地图投影和坐标系统(zilong).ppt

地图投影和坐标系统 主讲人：子龙 地图投影和坐标系统 一、地球椭球体基本要素 二、地理坐标系 三、地图投影 四、软件操作 一、地球椭球体基本要素 地球是一个不规则梨状椭球体。最高峰珠穆朗玛峰，8844.43m；最深海底马里亚纳海沟，-11034m。 2、基准面 地图坐标系由大地基准面和地图投影确定，大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，每个国家或地区均有各自的大地基准面 。 1、地球的形状 二、地理坐标系 1、天文经纬度 经度：观测点与本初子午面（格林尼治子午面）间的两面角； 纬度：铅垂线与赤道平面间的夹角。 经度：参考椭球面观测点的大地子午面与本初子午线的两面角； 纬度：参考椭球面观测点的垂直线（法线）与赤道面的夹角 2大地经纬度（大地/地理坐标系统） N S E 赤 道 纬 线 本 初 子 午 线 W A B L 经度：参考椭球面观测点的大地子午面与本初子午线的两面角； 纬度：参考椭球面观测点和椭球中心连线与赤道面的夹角。 3地心经纬度 三种经纬度关系示意图 * 1954北京坐标系 1980西安坐标系 WGS84(World Geodetic System)全球定位系统坐标系(地球质心) 5我国常见高程系 黄海高程系（1956年 ） 国家高程基准（1985国家高程基准“已经国家批准, 1988年1月1日开始启用） 1985国家高程基准比黄海平均海平面高29mm 4我国常用的大地坐标系 三、地图投影 1、概念： 由于球面的不可展示性，为了用平面坐标来表示球面上目标的空间位置，必须进行球面坐标到平面坐标的转换，这就是地图的投影变换。 2、地图投影的分类（三大几何投影） （1）方位投影 以平面作为辅助投影面，使球体与平面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到 平面上构成的一种投影。 （2）圆柱投影 以圆柱表面作为辅助投影面，使球体与圆柱表面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到圆柱表面，再将圆柱表面展成平面。 （3）圆锥投影 以圆锥表面作为辅助投影面，使球体与圆锥表面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到圆锥表面，再将圆锥表面展成平面。 正轴 横轴 斜轴 圆锥 圆柱 方位 3、高斯－克吕格投影（也叫横轴等角墨卡托投影，即横轴圆柱切投影） （1） 以圆柱面为投影面，并与椭球体面相切于一条经线上，该经线即为投影带的中央经线，按等角条件将中央经线东西一定范围内的区域投影到圆柱表面，再展开成平面。通常按3°、6°分带投影。 N S’ 中央经线 赤道 高斯投影6°和3°带分带 （2）应用：我国国家基本比例尺地形图中的大众比例尺图，一律采用高斯—克吕格投影。1:1万比例尺的地形图采用3°分带，1:2.5万~1:50万比例尺地形图采用6°分带。 6°分带：从本初子午线开始，按经差6°为一个投影带自西向东划分，全球共分60个投影带，带号冠以1~60，即东经0°~ 6°为第一个投影带， 6°~ 12°为第二个投影带… 3°分带：从东经1°30’开始，按经差3°为一个投影带自西向东划分，全球共分120个投影带，东经1°30’ ~ 4°30’为第一个投影带， 4°30’ ~ 7°30’为第二个投影带… （3）实例 昆明经度范围 102°10’~ 103°40’如何选择高斯投影？ 解：a、经度差= 103°40’- 102°10’= 1°30’ 3° 6°，故 3° 、6°分带都可选； b、102°/ 3°=34带，34带经度范围为： （100°30’ ~103°30’）不覆盖昆明范围，故不能选用3°分带； C、 102°/ 6°=17带，则昆明处于18带，经度范围为： （102° ~108°）中央经线为105°，故选用6°分带。 （4）、高斯平面直角坐标系 高斯—克吕格投影带内平面直角坐标系，以中央经线为X轴，赤道为Y轴，中央经线与赤道交点为坐标原点。且，x值北半球为正，南半球为负，y值中央经线以东为正，以西为负。 我国地处北半球，x值为正，为使y值不为负值，规定将纵坐标西移500km，因 此，高斯—克吕格投影直角坐标系中点（x，y）表示成通用坐标为 （x, 20 y+500） 中央子午线 Y X 500Km X P 赤道 纵坐标西移500Km 纵坐标增加投影带号 X=4.528Km Y=178Km X=4.528Km Y=20678Km （5）方里网 作平行于中央经线（纵坐标轴）和赤道（横坐标轴）的若干直线，由这两组互相垂直的直线组成了正方形网格。 4、UTM投影（Universal Transverse Mercatol Projectio