第2章 地理空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

1、第第2章章 地理空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ)地理空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ)朱朱 瑩瑩主要內(nèi)容主要內(nèi)容 地球空間參考地球空間參考 空間數(shù)據(jù)投影空間數(shù)據(jù)投影 空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 空間尺度空間尺度 地理格網(wǎng)地理格網(wǎng)地球空間參考地球空間參考 地球形狀與地球橢球地球形狀與地球橢球 地球表面幾何模型可以分為四類地球表面幾何模型可以分為四類 第一類是地球的自然表面，它是一個起伏不平，十分不規(guī)則的第一類是地球的自然表面，它是一個起伏不平，十分不規(guī)則的表面，包括海洋底部、高山高原在內(nèi)的固體地球表面表面，包括海洋底部、高山高原在內(nèi)的固體地球表面 難以用一個簡潔的數(shù)學(xué)表達式描述出來，所以不適合于數(shù)字建難以用一個簡潔的數(shù)學(xué)表達式描述出來，所

2、以不適合于數(shù)字建模模 圖2.1 固體地球表面地球形狀與地球橢球地球形狀與地球橢球 地球表面幾何模型可以分為四類地球表面幾何模型可以分為四類 第二類是相對抽象的面，即大地水準(zhǔn)面第二類是相對抽象的面，即大地水準(zhǔn)面 假設(shè)當(dāng)海水處于完全靜止的平衡狀態(tài)時，從海平面延伸到所有假設(shè)當(dāng)海水處于完全靜止的平衡狀態(tài)時，從海平面延伸到所有大陸下部，而與地球重力方向處處正交的一個連續(xù)、閉合的水大陸下部，而與地球重力方向處處正交的一個連續(xù)、閉合的水準(zhǔn)面，它在理論上與靜止海平面重合準(zhǔn)面，它在理論上與靜止海平面重合 大地水準(zhǔn)面存在局部的不規(guī)則起伏，并不是一個嚴(yán)格的數(shù)學(xué)曲大地水準(zhǔn)面存在局部的不規(guī)則起伏，并不是一個嚴(yán)格的數(shù)學(xué)曲

3、面面 第三類是地球橢球面第三類是地球橢球面 大地體非常接近旋轉(zhuǎn)橢球，而后者的表面是一個是一個規(guī)則的大地體非常接近旋轉(zhuǎn)橢球，而后者的表面是一個是一個規(guī)則的數(shù)學(xué)曲面，因此選擇一個旋轉(zhuǎn)橢球作為地球理想的模型，稱為數(shù)學(xué)曲面，因此選擇一個旋轉(zhuǎn)橢球作為地球理想的模型，稱為地球橢球或參考橢球地球橢球或參考橢球地球形狀與地球橢球地球形狀與地球橢球1222222bzayaxa為長半徑，近似等于地球赤道半徑；為長半徑，近似等于地球赤道半徑；b為極軸半徑，為極軸半徑，近似等于南極（北極）到赤道面的距離。近似等于南極（北極）到赤道面的距離。WENSOabAP地球形狀與地球橢球地球形狀與地球橢球 地球橢球并不是一個任意

4、的旋轉(zhuǎn)橢球體。只有與地球橢球并不是一個任意的旋轉(zhuǎn)橢球體。只有與水準(zhǔn)橢球一致起來的旋轉(zhuǎn)橢球才能用作地球橢球水準(zhǔn)橢球一致起來的旋轉(zhuǎn)橢球才能用作地球橢球 幾何參數(shù)包括長半徑幾何參數(shù)包括長半徑a、短半徑、短半徑b、扁率、扁率等等 橢球名稱創(chuàng)立年代 長半徑a（m） 短半徑b（m）扁率WGS-841984637813763567521:298.261975年國際橢球（中國1980西安坐標(biāo)系采用）1975637814063567551:298.257海福特（Hayford）（中國1953年以前采用）1910637838863569121:297克拉索夫斯基（）（中國1954年北京坐標(biāo)系采用）19406378

5、24563568631:298.3地球形狀與地球橢球地球形狀與地球橢球 在實際建立地理空間坐標(biāo)系統(tǒng)的時候，還需要指定一個在實際建立地理空間坐標(biāo)系統(tǒng)的時候，還需要指定一個大大地基準(zhǔn)面地基準(zhǔn)面將參考橢球體與大地體聯(lián)系起來，在大地測量學(xué)將參考橢球體與大地體聯(lián)系起來，在大地測量學(xué)中稱之為中稱之為橢球定位橢球定位 定位指依據(jù)定位指依據(jù)一定的條件一定的條件，將具有給定參數(shù)的橢球與大地體，將具有給定參數(shù)的橢球與大地體的相關(guān)位置確定下來的相關(guān)位置確定下來 依據(jù)什么要求使大地水準(zhǔn)面與橢球面符合依據(jù)什么要求使大地水準(zhǔn)面與橢球面符合 參考橢球的短軸與地球旋轉(zhuǎn)軸平行參考橢球的短軸與地球旋轉(zhuǎn)軸平行 強調(diào)局部地區(qū)大地水準(zhǔn)

