标转换公式即为:

式中,、和为三个平移参数, 、和为三个旋转参数,为尺度变化参数。

上式即为测量中两个不同空间直角坐标系之间的转换模型,在实际中,为了求得这7个转换参数,在两个坐标系之间需要至少有3个已知坐标的重合的公共点,列9个方程。

2、大地坐标与投影坐标之间的转换

假设将大地坐标转换为高斯平面坐标,按照高斯投影正算公式进行。

 高斯投影正算公式: