地理坐標(biāo)系球面坐標(biāo)系用經(jīng)緯度表示地面點位的球面坐標(biāo)系。在大地測量學(xué)中，對于地理坐標(biāo)系統(tǒng)中的經(jīng)緯度有三種描述：①天文經(jīng)緯度（大地測量）②大地經(jīng)緯度（GIS中）③地心經(jīng)緯度（小比例尺制圖中<1:5000000）大地坐標(biāo)系:以參考橢球面為基準(zhǔn)面建立的坐標(biāo)系。參考橢球面一旦確定，則標(biāo)志著大地坐標(biāo)系已經(jīng)建立。空間上點的大地坐標(biāo)用大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H表示。常用的大地坐標(biāo)系:參心坐標(biāo)系1954北京坐標(biāo)系1980西安坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系2000國家坐標(biāo)系WGS84坐標(biāo)系1954北京坐標(biāo)系（簡稱北京54坐標(biāo)系）:我國解放后為了滿足測繪工作需求，從前蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標(biāo)系引用過來。特征：橢球體：克拉索夫斯基橢球大地原點：前蘇聯(lián)的普爾科沃大地點結(jié)果通過局部平差得到屬于參心大地坐標(biāo)系1980西安坐標(biāo)系（簡稱西安80坐標(biāo)系）:我國1978年在西安召開全國天文大地網(wǎng)平差會議，建立的新的國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)。特征：橢球體：

1975年國際測量大會推薦的IAG75橢球大地原點：陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)全國天文大地網(wǎng)整體平差屬于參心大地坐標(biāo)系2000國家坐標(biāo)系:為了更精確定位需要，有利于采用現(xiàn)代空間技術(shù)對坐標(biāo)系進行維護和快速更新，測定高精度大地控制點三維坐標(biāo)系，2008年7月起，全面啟用2000國家大地坐標(biāo)系。特征：地心坐標(biāo)系原點：地球質(zhì)量中心，包括海洋和大氣的整個地球質(zhì)量中心WGS84坐標(biāo)系:是美國研制的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS采用的就是WGS84坐標(biāo)系。特征：地心坐標(biāo)系原點：地球質(zhì)量中心常用的大地坐標(biāo)系:參心坐標(biāo)系1954北京坐標(biāo)系1980西安坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系2000國家坐標(biāo)系WGS84坐標(biāo)系ThankYOU!字符延長學(xué)院：測繪遙感信息學(xué)院主講人：常德娥地球橢球體一、地球的形狀二、地球橢球體字符延長目錄CONTENTS我們的地球是什么樣子？一、地球的形狀從宇宙中看地球：1972年12月7日，阿波羅17號的宇航員在距離地球29000公里的太空拍攝下了一張地球的全身照，bluemarble，蔚藍彈珠。一、地球的形狀從宇宙中看地球：在浩瀚宇宙之中，地球是一個表面光滑藍色美麗的正球體。一、地球的形狀實際上，地球不是一個正球體，而是一個極半徑略短、赤道半徑略長，北極略突出、南極略扁平，近于梨形的橢球體。一、地球的形狀地球的自然表面起伏不平、非常復(fù)雜，不規(guī)則。有高山、丘陵、平原和海洋，最高的珠穆朗瑪峰高出海平面約8846m，而最低的馬里亞納海溝低于海平面11022米。無法用數(shù)學(xué)模型進行表達？無法建立坐標(biāo)系統(tǒng)進行坐標(biāo)定位？模擬地球一、地球的形狀海平面：雖然地球表面起伏不平，但是這種高低起伏相對于地球半徑6371km來說還是很小的；再者海洋約占整個地球表面的71%，因此人們把海平面所包圍的地球形狀看作地球的形狀。