6、面與橢球面較好的定位（強調(diào)局部地區(qū)大地水準(zhǔn)面與橢球面較好的定位（參考定位參考定位），如），如1980西安坐標(biāo)系西安坐標(biāo)系 強調(diào)全球大地水準(zhǔn)面與橢球面符合較好的定位（強調(diào)全球大地水準(zhǔn)面與橢球面符合較好的定位（絕對定位絕對定位），如），如WGS84坐標(biāo)系坐標(biāo)系 對軸向的規(guī)定對軸向的規(guī)定 地球形狀與地球橢球地球形狀與地球橢球 第四類是數(shù)學(xué)模型，是在解決其它一些大地測量第四類是數(shù)學(xué)模型，是在解決其它一些大地測量學(xué)問題時提出來的，如類地形面、準(zhǔn)大地水準(zhǔn)面、學(xué)問題時提出來的，如類地形面、準(zhǔn)大地水準(zhǔn)面、靜態(tài)水平衡橢球體等靜態(tài)水平衡橢球體等坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng) 坐標(biāo)系統(tǒng)的分類及基本參數(shù)坐標(biāo)系統(tǒng)的分類及基本參數(shù) 地

7、理空間坐標(biāo)系統(tǒng)提供了確定空間位置的參照基準(zhǔn)地理空間坐標(biāo)系統(tǒng)提供了確定空間位置的參照基準(zhǔn) 球面坐標(biāo)系統(tǒng)球面坐標(biāo)系統(tǒng) 平面坐標(biāo)系統(tǒng)，即投影坐標(biāo)系統(tǒng)平面坐標(biāo)系統(tǒng)，即投影坐標(biāo)系統(tǒng)球面坐標(biāo)系統(tǒng)球面坐標(biāo)系統(tǒng)大地地理坐標(biāo)大地地理坐標(biāo)地理空間坐標(biāo)地理空間坐標(biāo)平面坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系天文地理坐標(biāo)天文地理坐標(biāo)高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系地方獨立平面直角坐標(biāo)地方獨立平面直角坐標(biāo)系系地心地固空間直角坐標(biāo)地心地固空間直角坐標(biāo)系系參心空間直角坐標(biāo)系參心空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng) 每個地理空間坐標(biāo)系都有一組與之對應(yīng)的基本參每個地理空間坐標(biāo)系都有一組與之對應(yīng)的基本參數(shù)數(shù) 球面坐標(biāo)系：地球橢

8、球，大地基準(zhǔn)面球面坐標(biāo)系：地球橢球，大地基準(zhǔn)面 大地基準(zhǔn)面規(guī)定了地球橢球與大地體的位置關(guān)系大地基準(zhǔn)面規(guī)定了地球橢球與大地體的位置關(guān)系 平面坐標(biāo)系統(tǒng)是按照球面坐標(biāo)與平面坐標(biāo)之間的映射平面坐標(biāo)系統(tǒng)是按照球面坐標(biāo)與平面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系，把球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)繪到平面關(guān)系，把球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)繪到平面 平面坐標(biāo)系：球面坐標(biāo)系的基本參數(shù)，投影規(guī)則平面坐標(biāo)系：球面坐標(biāo)系的基本參數(shù)，投影規(guī)則 投影規(guī)則，即球面坐標(biāo)與平面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系投影規(guī)則，即球面坐標(biāo)與平面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)球面坐標(biāo)系統(tǒng)大地地理坐標(biāo)大地地理坐標(biāo)以地球橢球為依據(jù)以地球橢球為依據(jù)空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系天

9、文地理坐標(biāo)天文地理坐標(biāo)以大地體為依據(jù)以大地體為依據(jù)地心地固空間直角坐標(biāo)系地心地固空間直角坐標(biāo)系以地球質(zhì)心為坐標(biāo)原點以地球質(zhì)心為坐標(biāo)原點 參心空間直角坐標(biāo)系參心空間直角坐標(biāo)系以參考橢球中心為坐標(biāo)原點以參考橢球中心為坐標(biāo)原點 球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 天文地理坐標(biāo)系天文地理坐標(biāo)系 天文地理坐標(biāo)以天文地理坐標(biāo)以地心地心（地球質(zhì)量中心）為坐標(biāo)原點，（地球質(zhì)量中心）為坐標(biāo)原點，Z軸與地球平軸與地球平自轉(zhuǎn)軸重合，自轉(zhuǎn)軸重合，ZOX是天文首子午面，以格林尼治平均天文臺定義是天文首子午面，以格林尼治平均天文臺定義 OY軸與軸與OX、OZ軸組成右手坐標(biāo)系，軸組成右手坐標(biāo)系，XOY為地球平均赤道面為地

