反:坐标转换的片基本知识 (地球椭球体 大地基准面 投影坐标体系 高斯投影)

By admin in 亚洲必赢官网app on 2018年10月16日

地椭球体 大地基准面 投影坐标体系 定义

转自:http://www.topmap.com.cn/bbs/viewthread.php?tid=128

地球椭球体(Ellipsoid)
举世基准面(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,而基准面的概念则由特定椭球体及其对应的易参数确定,因此待是定义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中的涉及。
地球椭球体(Ellipsoid)
不言而喻我们的地球表面是一个凸凹不平的表,而于地球测量而言,地表是一个无法用数学公式表达的曲面,这样的曲面不可知同日而语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条条框框椭球体称之为地球椭球体。地球椭球体表面是一个平整的数学表面,可以就此数学公式表达,所以当测量和制图中即使用她代表地球的当表面。因此尽管生出矣地球椭球体的定义。
地椭球体有丰富半径和缺失半径的分,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,地球椭球体的形状和分寸在a、b、f
。因此,a、b、f被称之为地球椭球体的三要素。
对地球椭球体而言,其缠转的轴叫地轴。地轴的北侧称为地球的北极,南端称为南极;过地心与地轴垂直的平面及椭球面的交线是一个圆,这便是地之赤道;过英国格林威治天文台旧址和地轴的平面及椭球面的交线称为本初子午线。以地的北极、南极、赤道和本初子午线等作为基本要素,即可构成地球椭球面的地理坐标系统。可以看看地理坐标系统是球面坐标体系,以经度/维度(通常因为十上前制度还是过分秒(DMS)的形式)来代表当地点位的职。地理坐标系统以本初子午线为法(向东,向西各分了180度过)之东也东经其值为正,之西为西经其值为因;以赤道为条件(向南、向北各分了90度过)之败也北纬其值为刚刚,之南也南纬其值为倚。
中外基准面(Geodetic datum)

注:这个地方我以前一直从未将明白,这次支付之软件被自毕竟明白这个意思了,我哉算是打出懂了,为什么说都54坐标系的椭球是卡拉索夫斯基椭球但尚说都54之更换参数没有披露,原来此地说之京54的转换参数说的是格外地基准面的参数!!
普天之下基准面(Geodetic
datum),设计用吗最密合部客或全世水准面的数学模式。它由椭球体本身以及椭球体和地表及好几乃是原点间的提到来定义。此提到能坐
6独量来定义,通常(但不早晚)是世上纬度、大地经度、原点高度、原点垂线偏差的少重和原点至某点的大地方位角。
受咱先行丢开测绘学上是晦涩难知晓的定义,看看GIS系统中的基准面是怎样定义之,GIS中之基准面通过地方条件面向WGS1984的更换7参数来定义(貌似叫布尔萨7模型,还有一个莫诺进什么模型的吧,不过数学原理其实是同一的),转换通过相似变换方式实现,具体算法可参照科学出版社1999年问世的《城市地理信息体系标准化指南》第76到86页,。假设Xg、Yg、Zg表示WGS84地心坐标系的老三为标轴,Xt、Yt、Zt代表当地坐标系的老三缘标轴,那么由定义基准面的7参数分别吗:三独活动参数ΔX、ΔY、ΔZ代表两盖标原点的平移值;三个转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至同地心坐标系平行时,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。
那现在深受咱们管地椭球体和基准面结合起来看,在这个我们把地比做是“马铃薯”,表面凸凹不平,而地球椭球体就好比一个“鸭蛋”,那么按照我们面前的概念,基准面就定义了怎样用这个“鸭蛋”去逼近“马铃薯”某一个区域之外表,X、Y、Z轴进行定的摆,并各自旋转一定之角度,大小不合适的当儿即便缩放一下“鸭蛋”,那么通过如达到的拍卖肯定可以达成非常好之压地球某平区域的表。

(我看是形象的比方比较是,)