二、地球橢球體水準(zhǔn)面：當(dāng)海洋靜止時，自由水面與該面上各點的重力方向（鉛垂線）成正交，這個面叫水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面：設(shè)想處于完全靜止的平均海水面向陸地和島嶼延伸所形成的閉合曲面。它所包圍的形體成為大地體。一級逼近——大地水準(zhǔn)面二、地球橢球體大地水準(zhǔn)面：相對唯一，不規(guī)則二、地球橢球體地球橢球體：在測量和制圖中就用旋轉(zhuǎn)橢球體來代替大地球體，這個旋轉(zhuǎn)橢球體通常稱為地球橢球體，簡稱橢球體。規(guī)則的數(shù)學(xué)表面，所以人們視其為地球體的數(shù)學(xué)表面，用于測量計算的基準(zhǔn)面。長半軸a短半軸b旋轉(zhuǎn)橢球面二級逼近——地球橢球體二、地球橢球體地球橢球體參數(shù)：長半軸a（赤道半徑）短半軸b（極半徑）橢球的扁率f二級逼近——地球橢球體

a-b

f=——

a

二、地球橢球體基準(zhǔn)面：大地水準(zhǔn)面與橢球體面的相對關(guān)系。即確定與局部地區(qū)大地水準(zhǔn)面擬合最好的一個地球橢球體。通過數(shù)學(xué)方法將地球橢球體擺到與大地水準(zhǔn)面最貼近的位置上，并求出兩者各點間的偏差。三級逼近—基準(zhǔn)面地球橢球體的定位與定向二、地球橢球體基準(zhǔn)面：地心基準(zhǔn)面（原點在質(zhì)心）WGS84GCS2000區(qū)域基準(zhǔn)面（原點固定）卡拉索夫斯基橢球原點在普爾科沃（北京54）IAG75橢球原點在西安附近（西安80）地球橢球體的定位與定向二、地球橢球體三級逼近—基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面：卡拉索夫斯基橢球（北京54）:長半軸a=6378245m，短半軸b=6356863m，扁率f=1/298.3IAG75橢球（西安80）:長半軸a=6378140m，短半軸b=6356755m，扁率f=1/298.25WGS-84:長半軸a=6378137m，短半軸b=6356753.314m，扁率f=1/298.25國家2000:a=6378137m，b=6356752.31414m，扁率f=1/298.257222101同一個地球，多個橢球體！二、地球橢球體ThankYOU!字符延長學(xué)院：測繪遙感信息學(xué)院主講人：常德娥地物的幾何特征地物的幾何特征是GIS中對現(xiàn)實世界的模型表達，是對現(xiàn)實世界地物實體的概況和抽象表達。抽象的程度因研究區(qū)的大小、規(guī)模不同而有所不同；如在一張小比例尺的全國地圖中，廣州市被抽象為一個點，抽象程度很大。而在較大的比例尺的廣州市地圖上，則廣州市的行政區(qū)劃、道路、水體等被詳盡地表示了出來。在地理空間世界中，被抽象的地理現(xiàn)象都有一個自然的維度，即零維、一維、二維、三維，這取決于它們被抽象成點、線、面、體四種要素，分別用點狀、線狀、面狀和體狀符號來表示。維度空間實體地理現(xiàn)象零維點城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村居民地、交通樞紐、車站、學(xué)?！痪S線河流、海岸、鐵路、公路、地下管網(wǎng)、行政邊界等二維面土壤、耕地、森林、草原、沙漠、行政邊界等三維體云、水體、礦體、地鐵站、高層建筑等點點是有特定的位置，無寬度和長度，抽象的點。用點符號來表示要素的質(zhì)量和數(shù)量特征；將點狀符號定位于事物所在的相應(yīng)位置上，通常用點符號的形狀和顏色表示質(zhì)量特征；用點符號的大小表示數(shù)量特征。線地面上呈線狀或帶狀的事物如：河流、交通線、境界線等。有長度，但無寬度和高度。有單線、雙線、網(wǎng)狀之分。面具有長和寬的目標(biāo)；通常用來表示自然或人工的封閉多邊形。有面積和周長；具有大范圍連續(xù)分布的特征；有些有確切的邊界：如建筑物、水塘等；有些在實地上沒有明顯的邊界，如土壤類型。在小比例尺下也可能用點狀符號來表示。注意是獨立的還是與其他地物相鄰。體用于描述三維空間中的現(xiàn)象與物體，具有長度、寬度和高度等屬性。