1、坐標系和投影基礎(chǔ),Page 2,本章內(nèi)容,建表點、線、面、注記和編輯 坐標系統(tǒng)介紹 坐標變換和數(shù)據(jù)換帶 常見問題和應(yīng)用,Page 3,一、建表點、線、面、注記和編輯,建表點、線、面、注記和編輯 在arccatalog中右鍵操作,右鍵操作,Page 4,字段類型說明,短整數(shù)值只能介于 -32,768 到 32,767 之間 長整型（介于 -2147483648 和 2147483647 字符串長度2147483647，對于shp最大是254 單精度浮點數(shù)（浮點型）約為 -3.4E38 到 1.2E384特定數(shù)值范圍內(nèi)包含小數(shù)值的數(shù)值 雙精度浮點數(shù)（雙精度型）約為 -2.2E308 到 1.8E3

2、088,Page 5,二、坐標系統(tǒng)介紹,1.ArcGIS的坐標，投影文件的含義 一、ArcGIS中坐標系統(tǒng)兩種:地理空間坐標系與投影坐標系（平面直角坐標 ） 地理空間坐標系（Geographic coordinate system ），使用基于經(jīng)緯度坐標描述地球上某一點所處的位置。某一個地理坐標系是基于一個基準面來定義的?；鶞拭媸抢锰囟E球體對特定地區(qū)地球表面的逼近，因此每個國家或地區(qū)均有各自的基準面；也稱球面坐標 。如WGS 1984（GPS點），Xian 1980.prj Beijing 1954.prj。,Page 6,ArcGIS的坐標，投影文件的含義,投影坐標系統(tǒng) （Project

3、ion coordinate system）使用基于X,Y值的坐標系統(tǒng)來描述地球上某個點所處的位置。這個坐標系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對應(yīng)于某個地理坐標系。平面坐標系統(tǒng)地圖單位通常為米 ，也稱非地球投影坐標系統(tǒng) （not earth），或者是平面直角坐標。 投影坐標系由以下兩項參數(shù)確定: 地理坐標系（由基準面確定，比如:北京54、西安80、WGS84） 投影方法（比如高斯克呂格、Lambert投影） 坐標是GIS數(shù)據(jù)的骨骼框架，能夠?qū)⑽覀兊臄?shù)據(jù)定位到相應(yīng)的位置，為地圖中的每一點提供準確的坐標，對地理坐標系坐標0360,Page 7,投影方法介紹,1、蘭伯特等角園錐投影 用于小比例尺的

4、地圖投影如1:50 萬，1：100萬 經(jīng)線為輻射直線，緯線為同心圓圓弧。指定兩條標準緯度線Q1，Q2，在這兩條緯度線上沒有長度變形,即M=N=1。此種投影也叫等角割圓錐投影， 2、高斯克呂格投影（等角橫切橢圓柱投影） 用于如1/10萬，1/5 萬、1/萬等比例尺 高斯一克呂格投影（后，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。高斯-克呂格投影沒有角度變形，在長度和面積上變形也很小，中央經(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。,Page 8,UTM,UTM投影全稱為“通用橫軸墨卡托投影”，是等角橫軸割圓柱投影（高斯-克呂格為等角橫軸切圓

5、柱投影），圓柱割地球于南緯80度、北緯84度兩條等高圈，該投影將地球劃分為60個投影帶，每帶經(jīng)差為6度，已被許多國家作為地形圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。UTM投影與高斯投影的主要區(qū)別在南北格網(wǎng)線的比例系數(shù)上，高斯- 克呂格投影的中央經(jīng)線投影后保持長度不變，即比例系數(shù)為1，而UTM投影的比例系數(shù)為0.9996。UTM投影沿每一條南北格網(wǎng)線比例系數(shù)為常數(shù)，在東西方向則為變數(shù)，中心格網(wǎng)線的比例系數(shù)為0.9996，在南北縱行最寬部分的邊緣上距離中心點大約 363公里，比例系數(shù)為 1.00158。高斯-克呂格投影與UTM投影可近似采用 Xutm=0.9996 * X高斯，Yutm=0.9996 * Y高斯進行坐標轉(zhuǎn)換

