实验三 ARCGIS地图坐标系的认识

测绘工程专业

地图学实习报告

实习内容： 地图坐标系的认识 班 级： 2012级（2）班 学 号： 631201040228 姓 名： 党莹 指导老师： 李华蓉

时 间： 2014年10月14号

目录

一、概述 ............................................................................................................ 1

1.1地理坐标系（Geographic coordinate system） .......................................... 1 1.2投影坐标系统（Projection coordinate system） ......................................... 1 二、各种地理坐标系的示意 ................................................................................. 2

2.1克拉索夫斯基1940地理坐标系（Krasovsky_1940） ................................. 2 2.2WGS84地理坐标系 .................................................................................. 2 三、各种投影坐标系的示意 ................................................................................. 3

3.1北京54坐标系 ....................................................................................... 3 3.2西安80坐标系 ....................................................................................... 5 3.3World投影坐标系 .................................................................................... 6 四、小结 ............................................................................................................ 6

一、概述

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）

在ArcGIS中预定义了两套坐标系：地理坐标系（Geographic coordinate system）投影坐标系（Projected coordinate system）

1.1地理坐标系（Geographic coordinate system）

Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。很明显，Geographic coordinate syst em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椭球及其相应参数。Spheroid: Krasovsky_1940

Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000

ArcGIS Desktop中提供了30种地球椭球体模型。我们比较常用的有克拉索夫斯基、WGS84和ICA-75几种椭球体。他们的主要参数如下所示：

名称 Krasovsky WGS84 ICA-75 长半轴/m 6378245 6378137 6378140 短半轴/m 6356863.0188 6356752.3142 6356755.2882 扁率 1:298.3 1:298.257 1:298.257 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。 有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。

1.2投影坐标系统（Projection coordinate system）

从参数中可以看出，每一个投影坐标系统都必定会有Geographic Coordinate System。

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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。 投影的条件： 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Geographic Coordinate System参数。

二、各种地理坐标系的示意

2.1克拉索夫斯基1940地理坐标系（Krasovsky_1940）

GCS_Krasovsky_1940 WKID: 4024 权限: EPSG Angular Unit: Degree (0.0174532925199433) Prime Meridian: Greenwich (0.0) Datum: D_Krasovsky_1940 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.0 Semiminor Axis: 6356863.018773047 Inverse Flattening: 298.3 GCS_Krasovsky_1940 WKID：4024权限：EPSG 角单位：度（0.0174532925199433） 本初子午线：格林威治（0.0） 基准：D_Krasovsky_1940 球体：Krasovsky_1940 半长轴：6378245.0 短半轴：6356863.018773047 扁率：298.3 2.2WGS84地理坐标系

1）在投影坐标系中的路径：地理坐标系→World→WGS1984

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2)坐标系特点的介绍：是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH （国际时间服务机构）1984.O定义的协议地球极（CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。

GCS_WGS_1984 Angular Unit: Degree (0.0174532925199433) Prime Meridian: Greenwich (0.0) Datum: D_WGS_1984 Spheroid: WGS_1984 Semimajor Axis: 6378137.0 Semiminor Axis: 6356752.314245179 Inverse Flattening: 298.257223563 GCS_WGS_1984 EPSG 角单位：度（0.0174532925199433） 本初子午线：格林威治（0.0） 基准：D_WGS_1984 球体：WGS_1984 半长轴：6378137.0 短半轴：6356752.314245179 扁率：298.257223563 三、各种投影坐标系的示意

3.1北京54坐标系

1）在投影坐标系中的路径：投影坐标系→Gauss Kruger→Beijing1954 2）参数中英对照

Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_102E WKID: 2431 权限: EPSG Projection: Gauss_Kruger False_Easting: 500000.0 False_Northing: 0.0 3

Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_102E WKID：2431权限：EPSG 投影：高斯克鲁格 东移：500000.0 北伪偏移值：0.0

Central_Meridian: 102.0 Scale_Factor: 1.0 Latitude_Of_Origin: 0.0 Linear Unit: Meter (1.0) Geographic Coordinate System: GCS_Beijing_1954 Angular Unit: Degree (0.0174532925199433) Prime Meridian: Greenwich (0.0) Datum: D_Beijing_1954 Spheroid: Krasovsky_1940 Semimajor Axis: 6378245.0 Semiminor Axis: 6356863.018773047 Inverse Flattening: 298.3 3）命名方法

