地椭球体 大地基准面 投影坐标体系 定义

By admin in 天文台 on 2018年10月12日

 

球椭球体(Ellipsoid)
大地基准面(Geodetic datum)
阴影坐标体系(Projected Coordinate Systems

GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定,而基准面的定义则由于特定椭球体及其对应之变换参数确定,因此用对定义GIS系统坐标系,首先得弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及她之间的涉嫌。

地球椭球体(Ellipsoid)
 
 众所周知我们的球表面是一个凸凹不平的外表,而对于地球测量而言,地表是一个无法用数学公式表达的曲面,这样的曲面不能够当测量与制图的基准面。假想一个扁率极小之扁圆形,绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体。地球椭球体表面是一个平整之数学表面,可以用数学公式表达,所以在测量与制图中尽管就此其代表地球的本表面。因此尽管时有发生矣地球椭球体的定义。
地球椭球体有加上半径和缺少半径的分,长半径(a)即赤道半径,短半径(b)即无限半径。f=(a-b)/a为椭球体的扁率,表示椭球体的扁平程度。由此可见,地球椭球体的样及大小在a、b、f
。因此,a、b、f被称之为地球椭球体的三要素。
   
对地椭球体而言,其缠转的轴叫地轴。地轴的北侧称为地球之北极,南端称为南极;过地心与地轴垂直的面及椭球面的交线是一个完美,这就是地球的赤道;过英国格林威治天文台旧址以及地轴的平面及椭球面的交线称为本初子午线。以地之北极、南极、赤道和本初子午线等作基本要素,即可构成地球椭球面的地理坐标系统。可以看出地理坐标系统是球面坐标体系,以经度/维度(通常以十迈入制度要过分秒(DMS)的款式)来表示当地点位的职务。地理坐标系统为本初子午线为尺度(向东,向外来各分了180度)之东也东经其值为刚,之海为西经其值为乘;以赤道为法(向南、向北各分了90度过)之败也北纬其值为刚,之南为南纬其值为因。

常用的老三单椭球体参数如下(源自“全球定位系统测量规范 GB/T
18314-2001”):
椭球体       长半轴           短半轴
Krassovsky   6378245         6356863.0188
IAG 75      6378140         6356755.2882
WGS 84      6378137         6356752.3142

世界基准面(Geodetic datum)
天下基准面(Geodetic
datum),设计用为最密合部卖或任何环球水准面的数学模式。它由椭球体本身及椭球体和地表及好几视为原点间的干来定义。此提到能够以
6个量来定义,通常(但不自然)是举世纬度、大地经度、原点高度、原点垂线偏差的少重量与原点至某点的大地方位角。
   
让咱们事先抛开开测绘学上这晦涩难知晓的定义,看看GIS系统中的基准面是何等定义之,GIS中之基准面通过地方标准面向WGS1984的转移7参数来定义,转换通过相似变换方式实现,具体算法可参考科学出版社1999年问世的《城市地理信息体系规范指南》第76暨86页。假设Xg、Yg、Zg代表WGS84地心坐标系的老三坐标轴,Xt、Yt、Zt表示当地坐标系的老三盖标轴,那么自从定义基准面的7参数个别吗:三个走参数ΔX、ΔY、ΔZ代表两为标原点的平移值;三单转参数εx、εy、εz代表当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时,分别绕Xt、Yt、Zt的转动角;最后是比例校正因子,用于调整椭球大小。
    那么现在为我们拿球椭球体和基准面结合起来看,在这我们把球比做是“马铃薯”,表面凸凹不平,而地球椭球体就好比一个“鸭蛋”,那么以我们面前的定义,基准面就定义了怎么将这“鸭蛋”去逼近“马铃薯”某一个区域的外部,X、Y、Z轴进行得之撼动,并分别旋转一定的角度天文台,大小非对路的时光就是缩放一下“鸭蛋”,那么通过如达到的处理得可以达标非常好的临界地球某同区域的标。
为此,从这一点上啊得非常好之知,每个国家或地方都产生分别的基准面,我们日常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国之鲜单深地基准面。我国参照前苏联自1953年自以克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了本国的京城54缘标系,1978年动国际大地测量协会援引的1975球椭球体(IAG75)建立了本国新的世坐标系–西安80坐标系,目前大地测量基本上以以首都54盖标系作为参考,北京54和西安80坐标中的变换可查看国家测绘局发表的对照表。
WGS1984基准面采用WGS84椭球体,它是一模一样地心坐标系,即以地心作为椭球体中心,目前GPS测量数据多因WGS1984为条件。克拉索夫斯基(Krassovsky)、1975球椭球体(IAG75)、WGS1984椭球体的参数可以参照常见的地椭球体数据表。椭球体与基准面之间的涉嫌是同样针对大多的涉及,也不怕是基准面是于椭球体基础及树立的,但椭球体不可知表示基准面,同样的椭球体能定义不同之基准面。地球椭球体和基准面之间的干与基准面是何许构成地球椭球体从而实现来逼地球表面的

阴影坐标体系(Projected Coordinate Systems )
   
地球椭球体表面也是独曲面,而我们日常生活中之地形图和量测空间通常是二维平面,因此于地图制图和线性量测时首先使考虑将曲面转化成为平面。由于球面上任何一样触及之职务是为此地理坐标(λ,φ)表示的,而面及之接触之位置是故直角坐标(χ,у)或极坐标(r,
)表示的,所以只要惦记以地表面上的接触转移至面及,必须以自然的措施来规定地理坐标与平面直角坐标或极坐标中的干。这种当球面和平面之间确立点与点内函数关系的数学方法,就是地图投影方法。

我国规定,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万底比例尺地形图,均使用高斯-克吕格投影。1:2.5万暨1:50万比例尺地形图俱采用6度分带,1:1万底比例尺地形图使用3度分带。

正文引用地址:http://www.topmap.com.cn/bbs/redirect.php?fid=5&tid=135&goto=nextoldset

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