6、。,Page 9,2.2、北京54坐標系、西安80坐標系、WGS84的區(qū)別,北京54坐標系與西安80坐標系都是以Gauss_Kruger為基礎(chǔ)，經(jīng)局部平差后產(chǎn)生的坐標系 北京54坐標系:1954建立原點不在北京而是在前蘇聯(lián)的普爾科沃 西安80坐標系:也稱國家大地坐標系， 1980年，原點在西安附近 GPS系統(tǒng)所采用的是1984年世界大地坐標系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)。WGS-84坐標系是美國國防部研制確定的大地坐標系。原點是地球的質(zhì)心，以經(jīng)緯度為單位存儲,Page 10,2.2、北京54坐標系、西安80坐標系、WGS84的區(qū)別,北京54:長半軸a=6

7、378245m:短半軸b=6356863m 扁率 f=1/298.3 西安80:長半軸a=6378140m;短半軸b=6356755m 扁率f=1/298.25 WGS-84:長半軸a=6378137m;短半軸b=6356753.314 m 扁率f=1/298.25 是經(jīng)緯度坐標系統(tǒng) 注:扁率:f=（a-b）/a 由于長、短半軸不一樣，西安80坐標系與北京54坐標系轉(zhuǎn)換是不嚴密不存在統(tǒng)一的公式 地球上同一點，各個坐標系的經(jīng)緯度是不一樣的 WGS84一般是經(jīng)緯度坐標系,Page 11,長半軸和短半軸,Page 12,2.3、3度，6度分帶含（中級）,分度方法:有3度和6度分帶法 6分帶法:從格林

8、威治零度經(jīng)線起，每6分為一個投影帶，全球共分為60個投影帶，東半球從東經(jīng)0-6為第一帶，中央經(jīng)線為3，9，15 ，依此類推，投影帶號為1-30。其投影帶號n和中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式為:L0=(6n-3)；西半球投影帶從180回算到0，編號為31-60，投影代號n和中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式L0=360-(6n-3)。,Page 13,模型,Page 14,2.3、3度，6度分帶含義,3 分帶法:從東經(jīng)130起，每3為一帶，將全球劃分為120個投影帶，東經(jīng)130-430，.17830-西經(jīng)17830，.130-東經(jīng)130。 東半球有60個投影帶，編號1-60，各帶中央經(jīng)線計算公式:L0=3n

9、 ,中央經(jīng)線為3、6.180。 西半球有60個投影帶，編號1-60，各帶中央經(jīng)線計算公式:L0=360-3n ,中央經(jīng)線為西經(jīng)177、.3、0,Page 15,帶號和中央經(jīng)線的計算公式,1、3度帶 中央經(jīng)線 L0=3*n 帶號n:=L0/3 2、6度帶 中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式為:L0=(6n-3) 帶號n:=(L0+3)/6 總之：中央經(jīng)線和帶號只和經(jīng)線有關(guān)，與緯度緯度，經(jīng)度在地球上表現(xiàn)為東西方向。,Page 16,由經(jīng)線(X)反算最近帶號,1、3度帶 以中央經(jīng)線正負2.5度 N = Int（(X + 2.50) / 3) 2、6度帶 是以中央經(jīng)線正負3度 N = Int(X/6) +1,

10、Page 17,中國經(jīng)緯度范圍,中國經(jīng)緯度范圍 最東端 東經(jīng)135度2分30秒 黑龍江和烏蘇里江交匯處 最西端 東經(jīng)73度40分 帕米爾高原烏茲別里山口（烏恰縣） 最南端 北緯3度52分 南沙群島曾母暗沙 最北端 北緯53度33分 漠河以北黑龍江主航道（漠河縣）2日本朝鮮韓國 經(jīng)度為73 135，3度為25帶-45帶， 6度帶 13（對應(yīng)中央經(jīng)線為75度）-23（對應(yīng)中央經(jīng)線為135度） 緯度為3度-53度,Page 18,分帶范圍,對應(yīng)的excel在：2分帶范圍.xls,Page 19,3度分帶、6度分帶對應(yīng)平面XY規(guī)定,在GIS系統(tǒng)中如北京54，西安80，采用6度或3度分帶的高斯-克呂格投

