ENVI中自定義坐標(biāo)(以北京54和西安80為例

1、ENVI中自定義坐標(biāo)（以北京54和西安80為例）更新至ENVI4.7下本帖最后由 lianyi_dyq 于 2010-10-6 11:56 編輯 ENVI中自定義坐標(biāo)系說(shuō)明以北京54和西安80為例1 地理投影的基本原理常用到的地圖坐標(biāo)系有2種，即地理坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系。地理坐標(biāo)系是以經(jīng)緯度為單位的地球坐標(biāo)系統(tǒng)，地理坐標(biāo)系中有2個(gè)重要部分，即地球橢球體（spheroid）和大地基準(zhǔn)面（datum）。由于地球表面的不規(guī)則性，它不能用數(shù)學(xué)公式來(lái)表達(dá)，也就無(wú)法實(shí)施運(yùn)算，所以必須找一個(gè)形狀和大小都很接近地球的橢球體來(lái)代替地球，這個(gè)橢球體被稱(chēng)為地球橢球體，我國(guó)常用的橢球體如下：橢球體名稱(chēng)年代長(zhǎng)半軸（米）短

2、半軸（米）扁率WGS8419846378137.06356752.31：298.257克拉索夫斯基（Krasovsky）19406378245.06356863.01：298.3IAG-7519756378140.06356755.31：298.257表1 我國(guó)常用橢球體 大地基準(zhǔn)面指目前參考橢球與WGS84參考橢球間的相對(duì)位置關(guān)系（3個(gè)平移，3個(gè)旋轉(zhuǎn)，1個(gè)縮放），可以用其中3個(gè)、4個(gè)或者7個(gè)參數(shù)來(lái)描述它們之間的關(guān)系，每個(gè)橢球體都對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)大地基準(zhǔn)面。 投影坐標(biāo)系是利用一定的數(shù)學(xué)法則把地球表面上的經(jīng)緯線(xiàn)網(wǎng)表示到平面上，屬于平面坐標(biāo)系。數(shù)學(xué)法則指的是投影類(lèi)型，目前我國(guó)普遍采用的是高斯克呂格投

3、影，在英美國(guó)家稱(chēng)為橫軸墨卡托投影（Transverse Mercator）。高斯克呂格投影的中央經(jīng)線(xiàn)和赤道為互相垂直，分帶標(biāo)準(zhǔn)分為3度帶和6度帶。美國(guó)編制世界各地軍用地圖和地球資源衛(wèi)星像片所采用的全球橫軸墨卡托投影（UTM）是橫軸墨卡托投影的一種變型。高斯克呂格投影的中央經(jīng)線(xiàn)長(zhǎng)度比等于1，UTM投影規(guī)定中央經(jīng)線(xiàn)長(zhǎng)度比為0.9996。 我國(guó)規(guī)定1：1萬(wàn)、1：2.5萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：50萬(wàn)比例尺地形圖，均采用高斯克呂格投影。1：2.5至1：50萬(wàn)比例尺地形圖采用經(jīng)差6度分帶，1：1和1：2.5萬(wàn)比例尺地形圖采用經(jīng)差3度分帶。2 北京54與西安80坐標(biāo)系 先了解大地坐標(biāo)的概念

4、。 大地坐標(biāo)，在地面上建立一系列相連接的三角形，量取一段精確的距離作為起算邊，在這個(gè)邊的兩端點(diǎn)，采用天文觀(guān)測(cè)的方法確定其點(diǎn)位（經(jīng)度、緯度和方位角）， 用精密測(cè)角儀器測(cè)定各三角形的角值，根據(jù)起算邊的邊長(zhǎng)和點(diǎn)位，就可以推算出其他各點(diǎn)的坐標(biāo)。這樣推算出的坐標(biāo)，稱(chēng)為大地坐標(biāo)。 我國(guó)1954年在北京設(shè)立了大地坐標(biāo)原點(diǎn)，由此計(jì)算出來(lái)的各大地控制點(diǎn)的坐標(biāo)，稱(chēng)為1954年北京坐標(biāo)系。為了適應(yīng)大地測(cè)量的發(fā)展，我國(guó)于1978年采用國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的IAG-75地球橢球體建立了我國(guó)新的大地坐標(biāo)系，并在1986年宣布在陜西省涇陽(yáng)縣設(shè)立了新的大地坐標(biāo)原點(diǎn)，由此計(jì)算出來(lái)的各大地控制點(diǎn)坐標(biāo)，稱(chēng)為1980年大地坐標(biāo)系。

