坐标系与投影精.ppt

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1、坐标系与投影第1页，本讲稿共26页主要内容主要内容n地图的空间参照系统地图的空间参照系统 地球椭球坐标系高程系 n地图投影的概念及其分类地图投影的概念及其分类n高斯高斯-克吕格投影克吕格投影第2页，本讲稿共26页地球椭球地球椭球地图的空间参照系统地图的空间参照系统第3页，本讲稿共26页坐标系与高程系坐标系与高程系n地球椭球的定位地球椭球的定位 按照一定条件将具有确定条件的地球椭球与大地水准体的相关位置确定下来，从而获得大地测量基准面和大地测量起算数据，称为地球椭球的定位。具体表现为大地原点和大地基准数据的确定。大地基准数据据包括大地经纬度、大地高程、大地原点到另一点的大地方位角 n地理坐标系地

2、理坐标系 经线和纬线是地球表面上两组正交（相交为90度）的曲线，这两组正交的曲线构成的坐标，称为地理坐标系(大地坐标系)n平面坐标系平面坐标系 极坐标系 平面直角坐标系 地图的空间参照系统地图的空间参照系统第4页，本讲稿共26页我国的大地坐标系n1954年北京坐标系 n1980年西安坐标系 n地方独立坐标系 nWGS84坐标系 n坐标系统之间的转换 地图的空间参照系统地图的空间参照系统第5页，本讲稿共26页1954年北京坐标系建国初期，由于国民经济建设的需要，并根据我国当时的具体情况，引进了原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系（参考椭球是克拉索夫斯基椭球）建立起了全国统一的1954年北京坐标

3、系，大地原点在苏联西部的普尔科夫主要缺点：o椭球参数同现代精确的椭球参数的差异较大，椭球定向不十分明确，并且不包含表示地球物理特性的参数，因而给理论研究和实际工作带来了许多不便；o所采用的参考椭球参数及其定位与我国的区域大地水准面配合欠佳，参考椭球面与我国大地水准面呈西高东低的系统性倾斜，东部高程异常达60余米，最大达67米；o该坐标系统的大地点坐标是经过局部分区平差得到的，因此，全国控制网的精度不均匀 地图的空间参照系统地图的空间参照系统第6页，本讲稿共26页1980西安坐标系在30年积累的测绘资料的基础上，我国在80年代中期，完成了大地控制点的整体平差,采用了当时国际推荐的地球椭球参数（I

4、AG 1975年的推荐值），而相应椭球的定位采用局部定位,即与我国的区域大地水准面最佳拟合的方法来确定，重新严格定义了我国国家坐标系统，建立1980年国家大地坐标系，大地原点在陕西省泾阳县 地图的空间参照系统地图的空间参照系统第7页，本讲稿共26页地方独立坐标系许多城市、矿区基于实用、方便与科学的目的，将地方独立测量控制网建立在当地的平均海拔高程面上，以当地子午线作为中央子午线进行高斯投影求得平面坐标，因此是以地方独立坐标系为参考的。地方独立坐标系隐含了一个与当地平均海拔高程对应的参考椭球，该椭球的中心、轴向和扁率与国家参考椭球相同，其长半轴则有一改正量，称为“地方参考椭球”地图的空间参照系统

5、地图的空间参照系统第8页，本讲稿共26页WGS84坐标系WGS84坐标系是美国国防部根据TRANSIT导航卫星系统的多普勒观测数据建立的，从1987年1月开始作为GPS卫星所发布的广播星历的坐标参照基准。采用WGS84椭球，原点位于地球质心，是一种地心坐标系 地图的空间参照系统地图的空间参照系统第9页，本讲稿共26页坐标系统之间的转换坐标系统之间的转换 n北京北京5454转为西安转为西安8080的实用转换方法的实用转换方法 n高斯平面坐标向大地坐标（经纬度）转换高斯平面坐标向大地坐标（经纬度）转换 地图的空间参照系统地图的空间参照系统第10页，本讲稿共26页北京北京5454转为西安转为西安80

6、80的实用转换方法的实用转换方法每幅图的采用左下角图廓点的坐标改正数进行东西和南北方向的平移，实现北京54到西安80的转换。计算公式为：X80=X54+DX Y80=Y54+DY 其中DX DY 为坐标改正量。国家测绘局大地据处理中心（西安）以1：10万比例尺地形图图幅为基础提供北京54系到西安80系的坐标改正量 地图的空间参照系统地图的空间参照系统第11页，本讲稿共26页高斯平面坐标向大地坐标（经纬度）转换高斯平面坐标向大地坐标（经纬度）转换 利用高斯投影反算公式实现,一般GIS平台均可提供此项功能 地图的空间参照系统地图的空间参照系统第12页，本讲稿共26页高程系高程系 地图的空间参照系统

