ArcMap 投影操作教案资料.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ArcMap 投影操作-ArcMap投影操作2010-06-0509:061、基本概念：地理坐标：为球面坐标。参考平面地是椭球面。坐标单位:经纬度大地坐标：为平面坐标。参考平面地是水平面坐标单位：米、千米等。投影：地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。（投影：将不规则的地球曲面转换为平面，将地理坐标转换为大地坐标的过程投影）不管什么GIS软件，都会有相关的投影模块，只不过ARCGIS做的好一点，呵呵。在ArcGIS中预定义了两套坐标系：地理坐标系（Geographiccoordinatesystem

2、）投影坐标系（Projectedcoordinatesystem），1、首先理解地理坐标系（Geographiccoordinatesystem），Geographiccoordinatesystem直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图存储单位的。很明显，Geographiccoordinatesystem是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短半轴，偏心率。以下几行便是Krasovsky_1940椭球及

3、其相应参数。Spheroid:Krasovsky_1940SemimajorAxis（长半轴）:6378245.000000000000000000SemiminorAxis（短半轴）:6356863.018773047300000000InverseFlattening（扁率）:298.300000000000010000然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum:D_Beijing_1954表示，大地基准面是D_Beijing_1954。咱们平常所说的北京54坐标系是指：北京54坐标系(BJZ54)北京54坐标系为参心

4、大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以格拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系。由此可见，该坐标系已经包含椭球体的参数。-有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。完整参数：Alias:Abbreviation:Remarks:AngularUnit:Degree(0.017453292519943299)（单位弧度）PrimeMeridian（起始经度）:Greenwich(0.000000000000000000)Datum（大地基准面）:D_Beijing_1954Spheroid（参考椭球体）:Krasovsky

5、_1940SemimajorAxis:6378245.000000000000000000SemiminorAxis:6356863.018773047300000000InverseFlattening:298.3000000000000100002、接下来便是Projectioncoordinatesystem（投影坐标系统），首先看看投影坐标系统中的一些参数。Projection:Gauss_KrugerParameters:False_Easting:500000.000000（伪东500KM）False_Northing:0.000000Central_Meridian:117.00

6、0000（中央经线）Scale_Factor:1.000000Latitude_Of_Origin:0.000000LinearUnit:Meter(1.000000)GeographicCoordinateSystem:Name:GCS_Beijing_1954Alias:Abbreviation:Remarks:AngularUnit:Degree(0.017453292519943299)PrimeMeridian:Greenwich(0.000000000000000000)Datum:D_Beijing_1954Spheroid:Krasovsky_1940SemimajorAxis

7、:6378245.000000000000000000SemiminorAxis:6356863.018773047300000000InverseFlattening:298.300000000000010000从参数中可以看出，每一个投影坐标系统都必定会有GeographicCoordinateSystem。投影坐标系统，实质上便是平面坐标系统，其地图单位通常为米。那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢？这时候，又要说明一下投影的意义：将球面坐标转化为平面坐标的过程便称为投影。好了，投影的条件就出来了：a、球面坐标b、转化过程（也就是算法）也就是说，要得到投影坐标就必须得有一个“拿

8、来”投影的球面坐标，然后才能使用算法去投影！即每一个投影坐标系统都必须要求有GeographicCoordinateSystem参数。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，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160；3度投影带是从东经1度30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

9、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=20745921.8m。在CoordinateSystemsProjectedCoordinateSystemsGaussKrugerB

10、eijing1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式：Beijing19543DegreeGKCM75E.prjBeijing19543DegreeGKZone25.prjBeijing1954GKZone13.prjBeijing1954GKZone13N.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，横坐标前不加带号在CoordinateSystemsProje

11、ctedCoordinateSystemsGaussKrugerXian1980目录中，文件命名方式又有所变化：Xian19803DegreeGKCM75E.prjXian19803DegreeGKZone25.prjXian1980GKCM75E.prjXian1980GKZone13.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，但没有出现“带号+N”这种形式，为什么没有采用统一的命名方式？让人看了有些费解。大地坐标（GeodeticCoordinate）:大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。当点在参考椭球面上时，仅

12、用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角，大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。方里网:是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称之为方里网，由于方里线同时又是平行于直角坐标轴的坐标网线，故又称直角坐标网。在1：1万1：20万比例尺的地形图上，经纬线只以图廓线的形式直接表现出来，并在图角处注出相应度数。为了在用图时加密成网，在内外图廓间还绘有加密经纬网的加密分划短线(图式中称“分度带”)，必要时对应短线相连就可以构成加密的经纬线网。1：25万地形图上，除内图廓

13、上绘有经纬网的加密分划外，图内还有加密用的十字线。我国的1：50万1：100万地形图，在图面上直接绘出经纬线网，内图廓上也有供加密经纬线网的加密分划短线。直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为X轴，以赤道投影后的直线为Y轴，它们的交点为坐标原点。这样，坐标系中就出现了四个象限。纵坐标从赤道算起向北为正、向南为负；横坐标从中央经线算起，向东为正、向西为负。虽然我们可以认为方里网是直角坐标，大地坐标就是球面坐标。但是我们在一副地形图上经常见到方里网和经纬度网，我们很习惯的称经纬度网为大地坐标，这个时候的大地坐标不是球面坐标，她与方里网的投影是一样的（一般为高斯投影），也是平面坐标=北京54坐标