有體積；有表面積。地物的幾何特征是GIS中對現(xiàn)實世界的模型表達，是對現(xiàn)實世界地物實體的概況和抽象表達。點線面體ThankYOU!字符延長學(xué)院：測繪遙感信息學(xué)院主講人：常德娥地物幾何特征的表示方法矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)地物的幾何特征點線面體其表達方法主要有：矢量表達法和柵格表達法，又稱為矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)：矢量數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)空間實體的形狀特征。矢量數(shù)據(jù)的特征定位明顯、屬性隱含形象直觀道路的矢量表達法矢量數(shù)據(jù)的特征特別適合于模擬離散（非連續(xù)變化）的空間數(shù)據(jù)土地利用的矢量表達法矢量數(shù)據(jù)的特征精度高數(shù)據(jù)精度與點的數(shù)量與質(zhì)量有關(guān)土地利用的矢量表達法柵格數(shù)據(jù)主要描述空間實體的級別分布特征及其位置。像元陣列，每個像元的行列號確定位置，用像元值表示空間對象的類型、等級等特征；每個柵格單元只能存在一個值；位置很容易隱含；像元值代表實體的屬性或?qū)傩缘木幋a。點線面點：為一個像元線：在一定方向上連接成串的相鄰像元集合。面：聚集在一起的相鄰像元集合。柵格數(shù)據(jù)像元值代表實體的屬性或?qū)傩缘木幋a。柵格數(shù)據(jù)的特征屬性明顯，定位隱含柵格數(shù)據(jù)的精度與分辨率有關(guān)柵格數(shù)據(jù)的分辨率對數(shù)據(jù)精度的其他影響位置的移動形狀的畸變屬性的偏差位置移動形狀的畸變屬性偏差柵格數(shù)據(jù)的獲取1、通過遙感影像數(shù)據(jù)獲取攝像機拍攝柵格數(shù)據(jù)的獲取2、利用掃描儀、攝像機獲取掃描儀掃描規(guī)則點采樣?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的獲取3、規(guī)則點采樣、不規(guī)則點采樣及插值不規(guī)則點采樣及插值柵格數(shù)據(jù)的獲取4、間接轉(zhuǎn)換方式矢量轉(zhuǎn)柵格矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)ThankYOU!字符延長學(xué)院：測繪遙感信息學(xué)院主講人：常德娥地物間的相對關(guān)系地物間的相對關(guān)系也稱為空間關(guān)系，是指空間數(shù)據(jù)的位置關(guān)系，包括拓?fù)淇臻g關(guān)系，順序空間關(guān)系和度量空間關(guān)系。由于拓?fù)淇臻g關(guān)系對GIS查詢和分析具有重要意義，在GIS中，空間關(guān)系一般指拓?fù)淇臻g關(guān)系，亦稱拓?fù)潢P(guān)系。地理對象的拓?fù)潢P(guān)系，主要有以下三種：相鄰:是指對象之間是否在某一邊界重合，例如行政區(qū)劃圖中的省、縣數(shù)據(jù)。重合:是指確認(rèn)對象之間是否在某一局部互相覆蓋，如巴士線路和道路之間的關(guān)系。連通:連通關(guān)系可以確認(rèn)通達度、獲得路徑等。建立拓?fù)涞囊饬x數(shù)據(jù)是GIS的核心，GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量對于評定GIS的算法、減少GIS設(shè)計不開發(fā)的盲目性，GIS系統(tǒng)的無縫的統(tǒng)計查詢、空間分析都具有重要的意義。而在現(xiàn)實生活中，由于數(shù)據(jù)源的多源性、數(shù)據(jù)格式多樣性、數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)的不一致性等原因都造成數(shù)據(jù)的質(zhì)量無法滿足現(xiàn)實的需要。