11、影。每一個分帶構(gòu)成一個獨立的平面直角坐標網(wǎng)，投影帶中央經(jīng)線投影后的直線為X軸(縱軸，緯度方向)，赤道投影后為Y軸(橫軸，經(jīng)度方向)，為了防止經(jīng)度方向的坐標出現(xiàn)負值，規(guī)定每帶的中央經(jīng)線加500公里（向東平移500公里），由于高斯-克呂格投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值，所以各帶的坐標完全相同，因此規(guī)定在橫軸坐標前加上帶號，如(37318980,2165593)其中37即為帶號，同樣所定義的偏移值也需要加上帶號，如37帶的偏移值為37500000米。,Page 20,平面坐標范圍，以標準分幅為例,平面坐標:坐標X，Y（在ArcGIS中），X在前，Y在后, X坐標不加帶號，是六位，加

12、帶號是八位, Y是七位（緯度大于10）,Page 21,問題,什么時候采用地理坐標，什么時候采用投影坐標？ 投影坐標采用3度帶，6度帶？,Page 22,2.4 ArcGIS坐標系統(tǒng)文件說明-北京54,在 坐標系Projected Coordinate SystemsGauss KrugerBeijing 1954 目錄中，我們可以看到四種不同的命名方式: Beijing 1954 Degree GK CM 102E.prj Beijing 1954 Degree GK Zone 34.prj Beijing 1954 GK Zone 11.prj Beijing 1954 GK Zone 1

13、6N.prj 說明如下: 3度分帶法的北京54坐標系，中央經(jīng)線在東102度的分帶坐標，橫坐標前不帶加號 3度分帶法的北京54坐標系，34分帶，中央經(jīng)線在東102度的分帶坐標，橫坐標前加帶號，分帶確定，中央經(jīng)線就確定 16 6度分帶法的北京54坐標系，分帶號為16，橫坐標前加帶號 16N6度分帶法的北京54坐標系，分帶號為16，橫坐標前不加帶號 記憶方式:3度分帶，前有3.,Page 23,2.4 ArcGIS坐標系統(tǒng)文件說明-西安80,在 Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsGauss Krugerxian 1980 目錄中，我們可以看到

14、四種不同的命名方式: Xian 1980 3 Degree GK CM 102E.prj Xian 1980 3 Degree GK Zone 34.prj Xian 1980 GK CM 117E.prj Xian 1980 GK Zone 13.prj 3度分帶法的西安80坐標系，中央經(jīng)線在東102度的分帶坐標，橫坐標前不帶加號 3度分帶法的西安80坐標系，34分帶，中央經(jīng)線在東102度的分帶坐標，橫坐標前加帶號 117E 6度分帶法的西安80坐標系，分帶號為20，中央經(jīng)線117，橫坐標前不加帶號 17 度分帶法的西安80坐標系，分帶號為17，中央經(jīng)線99 ，橫坐標前加帶號 記憶方式:3度

15、分帶，前有3，,Page 24,UTM,UTM投影自西經(jīng)180起每隔經(jīng)差6度自西向東分帶，第1帶的中央經(jīng)度為-177，因此高斯-克呂格投影的第1帶是UTM的第31帶。此外，兩投影的東偽偏移都是500公里，高斯-克呂格投影北偽偏移為零，UTM北半球投影北偽偏移為零，南半球則為10000公里 中央經(jīng)線L=6*(n-30)-3,Page 25,2.5 定義坐標系,有三種方法 1、ArcCatalog右鍵屬性（properties）中xy coord，select是自己選擇一個坐標系統(tǒng)，import是按另一個文件設(shè)置本文件 2、ArcToolbox-定義投影 3、批量定義坐標系統(tǒng) 右鍵,數(shù)據(jù)為自己新建