所以,从这一点上为堪生好之知晓,每个国家要地面均发生各自的基准面,我们通常称谓的都54坐标系、西安80盖标系实际上指的凡我国的有数个坏地基准面。我国参照前苏联由1953年由利用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了本国的京城54以标系,1978年采取国际大地测量协会引荐的1975地椭球体(IAG75)建立了本国新的环球坐标系–西安80因为标系,目前大地测量基本上以因北京市54因标系作为参考,北京54与西安80坐标中的换可查国家测绘局宣告之对照表。
WGS1984基准面采用WGS84椭球体,它是如出一辙地心坐标系,即坐地心作为椭球体中心,目前GPS测量数据多因为WGS1984吗标准。克拉索夫斯基(Krassovsky)、1975球椭球体(IAG75)、WGS1984椭球体的参数可以参考常见的地球椭球体数据表。椭球体与基准面之间的干是一样针对多的涉嫌,也就是基准面是于椭球体基础及树立的,但椭球体不克代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面。地球椭球体和基准面之间的涉与基准面是安做地球椭球体从而实现来逼地球表面的

WGS84的基准面是颁布之!还闹美国测绘局都揭晓了过多国地方的基准面的参数,包括华夏的香港暨台湾之,在一些GIS软件如ARCGIS
MAPINFO中而可找到多底影子文件但挺不便找到都城54同西安80底,都不能不由人工根据实情况要好变投影文件!

阴影坐标体系(Projected Coordinate Systems )
地椭球体表面也是单曲面,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。由于球面上别一样点之职是故地理坐标(λ,φ)表示的,而面及之触发之职务是因此直角坐标(χ,у)或最坐标(r,)表示的,所以如果惦记拿地表面上之触发转移至面及,必须用自然的方式来规定地理坐标与平面直角坐标或最坐标中的干。这种当球面和平面之间确立点以及点次函数关系的数学方法,就是地图投影方法。

小结:我们国家的都54坐标也让国家坐标系,采用的是克拉索夫斯椭球,椭球参数确定,但基准面的六独参数没有披露,所以一般是通过实测WGS84和已经部分都54之坐标通过反算求得一个变换参数。各个邑以生投机的独坐标系,将北京54坐标通过平面转换转成为独立坐标系。不过我好像听说其实是一对城市的独自坐标系是生谈得来之基准面参数的,不过同国家基准面都距离不了略微,一般都是下的直接平面转换的呀!除独立坐标系外,还有根据这些独立坐标再进行更换成为自己之单独坐标系的,一般用在小型工程方吧。不了解自己明白的是否正确!还有待看开!

脚来介绍下地图投影

据此GPS收到的坐标都是经纬度的,数字大小顶多便是0~360渡过,这样直白展现在手机或者GIS软件受到的平面及时常就是会见发现变形很挺,且坐标都充分有点,这个时要以经纬度转换成为平面坐标,这便得展开投影!

