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GIS中的坐标系定义和转换.doc

发布:2017-05-03约7.66千字共7页下载文档
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GIS中基准面的定义与转换   虽然现有GIS平台中都预有上百个基准面供用户选用,但均没有我们国家的基准面定义。假如精度要求不高,可利用前苏联的Pulkovo 1942基准面(Mapinfo中代号为1001)代替北京54坐标系;假如精度要求较高,如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系统,则需要自定义基准面。   GIS系统中的基准面通过当地基准面向WGS—84的转换7参数来定义,转换通过相似变换方法实现,具体算法可参考科学出版社1999年出版的《城市地理信息系统标准化指南》第76至86页。假设Xg、Yg、Zg表示WGS—84地心坐标系的三坐标轴,Xt、Yt、Zt表示当地坐标系的三坐标轴,那么自定义基准面的7参数分别为:三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值;三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时,分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角;最后是比例校正因子,用于调整椭球大小。   MapX中基准面定义方法如下:   Datum.Set(Ellipsoid, ShiftX, ShiftY, ShiftZ, RotateX, RotateY, RotateZ, ScaleAdjust,PrimeMeridian)   其中参数: Ellipsoid为基准面采用的椭球体;   ShiftX, ShiftY, ShiftZ为平移参数;   RotateX, RotateY, RotateZ为旋转参数;   ScaleAdjust为比例校正因子,以百万分之一计;   PrimeMeridian为本初子午线经度,在我国取0,表示经度从格林威治起算。   实际工作中一般都根据工作区内已知的北京54坐标控制点计算转换参数,如果工作区内有足够多的已知北京54与WGS—84坐标控制点,可直接计算坐标转换的 7参数或3参数;当工作区内有3个已知北京54与WGS—84坐标控制点时,可用下式计算WGS—84到北京54系坐标的转换参数(A、B、C、D、E、 F):x54 = AX84 + BY84 + C,y54 = DX84 + EY84 + F,多余一点用作检验;在只有一个已知控制点的情况下(往往如此),用已知点的北京54坐标与WGS—84坐标之差作为平移参数,当工作区范围不大时精度也足够了。当系统精度要求较高时,一定要对所采用的参数进行检测、验证,确保坐标系定义的正确性。   2 GIS中地图投影的定义   我国的基本比例尺地形图(1:5千,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25 万,1:50万,1:100万)中,大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger),又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator);小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影,又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic);海上小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影,又叫墨卡托投影(Mercator),我国的GIS系统中应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。   相应高斯-克吕格投影、墨卡托投影需要定义的坐标系参数序列如下:   高斯-克吕格:投影代号(Type),基准面(Datum),单位(Unit),   中央经度(OriginLongitude),原点纬度(OriginLatitude),   比例系数(ScaleFactor),   东纬偏移(FalseEasting),北纬偏移(FalseNorthing)   墨卡托: 投影代号(Type),基准面(Datum),单位(Unit),   原点经度(OriginLongitude),原点纬度(OriginLatitude),   标准纬度(StandardParallelOne)   在城市GIS系统中均采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影,因为一般城建坐标采用的是6度或3度分带的高斯-克吕格投影坐标。高斯-克吕格投影以6度或3 度分带,每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网,投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴,纬度方向),赤道投影后为Y轴(横轴,经度方向),为了防止经度方向的坐标出现负值,规定每带的中央经线西移500公里,即东伪偏移值为500公里,由于高斯-克吕格投影中每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值,所以各带的坐标完全相同,因此规定在横轴坐标前加上带号,如(4231898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。   假如你的工作区位于21带,即经度在120度至126度范围,该带的中央经度为123度,采用Pulkovo 1942基准面,那么定义6度分带的高斯-克吕格投影坐标系参数为:(8,1001,7,12
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