16、表,Page 26,地理坐標系:GCS_WGS_1984，GCS_Xian_1980 GCS_Beijing_1954 都是以GCS開頭 投影坐標系: 和坐標系的文件一致，詳細部分， detail有向東偏移量，500公里，是不加帶號，大于500公里，前兩位為帶號,2.6查看已有的坐標系統(tǒng),數(shù)據(jù)自己可以定義時觀察，也可以看目前2下的數(shù)據(jù),Page 27,打開坐標定義錯誤1，坐標定義錯誤2,在arcmap中加載地圖，出現(xiàn)右圖的錯誤，如何解決？,數(shù)據(jù)用1坐標定義錯誤1.shp,錯誤1解決方法.exe 坐標定義錯誤3.shp 錯誤2解決方法.exe,Page 28,三、坐標變換和數(shù)據(jù)換帶（高級）,坐標

17、變換分地理變換和投影變換 地理變換:一種在地理坐標系（基準面）間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的方法，當將矢量數(shù)據(jù)從一個坐標系統(tǒng)變換到另一個坐標系統(tǒng)下時，如果矢量數(shù)據(jù)的變換涉及基準面的改變時，需要通過地理變換來實現(xiàn)地理變換或基準面平移。 投影變換:當系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)是來自不同地圖投影的圖幅時，需要將一種投影的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成另一種投影的地理數(shù)據(jù)，這就需要進行地圖投影變換。,Page 29,3.1、坐標變換,基于同一基準面，如北京54，地理坐標和平面坐標，可以有固定公式轉(zhuǎn)換，ArcGIS可以直接轉(zhuǎn)換，誤差可以達到0.1mm， 實現(xiàn)北京54經(jīng)緯度，和北京54平面（xy）之間轉(zhuǎn)換 實現(xiàn)西安80經(jīng)緯度，和西安80平面（xy）

18、之間轉(zhuǎn)換 工具的位置:Data mangement tools下 projections and transformations-feature- project Project可以用于數(shù)據(jù)換帶,數(shù)據(jù)使用:2coord93.gdb下數(shù)據(jù),Page 30,3.2、不同基準面坐標的轉(zhuǎn)換,主要是:三參數(shù)和七參數(shù)法。 個別4參數(shù),三參數(shù)轉(zhuǎn)換含義 X平移，Y平移，Z平移 （如果區(qū)域范圍不大，最遠點間的距離不大于30Km（經(jīng)驗值） 四參數(shù)轉(zhuǎn)換含義,見右圖- 七參數(shù)轉(zhuǎn)換含義 3個平移因子（X平移，Y平移，Z平移），3個旋轉(zhuǎn)因子（X旋轉(zhuǎn)，Y旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn)），一個比例因子（也叫尺度變化K）。,Page 31,3.

19、3、ArcGIS中投影變換,Page 32,如何計算三參數(shù)和七參數(shù),已知幾個原始點坐標，和轉(zhuǎn)換后幾個點坐標，如何計算三參數(shù)和七參數(shù)，使用如下工具:1三和七參數(shù)計算坐標轉(zhuǎn)換軟件CoordCOORD.exe 或則MapGIS軟件,Page 33,1、創(chuàng)建自定義地理(坐標)變換 Create Custom Geographic Transformation 2、投影 project,3.3、三參數(shù)例子 Create Custom Geographic Transformation,數(shù)據(jù)使用：2coord93.gdbxy54，操作過程看:254t080.exe,Page 34,3.3、 刪除已定義坐標轉(zhuǎn)換,C:Documents and SettingsAdministratorApplication DataESRIDesktop10.0ArcToolboxCustomTransformations 刪除對應(yīng)文件,Page 35,3.3、注意:,定義坐標系統(tǒng)和坐標轉(zhuǎn)換區(qū)別 坐標轉(zhuǎn)換是真正改變坐標（xy）值：投影變換：投影變換是