中央子午线：102.0 比例系数：1.0 纬度产地：0.0 线性单位：米（1.0） 地理坐标系统： GCS北京1954年 角单位：度（0.0174532925199433） 本初子午线：格林威治（0.0） 基准：D1954年北京 球体：Krasovsky1940年 半长轴：6378245.0 短半轴：6356863.018773047 扁率：298.3 从选项中可以看出，有四种不同的命名方法： Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25 Beijing 1954 GK Zone 13 Beijing 1954 GK Zone 13N 它们的意思分别为：

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

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3.2西安80坐标系

1）在投影坐标系中的路径：投影坐标系→Gauss Kruger→Xian1980 2)参数中英文对照

Xian_1980_3_Degree_GK_CM_102E Xian_1980_3_Degree_GK_CM_102E WKID：2379权限：EPSG WKID: 2379 权限: EPSG 投影：高斯克鲁格 Projection: Gauss Kruger 东移：500000.0 False Easting: 500000.0 假北：0.0 False Northing: 0.0 中央子午线：102.0 Central Meridian: 102.0 比例系数：1.0 Scale Factor: 1.0 纬度产地：0.0 Latitude Of Origin: 0.0 线性单位：米（1.0） Linear Unit: Meter (1.0) 地理坐标系统：GCS西安1980 Geographic Coordinate System: GCS Xian 1980 Angular Unit: Degree (0.0174532925199433) Prime Meridian: Greenwich (0.0) Datum: D Xian 1980 Spheroid: Xian 1980 Semimajor Axis: 6378140.0 Semiminor Axis: 6356755.288157528 Inverse Flattening: 298.257 3）分类方法 Xian 1980 3 Degree GK CM 75E Xian 1980 3 Degree GK Zone 25 Xian 1980 GK CM 75E Xian 1980 GK Zone 13 它们的意思分别为：

三度分带法的西安80坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前不加带号

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角单位：度（0.0174532925199433） 本初子午线：格林威治（0.0） 基准：D西安1980 球体：西安1980 半长轴：6378140.0 短半轴：6356755.288157528 扁率：298.257 三度分带法的西安80坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前加带号 六度分带法的西安80坐标系，分带号为13，横坐标前加带号 六度分带法的西安80坐标系，分带号为13，横坐标前不加带号

3.3World投影坐标系

WGS_1984_World_Mercator WKID: 3395 权限: EPSG Projection: Mercator False_Easting: 0.0 False_Northing: 0.0 Central_Meridian: 0.0 Standard_Parallel_1: 0.0 Linear Unit: Meter (1.0) Geographic Coordinate System: GCS_WGS_1984 Angular Unit: Degree (0.0174532925199433) Prime Meridian: Greenwich (0.0) Datum: D_WGS_1984 Spheroid: WGS_1984 Semimajor Axis: 6378137.0 Semiminor Axis: 6356752.314245179 Inverse Flattening: 298.257223563 WGS_1984_World_Mercator WKID：3395权限：EPSG 投影：墨卡托 False_Easting：0.0 False_Northing：0.0 Central_Meridian：0.0 Standard_Parallel_1：0.0 线性单位：米（1.0） 地理坐标系：GCS_WGS_1984 角单位：度（0.0174532925199433） 本初子午线：格林威治（0.0） 基准：D_WGS_1984 球体：WGS_1984 半长轴：6378137.0 短半轴：6356752.314245179 扁率：298.257223563 四、小结

本次课后实习主要是针对ArcGIS中的地理坐标系与投影坐标系中参数的熟悉与认识。通过这次实习我明白了，由于地球形状的不规则性，在描述不同地区的地理信息的时候，需要用到不同的投影面去更好地将该地的地理特征表现

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出来，这就表明不同的国家拥有不同的投影基准。因此出现了种类繁多的投影坐标系与地理坐标系。地理坐标系统主要是立体的三维坐标，而投影坐标系统是将实际地形以某种投影方式投影到平面上进行表示。

ArcGIS中的各坐标系的参数均用英文表示。在地理坐标系中的参数主要描述了该参考椭球的扁率、长短半轴、单位、大地基准面等。在投影坐标系中的参数描述的是投影方式、中央子午线的位置、原点平移的距离以及所用地理坐标系统的信息。不同的投影方式的坐标系在参数的表达上有异曲同工的感觉，只是由于处于不同地区产生了差异。而对于统一地区的投影坐标系统，根据精度的需要，又分为不同精度的投影方式，比如高斯投影，投影带划分的越细投影前后的变化就越小，所得到的图形就越接近真实。

总之，只有对常用的地理坐标系和投影坐标系有初步的认识，才能将它们灵活的运用；对坐标系清醒的熟知将有利于今后地理与投影坐标系的转化。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/izif.html