淺談地質工作中遇到的坐標相關問題

1、淺談地質工作中遇到的坐標相關問題摘要】：我們做地質工作的，在工作中經常會遇到坐標轉換的相關問題，特別是三度帶與六度帶的相互轉化， 該論文簡單的講了一下三度帶與六度帶的投影及其關系，我 國坐標的組成及轉換的簡單原理。關鍵字】：投影、三度帶、六度帶、坐標組成、轉換abstract 】 : we do geological work, in the work weoften encounter coordinate transformation of related problems, especially with three degrees and with six degrees of mut

2、ual transformation, this paper simple speaking about three degrees of belt and six degrees of projection and its relationship with,China coordinates of composition and the simple principle of conversion.key words 】 : projection, three degrees of belt, with sixdegrees, the coordinate composition, con

3、version中圖分類t=r.號：O185 文獻標識碼： A 文章編號：在我們日常地質工作中，會遇到很多坐標轉換的問題，比如三度帶和六度帶的轉換，以及它們和大地坐標的轉換。具體的轉換規(guī)則，如果精確的來說，會很麻煩。本文簡單的 談一下地質工作的遇到的坐標的相關問題。1、地圖的構成要素地圖對每個地質工作者并不陌生。但若想正確地應用地圖，就必須真正了解地圖性質和特點，把地圖的各個構成 要素加以分析，認識每一種要素的含義和作用，了解各個要 素間的聯系。我們剖析尋找其共性，可以知道：構成地圖的 主要要素有三：地圖圖形、數學要素和輔助要素，有些圖上 還有各種補充資料。地圖圖形是用地圖符號所表示的制圖區(qū)域內

4、各種白然和社會經濟現象的分布、 聯系以及變化等的內容部分 （又稱為地理要素 ），這是地圖構成要素中的主體部分。數學要素是決定圖形分布位置和幾何精度的數學基礎，其中包括地圖投影及坐標網、比例尺、大地控制點等。地圖投影是用數學方法將地球橢球面上的圖形轉繪到平面 上；坐標網是各種地圖的數學基礎，是地圖上不可缺少的要 素；比例尺表示坐標網和地圖圖形的縮小程度；大地控制點 是保證把地球的自然表面轉繪到橢球面上，再轉繪至平面直 角坐標網時，具有精確的地理位置。數學要素中還有方位、 圖廓和分幅編號等。輔助要素是便于讀圖和用圖的。如圖例就是顯示地圖內容的各種符號的說明。還有圖名、地圖編制和出版單位、編圖時間和

5、所用編圖資料的情況、出版年月等。2、我國采用的投影方法及分帶方法我們的地球可以近似得看作一個球體，地圖需要將球體上的地形地貌及地物展到平面圖上時，當區(qū)域范圍較小 時，可以把地球表面的一部分看做一個平面來處理；如果區(qū) 域范圍較大就不能把地球很大一塊地表面當作平面來看待， 必須采用適當的投影方法來解決這個為題。投影的方法很 多，我國常采用的是高斯投影。高斯投影是把地球當作一個圓球看待，在地球表面上個子午圈（經線圈） ，把投影面卷成一個橫圓柱，使圓柱于該子午線相切，這條切線即軸子午線。這樣，球面 上的軸子午線就毫無改變地轉移到圓柱面上，即投影面上。這樣，擴大赤道面與圓柱體相交， 這條交線與軸子午線垂

6、直， 當圓柱切開時， 在圓柱體 （投影面） 上就形成兩條正交直線， 其中軸子午線形成 X 軸，赤道形成 Y 軸。（如圖 1 所示）圖 1 、高斯投影示意圖 高斯投影把地球分成若干范圍不大的帶進行投影，帶的寬度一般分為經差 6、 3和 1.5等幾種，簡稱為 6 度 帶、 3 度帶和 1.5 度帶，取各帶中間的一條子午線與橫圓柱 相切，通常稱為“中央子午線” 。我國的基本比例尺地形圖 中，比例尺大于等于 50 萬的均采用高斯 -克呂格投影，因為高斯投影長度和面積上變形很小，中央經線無變形，而且計算簡便。其中：6帶的劃分：它從 0子午線（通過原格林尼治天文臺得子午線）算起，以經度每差 6為一帶，全球

7、共分為 60個帶，編號依次為 1、2,60。每一個帶的中央子午線位于該帶的正中間，每個帶的中央子午線依次增加6。3帶的劃分：它從東經 1 30 開始每隔3為一個投影帶，全球共分為 120 個帶，編號依次為 1、2,120。它的中央子午線一部分同6帶中央子午線重合，一部分同6帶的分界子午線重合。見圖 2）圖 2、 6帶和 3帶分帶示意圖3、我國常用的坐標及其組成我們讀圖的精髓在于地圖坐標，我們把坐標點上在地圖上或者在地圖上讀出目的地的坐標值，都離不開地圖坐 標。我們工作中常見的坐標為大地坐標和高斯-克呂格坐標。大地坐標是用大地經度 L 和大地偉度 B 表示地球球面位 置的坐標， 高斯-克呂格坐標

