第3章_土地信息的表达要点解析.ppt

* 大地经度：观测点大地子午面与起始大地子午面之间的两面角，大地纬度：观测点椭球垂直线（法线）与赤道面之间的夹角； 天文经度：观测点子午面与起始天文子午面之间的两面角，天文纬度：观测点铅垂线（重力线）与赤道面之间的夹角； 经度向东量度为东经(正)，向西量度为西经(负) ，其值各为0o∽180o；纬度向北量度为北纬(正) ，向南量度为南纬(负) ，其值各为0o∽90o。 比如，我国地处东半球，又处于北半球，所以我国地域内各点的地理坐标都是东经和北纬。如北京某地点的地理坐标为东经116o28′，北纬39o54′。 * 空间大地直角坐标系 以椭球中心O为笛卡尔坐标系原点，OZ轴与椭球的旋转轴一致，OX轴位于起始子午面和 赤道面的交线上，在赤道方向上与X轴正交的方向为Y轴，O～XYZ构成右手坐标系。 图3-3 空间大地直角坐标系 * 运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上任意一个由地理坐标确定的点，在平面上必有一个与其相对应的点，平面上任一点的位置可以用极坐标或直角坐标表示。我国目前采用高斯-克吕格投影来建立地球表面和平面上点的函数关系。 平面直角坐标系 o X Y * 空间点的高程是以大地水准面为基准建立的，大地水准面又由地球重力场决定。由于地球重力场的复杂性，大地水准面不能惟一确定，各国或地区均是选择一个平均水平面来代替它，以建立高程基准。 我国有1956年黄海高程系和1985年国家高程基准。转换关系为：H85=H56-0.029 ，式中 : H85、H56一一新旧高程基准原点的正常高程。 在建立LIS时，若采用不同高程基准的地形图或工程图做基础数据时，应将高程基准全部统一到1985年国家高程基准。 高程参考系统 * GIS中常用的坐标系是与地图测绘密切相关的地理坐标系和平面直角坐标系。 * 为什么进行地图投影？ 采用平面直角坐标系较符合人们的习惯，但直接把大地坐标系展平作为直角坐标系时，不能正确表示各地面景物的形状、大小和相互关系，图形失直较严重。 什么是地图投影？ 地图投影就是指建 立地球表面上的点与 投影平面上的点之间 的一一对应关系。 3-3 地图投影 图3-4 地图投影 （摘自 Understanding GIS） * 地图投影变形形式 长度变形：地图上的经纬线长度并非都是按照同一比例缩小的； 面积变形：地图上经纬度线网格面积不是按照同一比例缩小的； 角度变形：地图上角度与相应景物在球面上的相应角度不相等。 * 地图投影的选择——高斯-克吕格投影 采用高斯横圆柱投影的方法来建立平面直角坐标系统，称为高斯平面直角坐标。在我国, 除 1:1000000 地形图采用Lambert(正轴等角割圆锥)投影外, 其余基本比例尺地图 (1:500 000、1:250 000、1:100 000、1:50 000、 1:25 000、1:10 000、1:5 000)均采用高斯-克吕格(横轴等角切椭圆柱)投影。 * 投影的基本思想： 设想用一个大小合适的椭圆柱面，横套在参考椭球体的外面，如下图左所示。 地球表面上只有一条子午线与柱面相切，在保持投影前后相应图形等角的条件下，将球面上的图形投影到柱面上，然后将柱面沿着过南北极的母线切开，并展成平面，就得一张平面图形了。 球面上的点与平面上的点建立起一一对应的关系。如下图右所示，相切的那条子午线，投影后为直线，长度不变。它两边的子午线投影后为凹向相切的子午线，长度变长，距离相切子午线愈远则变形愈大。 投影结果为中央经线和赤道投影都成直线。若以中央经线的投影作为纵坐标轴(X), 赤道投影作为横坐标轴 (Y), 两投影的交点作为坐标原点(O),正好构成平面直角坐标系。 * 投影带的划分： 由上所述，高斯投影的最大变形处为各投影带在赤道边缘处，为了控制变形，我国地形图采用分带方法，即将地球按一定间隔的经差(6°或3°)划分为若干相互不重叠的投影带，各带分别投影。1：2.5万至1：50万的地形图均采用6°分带方案，即从格林尼治零度经线起算，每6°为一个投影带，全球共分为60个投影带。我国领土位于东经72°到136°之间，共包括11个投影带(13～23带)。1：1万及更大比例尺地形图采用3°分带方案，全球共分为120个投影带。下图为高斯投影6°和3°带分带方案。 * 注意：我国位于北半球，全部X值都是正值。在每个投影带中则有一半的Y坐标值为负。为了避免Y坐标出现负值，规定纵坐标轴向西平移500km(半个投影带的最大宽度不超过500km); 又为了区别各带坐标的不同, 规定在Y值(己加500km)的前面冠以带号，这种坐标称为国家统一坐标。在实际计算时, 要去掉带号并减去500Km恢复原来的