第三章1空间数据坐标变换.ppt

投影与坐标变换 中国使用的地球椭球体 1） 海福特椭球 我国52年以前基准椭球 2）克拉索夫斯基椭球　北京54坐标系基准椭球 3）1975年I.U.G.G推荐椭球 西安80坐标系基准椭球 4）WGS-84椭球 WGS-84 GPS 基准椭球　　 地图投影 建立地球椭球表面上点与地图平面上点之间的一一对应关系 投影面与地球面相对位置分类 圆锥投影、圆柱投影和方位投影 正轴投影、斜轴投影和横轴投影 切投影和割投影 地图投影的变形 长度、面积和角度变形 变形椭圆：地球面上无穷小圆在投影中通常不可能保持原来的形状和大小，而是投影成为不同大小的圆或各种形状大小的椭圆统称为变形椭圆。 基于投影变形的分类 等角投影：投影后为大小不同的圆形 等面积投影：投影后面积相等而形状不同的椭圆 任意投影：投影后为面积不等形状各不相同的椭圆 长度变形、面积变形和角度变形的关系 1）等积投影上不能保持等角特性，等角投影上不能保持等积特性；任意投影上不能保持等角和等积的特性； 2）等积投影的形状变形比较大；等角投影的面积变形比较大；等距投影的面积变形小于等角投影，角度变形小于等积投影。 投影选择原则 使投影上的等变形线与制图区域的轮廓形状基本一致的要求 投影上变形值相等的点的连线 地图投影选择的一般原则 GIS所采用的投影系统应与本国的基本地图系统所采用的投影系统一致； 各比例尺GIS中的投影系统应与相应比例尺主要信息源地图的投影一致； 各地区的GIS投影系统应与该地区所使用的投影系统一致； 一般选择1-3种投影系统。 中国的地图投影选择 1：50万以上采用高斯——克吕格投影； 1：100万地形图采用Lambert投影，大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影或属于同一投影系统的Albers投影； 高斯－克吕格投影 将椭圆柱横切于地球椭球体上，其切线为某一经线，然后根据一定的约束条件将中央经线两侧规定范围内的点投影到椭球面上，从而得到各点的高斯投影。 高斯克吕格投影图示 投影条件 中央经线和地球赤道线投影成直线且作为该投影带的对称轴； 等角投影； 中央经线上没有长度变形。 高斯克－吕格投影分带 1）6度带是从0o子午线起，自西向东每隔经差6为一投影带，全球分为60带，带号用自然序数1，2，3，…60表示。 2）3度带，是从东经1度30分的经线开始，每隔3度为一带，全球划分为120个投影带。 1）高斯－克吕格投影分带图示 我国 1：2.5万——1：50万地形图采用6o分带方案。 1：1万及更大比例尺地形图采用3o分带方案。 已知带号求中央经线位置 东半球 高斯—克吕格投影坐标 1）X坐标值在赤道以北为正，以南为负；Y坐标值在中央经线以东为正，以西为负。 2）在Y值前，需冠以带号，这样的坐标称为通用坐标。 Lambert投影 用一个正圆锥切于或割于地球，应用等角条件将地球面投影到圆锥面上，沿一母线剖开成平面。 Lambert投影 特点： 投影后经线交于圆锥顶点； 纬线表现为同心圆，圆心为圆锥顶点。 坐标变换 相似变换 仿射变换 相似变换 假设地图的实际比例尺在X、Y方向是一致的。 仿射变换 图纸数字化时两方向的比例尺存在差异，假设分别为mx、my。 投影变换 不同来源的地图还可能存在地图投影与地理坐标的差异，以及地图比例尺之间、地图比例尺与数字化仪的长度单位之间的不一致。 投影变换是地图制图的理论基础。 正解变换：通过建立两种投影之间的严密数学解析关系，直接由一种投影的数字化坐标精确变换为另一种投影的坐标 反解变换 ：以地理坐标为中间媒介，先将一种投影坐标反解出其地理坐标，然后再将其地理坐标带入另一种投影的坐标计算公式中，计算出新的投影坐标。  中国地形图分幅与编号 中国地形图分幅与编号－旧标准 我国基本比例尺地形图分幅与编号，以1：100万地形图为基础 延伸出1：50万、1：25万、1：10万; 再以1：10万为基础，延伸出1：5万、1:2.5万、1：1万三种比例尺； 1：100万从赤道起向两极每纬差4°为一行，至88°，南北半球各分为22横列，依次编号A、B、... V； 由经度180°西向东每6°一列，全球60列，以1-60表示，如北京所在1：100万图在第10行，第50列，其编号为 J-50 中国地形图分幅与编号－旧标准 在1：100万图上，按经差3°纬差2°分成四幅1：50万地形图，编为A、B、C、D，如 J-50-A 按经差1°30′纬差1°分成16幅1：25万地形图，编为[1]、...[16]，如 J-50-[1]。 按经差30′纬差20′分成144幅1：10万地形图，编为1、...144，如 J-50-1