8、為平面直角坐標， 是在公里坐標 網中表示的坐標，用橫軸坐標（y）和縱軸坐標（x）表示某 點在地圖上的位置。高斯一克呂格坐標其實是假設的坐標，因為在我國，為了方便計算坐標， 坐標縱軸是移動過的，是個假設的縱軸。那么我們工作中常用到的高斯克呂格坐標是怎么組成的呢 ?高斯投影是按分帶方法各自進行投影，故各帶坐標成獨立系統(tǒng)。以中央經線投影為縱軸 (x), 赤道投影為橫軸 (y),兩軸交點即為各帶的坐標原點?？v坐標以赤道為零起算，赤道以北為正， 以南為負。 我國位于北半球， 縱坐標均為正值。橫坐標如以中央經線為零起算，中央經線以東為正，以西為負。在我國， 縱坐標 x 坐標都是正的， 橫坐標 y 的最大值

9、 (在 赤道上)約為 333km ，為了避免出現負的橫坐標，規(guī)定將坐 標縱軸西移 500 公里當作起始軸，凡是帶內的橫坐標值均加500 公里。由于高斯 -克呂格投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值，所以各帶的坐標完全相同，為了區(qū) 別某一坐標系統(tǒng)屬于哪一帶，在橫軸坐標前加上帶號。圖 3 、坐標示意圖 例如在帶號為18的6帶中，y自然=1223.50m (y自然為坐標縱軸沒移動之前的值) ，則 y 假設=18*1000000+500000+ （1223.50）=18501223.50（y 假設為我們工作中經常用到的坐標，是坐標縱軸移動過后，再加上帶號后的坐標) 。在實際計算時則要去掉帶

10、號，再減去500000m，恢復原來的數值，常稱為自然值（y自然），至于縱坐標 x 值，無論在哪一帶都是由赤道起算的自然值。4、3帶坐標和 6帶坐標簡單的轉換理論我國的基本比例尺地形圖中， 1/50 萬 1/5 萬采用 6個 6 帶、二帶坐標， 1/1 萬采用 3帶坐標。我國的經度范圍西起東經 73 40東至東經135 2 30，可分成fctb 口個3帶，根據我國某地經度 L0與帶號n的關系（只限我國）：帶： n=（L0/6:（取整數商）+1（有余數時）（L0的單位：帶： n=（L0 - 1.5） /3：（取整數商）+1（有余數時) (L0的單位：由計算可得： 6帶的代號由 13233帶的帶號由

11、 2545那么 3帶坐標和 6帶坐標怎么轉換呢？根據中央子午線的不同，主要分兩種情況：、 3帶和 6帶中央子午線重合的情況這種情況下，中央子午線重合，即高斯一克呂格坐標系的坐標縱軸重合，那么根據我國的情況，向西平移500km的假設坐標縱軸也重合，那么在子午線重合的 3帶內的任點在高斯一克呂格坐標系里面的坐標也是相同的，在要求 不精確的情況下，直接換帶號就可以得到相應的橫坐標的轉換，縱坐標值，無論在哪一帶都是由赤道起算的自然值，則 不需要變化。、 3 帶和 6 帶中央子午線不重合的情況fctb 口這種情況下，不能像上面那種情況下直接換帶號，因為涉及到跨帶的問題，某個 3帶可能跨兩個 6帶，不可能

12、直接換代號。其實，前面介紹了我國高斯一克呂格坐標的組成要素，這樣就很容易理解這種情況下的轉換原理。如圖所示，為貴中央子午線左州某地，帶號為 36 的 3帶跨了兩個 6帶，邊為帶號為 18 的 6帶，中央子午線右邊為帶號為 19 的 6 帶。（見圖 4）由于實際轉換時要考慮到投影變形的問題，比較麻煩，這里只簡單介紹下轉換的理論，這種情況下，需要進行坐標 系的轉換。 如圖， A 點在帶號為 3帶的中央子午線的左側，需要轉換到帶號為 18 的 6帶的坐標系中， 根據我國坐標組 成的要素進行坐標的確定。同理，如圖， B 點則需要轉換到 帶號為 19 的 6帶坐標系中。由圖 3， A 點在 3帶的坐標為

13、（ 36000000+yA ， xA）,那么 A 點在帶號為 36 的 3帶坐標中的自然值坐標為yA-500000 ， xA )把該點轉換為帶號為 18 的 6帶的高斯 -克呂格坐標系其中a 為當地維度上， 3帶坐標縱軸與相鄰的一個 6帶坐標縱軸的距離） ：A 點的橫坐標為 18000000 +500000+a-| yA-500000| 圖4、左邊轉換示意圖由圖可知 yA0 ，則 A 點的橫坐標為 18000000+a+ yA由此得， A 點在帶號為 18 的 6帶中的坐標為18000000+a+yA ，xA )同理， B 點在該 3帶的坐標為（ 36000000+yB ，xB），在該 3帶的自然值坐標為（ yB-500000 ，xB ），把 B 點的坐B 點在標系轉換到帶號為 19的 6帶坐標系中得：帶號為 19 的 6帶的坐標為：（19000000+ yB-a， xB)5、結論我們在日常的工作中，遇到的第一種轉換的情況比較多， 在精度要求不高的情況下， 3帶和 6帶中央子午線重合的情況下可以直接換帶號應用。但是在跨帶的情