投影类型太多,我这里就是因我们国家之高斯投影进行验证

高斯投影
转自http://hi.baidu.com/221144/blog/item/04716f1ed1a226fc1ad57610.html
(1)高斯-克吕格投影性质
高斯-克吕格(Gauss-Kruger)投影简称“高斯投影”,又称为”等比赛横切椭圆柱投影”,地球椭球面和平面间正形投影的一致栽。德国数学家、物理学家、天文学家高斯(Carl
FriedrichGauss,1777相同
1855)于十九世纪二十年间拟定,后透过德国大地测量学家克吕格(Johannes
Kruger,1857~1928)于
1912年针对影子公式加以补充,故名。该投影按照投影带中央子午线投影为直线且长度不转换及赤道投影为直线的基准,确定函数的花样,从而赢得高斯一克吕格投影公式。投影后,除中央子午线和赤道为直线外,其他子午线均为对如让中央子午线的曲线。设想之所以一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线,按上述投影条件,将中央子午线两侧一定经差范围外之椭球面正形投影于椭圆柱面。将椭圆柱面沿过南北极的母线剪开展平,即为高斯影平面。取中央子午线以及赤道交点的黑影为原点,中央子午线的影为即坐标x轴,赤道的影子为横坐标y轴,构成高斯克吕格平面直角坐标系。
高斯-克吕格投影于长短以及面积上变形很有点,中央经线无变形,自中央经线向投影带边缘,变形逐渐多,变形最要命之处当影子带内赤道的双面。由于该阴影精度高,变形小,而且计算简便(各投影带坐标一致,只要算有一个带动的数量,其他各带都能用),因此于怪比例尺地形图备受采用,可以满足部队及各种需要,能在图上进行精确的量测计算。
(2)高斯-克吕格投影分带
据自然经差将球椭球面划分成多投影带,这是高斯投影中限制长度变形的无比灵方式。分带时既要控制长变形而该非超过测图误差,又如而带数不给予了多以缩减换带计算工作,据此原则用地椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带,以便分带投影。通常以经差6度或3度分为六度带或三度带。六度带自0渡过子午线从各个隔经差6度自西往东方分带,带号顺序编为第
1、2…60带动。三度带是以六渡过带的底子及分为的,它的中央子午线及六度带的中央子午线和分带子午线重合,即自
1.5度子午线起每隔经差3度由西为东分带,带号顺序编为三度带第
1、2…120带来。我国的经度范围西起
73°东交135°,可分为六度带十一单,各带中央经线依次为75°、81°、87°、……、117°、123°、129°、135°,或三度带二十二个。六度带可用于中比例尺(如
1:250000)测图,三度带可用以深比例尺(如
1:10000)测图,城建坐标多下三度带的高斯投影。
(3)高斯-克吕格投影坐标
高斯-克吕格投影是依照分带方法分别进行投影,故每带坐标成独立系统。以中央经线投影为纵轴(x),
赤道投影为横轴(y),两幅交点即为各带的坐标原点。纵坐标以赤道为零起算,赤道盖失败也正,以南为借助。我国在北半球,纵坐标均为正。横坐标如为中央经线为零起算,中央经线以东方也刚刚,以海为负,横坐标出现负值,使用不便,故规定将坐标纵轴西移500公里当作起始轴,凡是带内的横坐标值均加
500公里。由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是本着本带坐标原点的相对值,所以各带的坐标完全相同,为了区别之一平等坐标体系属于哪一带,在横轴坐标前增长带号,如(4231898m,21655933m),其中21即便为带号。
(4)高斯-克吕格投影和UTM投影
或多或少海外的软件如ARC/INFO或海外仪器的配套软件如果多波束的数码处理软件等,往往无支持高斯-克吕格投影,但支持UTM投影,因此向把UTM投影坐标当作高斯-克吕格投影坐标提交的状况。
UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影”,是齐比赛横轴割圆柱投影(高斯-克吕格也当比赛横轴切圆柱投影),圆柱割地球于南方纬80度过、北纬84度两修等高圈,该投影将地划分为60独投影带,每带经差为6度,已受众多国度当作地形图的数学基础。UTM投影和高斯投影的要分在南北格网线的百分比系数达到,高斯-克吕格投影的中央经线投影后维持长度不移,即比例系数也1,而UTM投影的比重系数为0.9996。UTM投影沿各一样条南北格网线比例系数也常数,在事物方向虽也变数,中心格网线的比重系数也0.9996,在南北纵行最厚实部分的边缘上相差核心点光景
363公里,比例系数为 1.00158。
高斯-克吕格投影和UTM投影可类采用 Xutm=0.9996 * X高斯,Yutm=0.9996 *
Y高斯进行坐标转换。以下举例说明(基准面为WGS84):
输入坐标(度) 高斯影子(米) UTM投影(米) Xutm=0.9996 * X高斯,
Yutm=0.9996 * Y高斯
纬度值(X) 32 3543600.9 3542183.5 3543600.9*0.9996 ≈ 3542183.5
经度值(Y) 121 21310996.8 311072.4 (310996.8-500000)*0.9996+500000 ≈
311072.4
流动:坐标点(32,121)位于高斯影子的21牵动,高斯投影Y值21310996.8中前少个“21”为带号;坐标点(32,121)位于UTM影的51带来,上表中UTM投影的Y值没加带号。因坐标纵轴西移了500000米,转换时务必用Y值减去500000就直达比例因子后还加500000。
解:高斯投影的章程就是是保持赤道和中央经线不变换形,把球面摊平。方法:用一个椭圆柱套住椭球,把它们投影至椭圆柱上,然后打开椭圆柱即可。

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有关坐标转换!

自家便同一布置图说明吧,简单容易亮,摘自中海达坐标转换的说明!

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转摘:http://blog.sina.com.cn/s/blog_4c8b1bdd0100gbfq.html

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