5、我們經(jīng)常給影像投影時(shí)用到的北京54或者西安80坐標(biāo)系是投影直角坐標(biāo)系，如下表所示為北京54和西安80坐標(biāo)系采用的主要參數(shù)，坐標(biāo)名稱(chēng)投影類(lèi)型橢球體基準(zhǔn)面北京54Gauss Kruger（Transverse Mercator）Krasovsky北京54西安80Gauss Kruger（Transverse Mercator）IAG75西安80表2 我國(guó)常用坐標(biāo)系參數(shù)列表 從中可以看到我們通常稱(chēng)謂的北京54坐標(biāo)系、西安80坐標(biāo)系實(shí)際上指的是我國(guó)的兩個(gè)大地基準(zhǔn)面。3 參數(shù)的獲取 對(duì)于地理坐標(biāo)，只需要確定兩個(gè)參數(shù)，即橢球體和大地基準(zhǔn)面。對(duì)于投影坐標(biāo)，投影類(lèi)型為Gauss Kruger（Transver

6、se Mercator），除了確定橢球體和大地基準(zhǔn)面外，還需要確定中央經(jīng)線(xiàn)。 大地基準(zhǔn)面的確定關(guān)鍵是確定7個(gè)參數(shù)（或者其中幾個(gè)參數(shù)），北京54基準(zhǔn)面可以用三個(gè)平移參數(shù)來(lái)確定，即“-12,-113,-41,0,0,0,0”，很多軟件近似為Krasovsky(0,0,0,0,0,0,0)基準(zhǔn)面；西安80的7參數(shù)比較特殊，各個(gè)區(qū)域不一樣。一般有兩個(gè)途徑：一是直接從測(cè)繪部門(mén)獲??；二是根據(jù)三個(gè)以上具有西安80坐標(biāo)系與其他坐標(biāo)系的同名點(diǎn)坐標(biāo)值，利用軟件來(lái)推算，有一些綠色軟件具有這個(gè)功能，如Coord MG。中央經(jīng)線(xiàn)獲取可有以下兩種方法，第一種根據(jù)已知帶號(hào)計(jì)算，6度帶用6*N-3，3度帶用3*N；第二種方法

7、是根據(jù)經(jīng)度從圖1中查找。下載 (28.33 KB)2008-12-2 17:47圖1高斯克呂格投影的分帶4 ENVI中定義坐標(biāo) ENVI中的坐標(biāo)定義文件存放在HOMEITTIDL70productsenvi45map_proj 文件夾下，三個(gè)文件記錄了坐標(biāo)信息： ellipse.txt橢球體參數(shù)文件 datum.txt基準(zhǔn)面參數(shù)文件 map_proj.txt坐標(biāo)系參數(shù)文件 在ENVI中自定義坐標(biāo)系分三步：定義橢球體、基準(zhǔn)面和定義坐標(biāo)參數(shù)第一步、添加橢球體語(yǔ)法為 ,。 這里將“Krasovsky，6378245.0，6356863.0”和“IAG-75，6378140.0，6356755.3”加

8、入ellipse.txt末端。注：ellipse.txt文件中已經(jīng)有了克拉索夫斯基橢球，由于翻譯原因，這里的英文名稱(chēng)是Krassovsky，為了讓其他軟件平臺(tái)識(shí)別，這里新建一個(gè)Krasovsky橢球體。第二步、添加基準(zhǔn)面 語(yǔ)法為,。 這里將“D_BEIJING_1954, Krasovsky, -12, -113, -41”和“D_Xian_1980,IAG-75,0,0,0”加入datum.txt 末端。注：為了更好的與ArcGIS系列產(chǎn)品兼容，從ENVI 4.7開(kāi)始，所有產(chǎn)品包括 ENVI、ENVI+IDL、ENVI Zoom 和ENVI Ex，全部采用ArcGIS投影轉(zhuǎn)換引擎（ENVI4

