第三讲gis的空间地理坐标系统.pptVIP

中山大学 遥感与地理信息工程系 我国的大地坐标系 1949年以后，我国采用了两种不同的大地坐 标系，即1954年北京坐标系和80国家大地 坐标系，它们均属参心大地坐标系(p40)。 不同的参考椭球确定不同的参心坐标系。 相同的地球椭球元素，但定位和定向不同， 也将构成不同的参心坐标系。 把地面大地网归算到地球椭球面上，确定它 同大地的相关关系位置，这就是所谓椭球 的定位和定向问题 。 1980年国家大地坐标系 由于1954年北京坐标系（简称54坐标系）存在许多缺点和问题，1980年我国建立了新的大地坐标系（简称80坐标系），其要点是： 属参心大地坐标系； 采用既含几何参数又含物理参数的四个椭球基本参数。数值采用1975年国际大地测量学联合会（IUG）第16届大会上的推荐值，其结果是： 地球长半轴= 6378140m 1980年国家大地坐标系 地心引力常数x质量 GM = 3.986005×1014m3/s2 地球重力场二阶带谐数Ｊ２＝1.08263×10–3 地球自转角速度ω＝7.292115×10–5rad/s。 多点定位。在我国按10×10间隔，均匀选取922个点组成弧度测量方程，按最小解算大地原点起始数据（p41)； 定向明确。地球椭球的短轴平行于地球质心指向1968.0地极原点(JYD)的方向，起始大地子午面平行于我国起始天文子午面，ωx ＝ωy ＝ωz ＝0； 1980年国家大地坐标系 大地原点定在我国中部地区的陕西省泾阳县永乐镇，简称西安原点； 大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准。 地图投影 将椭球面上各点的大地坐标按照一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标，通常称为地图投影。 x=F1(L,B) 、y=F2(L,B) 式中（L，B）是椭球面上某一点的大地坐标，而（x,y）是该点投影平面上的直角坐标。 各种不同的投影就是按照一定的条件来确定式中的函数形式F1，F2的。地球椭球面是不可展的曲面，无论用什么函数式F1，F2 将其投影至平面，都会产生变形。 高斯——克吕格投影 它是一种横轴等角切圆柱投影。 高斯投影的条件： 中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对 称轴； 等角投影； 中央经线上没有投影变形； 国家坐标系和独立坐标系的变换 由于地球半径很大，在较小区域内进行测量工作可将地球椭球面作为平面看待，而不失其严密性。既然把投影基准面作为平面，就可采用平面直角坐标系表示地面点的投影面上的位置。 独立坐标系的转换（p45) 联合平差转换法 最小二乘变换法 简易相似变换法 坐标函数拟合法 空间参考系统 空间参照系统是指确定空间目标平面位置和高程的平面坐标和高程系，这两个系统均与地球椭球面有关。 理论和实践证明，大地水准面与具有微小扁率的旋转椭球面非常接近，可用来代表地球形状，故又名地球椭球面。 我国地理信息系统中常用的地图投影的配置 我国基本比例尺地形图（1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000）除1：100万以外均采用高斯-克吕格投影为地理基础； 1：100万地形图采用Lambert投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致。 我国大部份省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影和属于同一投影系统的Albers投影（正轴等面积割圆锥投影）； Lambert投影中，地球表面上两点间的最短距离（即大圆航线）表现为近于直线，这有利于GIS中的空间分析和信息量度的正确实施。 地图投影的分类 根据投影面与球面相关位置的分类 地图投影与GIS的关系 GIS中地图投影设计与配置 各国家的GIS所采用的投影系统与该国的基本地形图系列所采用的投影系统一致。 各比例尺的GIS中的投影系统与其相应比例尺的主要信息源地图所用的投影一致。 各地区的GIS中的投影系统与其所在区域使用的投影系统一致。 各种GIS一般以一种或两种（至多三种）投影系统为其投影系统，以保证地理定位框架的统一。 正轴 圆柱 方位 圆锥 斜轴 横轴 根据投影探求方法的分类 透视几何投影: 完全依据透视的原理，根据视点、物点、像点之间的几何关系来建立投影方程（3D）。 几何解析投影：根据经纬线形状确定投影方程的基本形式，如圆锥投影、圆柱投影等。 解析投影：它事先并不人为确定经纬线的形状，其投影后的经纬线形状与投影方程的形式完全依据人们给出的条件逐步推求得到，如高斯-克吕格投影。 另外，还有根据投影方程特征的分类。 投影变形 经过投影的地图，不能与地球表面上相应的距离或面积同时保持图形的完全相似，也就是说，经过投影后，会产生长度、面