14、系3度带的坐标系，54北京坐标但是是6度带。12.5万及15万的地形图采用6度分带投影，即经差为6度，从零度子午线开始，自西向东每个经差6度为一投影带，全球共分60个带，用1，2，3，4，5，表示即东经06度为第一带，其中央经线的经度为东经3度，东经612度为第二带，其中央经线的经度为9度。11万的地形图采用3度分带，从东经1.5度的经线开始，每隔3度为一带，用1，2，3，表示，全球共划分120个投影带，即东经1.54.5度为第1带，其中央经线的经度为东经3度，东经4.57.5度为第2带，其中央经线的经度为东经6度如何计算当地的中央子午线？当地中央子午线决定于当地的直角坐标系统，首先确定您的直

15、角坐标系统是3度带还是6度带投影-公式推算:6度带中央子午线计算公式：当地经度/6=N；中央子午线L=6*N（带号）当没有除尽，N有余数时，中央子午线L=6*N-3-3度带中央子午线计算公式：当地经度/3=N；中央子午线L=3XN-我国的经度范围西起73东至135，可分成六度带十一个（13号带23号带），各带中央经线依次为（75、81、123、129、135）；三度带二十二个（24号带45号带）。各带中央经线依次为（72、75、132、135）；六度带可用于中小比例尺（如1：250000）测图，三度带可用于大比例尺（如1：10000）测图，城建坐标多采用三度带的高斯投影-如何判断投影坐标是3度

16、带坐标还是6度带坐标如(4231898,21655933)其中21即为带号，同样所定义的东伪偏移值也需要加上带号，如21带的东伪偏移值为21500000米。假如你的工作区经度在120度至126度范围，则该坐标系为6度带坐标系，该带的中央经度为123度。如(2949320,36353822)其中36即为带号，已知该地点位于贵阳市附近，而从地图上我们看到贵阳大概的经度是东经108度左右，因此可以36*3=108，所以该坐标系为3度带坐标系，该带的中央经度为108度。而不可能为6度带：36*6=216。+=aricgis投影转换的方法ArcGIS中定义的投影转换方法，在对数据的空间信息要求较高的工程

17、中往往不能适用，有比较明显的偏差。在项目的前期数据准备工作中，需要进行更加精确的三参数或七参数投影转换。下面介绍两种办法来在ArcGISDesktop中进行这种转换。方法1：在ArcMap中进行动态转换(Onthefly)假设原投影坐标系统为Xian80坐标系统，本例选择为系统预设的ProjectedCoordinateSystemsGaussKrugerXian1980Xian1980GKZone20投影，中央经线为117度，要转换成Beijing1954Beijing1954GKZone20N。在ArcMap中加载了图层之后，打开View-DataFrame.Properties对话框，显

18、示当前的投影坐标系统为Xian1980GKZone20，在下面的选择坐标系统框中选择Beijing1954GKZone20N，在右边有一个按钮为Transformations.点击打开一个投影转换对话框，可以在对话框中看到Convertfrom和Into表明了我们想从什么坐标系统转换到什么坐标系统。在下方的using下拉框右边，点击New.，新建一个投影转换公式，在Method下拉框中可以选择一系列转换方法，其中有一些是三参数的，有一些是七参数的，然后在参数表中输入各个转换参数。输入完毕以后，点击OK，回到之前的投影转换对话框，再点击OK，就完成了对当前地图的动态投影转换。这时还没有对图层文件

19、本身的投影进行转换，要转换图层文件本身的投影，再使用数据导出，导出时选择投影为当前地图的投影即可。方法2：对于有大量图层需要进行投影转换时，这种手工操作的办法显得比较繁琐，每次都需要设置参数。可以只定义一次投影转换公式，而在此后的转换中引用此投影转换公式即可。这种方法需要在ArcTools中进行操作。在DataManagementToolsProjectionsandTranformations下，有CreateCustomGeographicTransformation命令。打开这个命令，选择输入和输出的投影，可以是系统自带的也可以是自己设置的，选择转换方法，与方法种介绍的类似，可选择三参数

20、或者七参数，然后输入各个参数指。通过为这个投影转换公式指定一个名称，可以在以后的操作中直接引用此公式而不用重复输入各个参数了。点击OK生成这个投影转换公式。在方法一里面，我们是动态的改变了地图的投影，然后通过数据导出的办法将要转换投影的图层重新生成的。在这里，我们可以直接使用DataManagementToolsProjectionsandTranformations下的Project命令，生成转换后的图层文件，Project命令分别位于Feature和Raster目录下，分别针对于矢量和栅格数据。在这个命令中，在指定了输入的图层后，InputCoordinateSystem自动的识别出了输入的投影，需要用户指定输出的投影，如果两者与之前定义投影转换公式的输入和输入投影的话，在下面的GeographicTransformation下拉框中会出现之前定义的公式名称，直接选择即可使用。点击OK以后就可以直接生成这个图层文件而不需要进一步的操作了。-