9、.7之前的版本用的是GCTP常規(guī)制圖轉(zhuǎn)換包），對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，ENVI菜單中所有的投影操作不變，同時(shí)還直接支持ArcGIS中的投影類(lèi)型。但是自定義北京54及西安80坐標(biāo)系有一些改變，即定義兩個(gè)坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面（datum）時(shí)候使用統(tǒng)一的名稱(chēng)：D_BEIJING_1954和D_Xian_1980。第三步、定義坐標(biāo) 在ENVI任何用到投影坐標(biāo)的功能模塊中都可以新建坐標(biāo)系(在任何地圖投影選擇對(duì)話(huà)框中，點(diǎn)擊“New”按鈕。)，這里我們選擇Map-Customize Map Projection，如圖1所示，添加一個(gè)20度帶（6度）的坐標(biāo)，添加的參數(shù)如圖2所示。 注：投影類(lèi)型選擇Transverse Merc

10、ator，Scale factor填寫(xiě)0.9996，與Gauss-Kruger等同。False easting中如果把帶號(hào)，即39500000，得到的坐標(biāo)就帶有帶號(hào)。 下載 (117.54 KB)2010-9-30 14:15圖2 自定義坐標(biāo)系選擇Projection-Add New Projection, 將投影添加到 ENVI 所用的投影列表中。選擇 File Save Projections，存儲(chǔ)新的或更改過(guò)的投影信息。這樣一個(gè)新的投影坐標(biāo)就新建完成。 相同方法，添加一個(gè)20度帶（6度）的西安80坐標(biāo)系（如圖3所示）。下載 (122.52 KB)2010-9-30 14:15圖3自定義西

11、安80坐標(biāo)系 打開(kāi)map_proj.txt，可以看到新建的坐標(biāo)信息已經(jīng)自動(dòng)加入。下載 (130.92 KB)2010-9-30 14:15圖4 自定義坐標(biāo)列表5 使用自定義坐標(biāo)系 下面將利用自定義坐標(biāo)系將一副北京54坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為西安80坐標(biāo)系。試驗(yàn)的柵格數(shù)據(jù)情況為：一幅北京坐標(biāo)系的柵格數(shù)據(jù)，投影參數(shù)如下：投影類(lèi)型：Transverse Mercator橢球：Krassovsky基準(zhǔn)面：Krassovsky（自定義）中央經(jīng)線(xiàn)：117東向偏移：500000m 由于數(shù)據(jù)的投影信息不是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或者說(shuō)其參數(shù)名稱(chēng)不是標(biāo)準(zhǔn)的，所以在ENVI中有可能不能讀取數(shù)據(jù)的投影信息（如圖5），這個(gè)時(shí)候就需要重新設(shè)定投影

12、信息。下載 (70.47 KB)2010-9-30 14:15圖5查看坐標(biāo)信息 打開(kāi)數(shù)據(jù)文件，在A(yíng)vailable Bands List中選擇文件，點(diǎn)擊右鍵打開(kāi)Header Info，在Edit Attributes中選擇Map Info。選擇Change Projection，將前面定義好的北京54坐標(biāo)選上。下載 (124.45 KB)2010-9-30 14:15圖6添加坐標(biāo)系 這樣在影像的map info里面就可以看到投影信息了。下載 (64.96 KB)2010-9-30 14:15圖7 更改坐標(biāo)信息后的效果 選擇Map-Convert Map Projecton,進(jìn)行西安80的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。下載 (141.6 KB)2010-9-30 14:15圖8 轉(zhuǎn)換參數(shù) 打開(kāi)轉(zhuǎn)換后的結(jié)果，如圖8所示，可以看到Map Info中投影信息已經(jīng)更