7、地图的空间参照系统 高程是指由高程基准面起算的地面点高度高程是指由高程基准面起算的地面点高度,高程基准面是根据验潮站所确高程基准面是根据验潮站所确定的多年平均海水面确定的定的多年平均海水面确定的.第13页，本讲稿共26页高程系高程系 n19561956黄海高程系黄海高程系 以青岛验潮站1950-1956年测定的黄海平均海水面作为全国统一高程基准面。凡由该基准面起算的高程，统称为“1956年黄海高程系”。水准原点设在青岛观家山，对黄海平均海水面高程72.298M.n19851985国家高程基准国家高程基准 由于观测资料的积累，黄海平均海水面发生微小变化，国家决定启用新的高程系，命名为“1985国

8、家高程基准”，以青岛验潮站1952-1979年测定的黄海平均海水面作为全国统一高程基准面，水准原点高程值为72。260，使高程控制点高程发生微小变化，对已成图的等高线高程影响可忽略不计。地图的空间参照系统地图的空间参照系统第14页，本讲稿共26页 地图投影地图投影 n地图投影的概念地图投影的概念 n地图投影的分类地图投影的分类 n我国常用的一些地图投影我国常用的一些地图投影 n高斯高斯-克吕格投影与投影分带克吕格投影与投影分带 第15页，本讲稿共26页 地图投影的概念地图投影的概念 地球椭球是一个不可展的曲面，将地球椭球面上的点投影到平面上的方法称为地图投影。地图投影地图投影第16页，本讲稿共

9、26页地图投影的分类地图投影的分类 n按变形性质分类按变形性质分类 等角投影等角投影 等积投影等积投影 任意投影任意投影(等距投影为任意投影的特例等距投影为任意投影的特例)n根据正常位置投影的经纬网图形分类根据正常位置投影的经纬网图形分类 方位投影：正方位、横方位、斜方位；与地球相切、相割方位投影：正方位、横方位、斜方位；与地球相切、相割 圆锥投影：正圆锥、横圆锥、斜圆锥；与地球相切、相割圆锥投影：正圆锥、横圆锥、斜圆锥；与地球相切、相割 圆柱投影：正圆柱、横圆柱、斜圆柱；与地球相切、相割圆柱投影：正圆柱、横圆柱、斜圆柱；与地球相切、相割n其他。其他。地图投影地图投影第17页，本讲稿共26页方

10、位投影：正方位、横方位、斜方位；与地球相切、相割方位投影：正方位、横方位、斜方位；与地球相切、相割 地图投影地图投影第18页，本讲稿共26页圆锥投影：正圆锥、横圆锥、斜圆锥；与地球相切、相割圆锥投影：正圆锥、横圆锥、斜圆锥；与地球相切、相割地图投影地图投影第19页，本讲稿共26页圆柱投影：正圆柱、横圆柱、斜圆柱；与地球相切、相割圆柱投影：正圆柱、横圆柱、斜圆柱；与地球相切、相割 地图投影地图投影第20页，本讲稿共26页我国常用的地图投影我国常用的地图投影n中国全国地图投影中国全国地图投影 斜轴等面积方位投影、斜轴等角方位投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角割圆锥投影。n中国分省（区）地图的投影

11、中国分省（区）地图的投影 正轴等角割圆锥投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆柱投影、高斯-克吕格投影（宽带）n中国大比例尺地图的投影中国大比例尺地图的投影 多面体投影（北洋军阀时期）、等角割圆锥投影（兰勃特投影）（解放前）、高斯-克吕格投影（解放以后）地图投影地图投影第21页，本讲稿共26页高斯高斯-克吕格投影与投影分带克吕格投影与投影分带 n高斯高斯-克吕格投影克吕格投影 地图投影地图投影第22页，本讲稿共26页地图投影地图投影n高斯高斯-克吕格投影分带克吕格投影分带 第23页，本讲稿共26页地图投影地图投影n高斯高斯-克吕格投影分带克吕格投影分带 第24页，本讲稿共26页n高斯克吕格投影的坐标系高斯克吕格投影的坐标系 地图投影地图投影第25页，本讲稿共26页欢迎大家一起讨论 谢谢!第26页，本讲稿共26页