例如GIS在國土應(yīng)用當(dāng)中，最常見的是獲得一個宗地（面狀要素）所包絡(luò)的界址線（線狀要素），界址點（點狀要素），如果數(shù)據(jù)質(zhì)量不嚴(yán)格就不能獲得正確的結(jié)果。那么就需要進行數(shù)據(jù)檢查，拓?fù)錂z查無疑是最有效、最快捷的、最簡便的一種檢查方式。建立拓?fù)涞囊饬x以ArcGIS拓?fù)錇槔?，在?shù)據(jù)集當(dāng)中建立適當(dāng)?shù)耐負(fù)湟?guī)則（mustbecoveredbyboundaryof點必須在多邊形的邊界上，線被多邊形邊界重疊），進行拓?fù)錂z查，就能標(biāo)記出有悖于該拓?fù)湟?guī)則的拓?fù)溴e誤，便于用戶修改，進而達到標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。拓?fù)渥罨镜挠猛臼牵罕ＷC數(shù)據(jù)質(zhì)量、提高空間查詢統(tǒng)計分析的正確性和效率，進而為相關(guān)行業(yè)提供真實有效的指導(dǎo)，同時也使地理數(shù)據(jù)庫能夠更真實地反映地理要素。拓?fù)錂z查入庫前的拓?fù)錂z查作用：保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量（防患于未然），規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化，本地文件的檢查效率高。適合于國家級庫建設(shè)、省級庫建設(shè)，大數(shù)據(jù)量。入庫后的拓?fù)錂z查作用：對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量進行實時檢查，提高了編輯數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。適合于縣級及以下庫建設(shè)，特別是數(shù)據(jù)編輯、空間分析等功能使用頻繁ThankYOU!字符延長學(xué)院：測繪遙感信息學(xué)院主講人：常德娥投影坐標(biāo)系投影坐標(biāo)系（平面直角坐標(biāo)系）:將地理坐標(biāo)按照一定規(guī)則投影到平面形成的

坐標(biāo)系。常用的投影：蘭伯特投影（小比例尺：1:100萬）高斯-克呂格投影（中大比例尺：≥1:50萬）UTM投影（WGS84）一、高斯-克呂格投影二、UTM投影字符延長目錄高斯投影坐標(biāo)系（等角橫切橢圓柱投影）:我國大于50萬的地圖都采用高斯—克呂格投影。NSO赤道高斯投影坐標(biāo)系（等角橫切橢圓柱投影）:特點：除中央經(jīng)線和赤道為直線外，其他經(jīng)線均為對稱于中央經(jīng)線的曲線；沒有角度變形，在長度和面積上變形也很?。恢醒虢?jīng)線無變形，自中央經(jīng)線向投影帶邊緣，變形逐漸增加，變形最大處在投影帶內(nèi)赤道的兩端。高斯投影坐標(biāo)系（等角橫切橢圓柱投影）:中央經(jīng)線無變形—通過分帶控制變形小比例尺采用6°分帶法（1:2.5萬~1:50）大比例尺采用3°分帶法（≥1:1萬）高斯投影坐標(biāo)系（等角橫切橢圓柱投影）:西偏：我國位于北半球，x全部大于0；Y坐標(biāo)在中央經(jīng)線以西為負(fù)值，運用起來很不方便。為了保證Y值為正值，將各帶的坐標(biāo)縱軸西移500公里，即將所有Y值都加500公里。高斯投影坐標(biāo)系（等角橫軸切橢圓柱投影）:橫坐標(biāo)前加帶號：由于采用了分帶方法，各帶的投影完全相同，某一坐標(biāo)值（x，y），在每一投影帶中均有一個，在全球則有60個同樣的坐標(biāo)值，不能確切表示該點的位置。因此，在Y值前，需冠以帶號。UTM投影坐標(biāo)系（等角橫軸割橢圓柱投影）:橢圓柱割地球于南緯80度、北緯84度兩條等高圈，投影后兩條相割的經(jīng)線上沒有變形，而中央經(jīng)線上長度比0.9996。UTM投影分帶方法與高斯-克呂格投影相似，是自西經(jīng)180°起每隔經(jīng)差6度自西向東分帶，將地球劃分為60個投影帶。我國的衛(wèi)星影像資料常采用UTM投影。UTM投影坐標(biāo)系（等角橫軸割橢