10、球平均赤道面 地面垂線方向是不規(guī)則的地面垂線方向是不規(guī)則的，它們不一定指向地心，也不一定同地，它們不一定指向地心，也不一定同地軸相交軸相交 天文子午面天文子午面指包括測站垂線并與地球平自轉(zhuǎn)軸平行的平面指包括測站垂線并與地球平自轉(zhuǎn)軸平行的平面 天文緯度天文緯度為測站垂線方向與地球平均赤道面的交角，常以為測站垂線方向與地球平均赤道面的交角，常以表示，表示，赤道面以北為正，以南為負赤道面以北為正，以南為負 天文經(jīng)度天文經(jīng)度為首天文子午面與測站天文子午面的夾角，常以為首天文子午面與測站天文子午面的夾角，常以表示，表示，首子午面以東為正，以西為負首子午面以東為正，以西為負 由于地表面并不是大地水準(zhǔn)面，所

11、以在大地測量學(xué)中也將由于地表面并不是大地水準(zhǔn)面，所以在大地測量學(xué)中也將高程高程列列入天文坐標(biāo)中入天文坐標(biāo)中 球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 天文地理坐標(biāo)系天文地理坐標(biāo)系XYZOf?P圖圖2.4天文地理坐標(biāo)系天文地理坐標(biāo)系球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 大地地理坐標(biāo)大地地理坐標(biāo) 依托地球橢球用定義原點和軸系以及相應(yīng)基本參考面依托地球橢球用定義原點和軸系以及相應(yīng)基本參考面標(biāo)示較大地域地理空間位置的參照系，簡稱大地坐標(biāo)標(biāo)示較大地域地理空間位置的參照系，簡稱大地坐標(biāo) 點在大地坐標(biāo)系中的位置以大地緯度與大地經(jīng)度表示點在大地坐標(biāo)系中的位置以大地緯度與大地經(jīng)度表示 NSWEGAKLBPPDH球面

12、坐標(biāo)系統(tǒng)的建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系 參心空間直角坐標(biāo)系是在參考橢球上建立的三維直角參心空間直角坐標(biāo)系是在參考橢球上建立的三維直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系O-XYZ 坐標(biāo)系的原點位于橢球的中心，坐標(biāo)系的原點位于橢球的中心，Z軸與橢球的短軸重合，軸與橢球的短軸重合，X軸位于起始大地子午面與赤道面的交線上，軸位于起始大地子午面與赤道面的交線上，Y軸與軸與XZ平面正交平面正交 由于觀測范圍的限制，不同的國家或地區(qū)要求所確定由于觀測范圍的限制，不同的國家或地區(qū)要求所確定的參考橢球面與局部大地水準(zhǔn)面最密合的參考橢球面與局部大地水準(zhǔn)面最密合 由于參考橢球不是唯一的，因此參心空間直角坐標(biāo)系由于

13、參考橢球不是唯一的，因此參心空間直角坐標(biāo)系也不是唯一的也不是唯一的 球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 參心空間直角坐標(biāo)系參心空間直角坐標(biāo)系ZYXNSO赤道赤道面面球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 地心地固空間直角坐標(biāo)系地心地固空間直角坐標(biāo)系 原點原點O與地球與地球質(zhì)心質(zhì)心重合，重合，Z鈾指向地球鈾指向地球北極北極，X軸指向軸指向格林尼治平均子午面與地球赤道的交點，格林尼治平均子午面與地球赤道的交點，Y軸垂直于軸垂直于XOZ平面構(gòu)成右手坐標(biāo)系平面構(gòu)成右手坐標(biāo)系 地球自轉(zhuǎn)軸相對地球體的位置并不是固定的，地極點地球自轉(zhuǎn)軸相對地球體的位置并不是固定的，地極點在地球表面上的位置是在地球表面上的位

14、置是隨時間而變化隨時間而變化的，因此根據(jù)選的，因此根據(jù)選取的實際地極的的不同，地心地固空間直角坐標(biāo)系的取的實際地極的的不同，地心地固空間直角坐標(biāo)系的實際定義也不相同實際定義也不相同 平面坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系 高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系 為了便于地形圖的量測作業(yè)，在高斯克呂格投影帶為了便于地形圖的量測作業(yè)，在高斯克呂格投影帶內(nèi)布置了平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)布置了平面直角坐標(biāo)系統(tǒng) 規(guī)定以規(guī)定以中央經(jīng)線中央經(jīng)線為為X軸，軸，赤道赤道為為Y軸，中央經(jīng)線與赤道軸，中央經(jīng)線與赤道交點為交點為坐標(biāo)原點坐標(biāo)原點 x值在北半球為正，南半球為負；值在北半球為正，南半球為負；y值在中央經(jīng)線以東值在中央經(jīng)線以東為正，

15、中央經(jīng)線以西為負為正，中央經(jīng)線以西為負 由于我國疆域均在北半球，由于我國疆域均在北半球，x值皆為正值。為了避免在值皆為正值。為了避免在計算中計算中y值出現(xiàn)負值，規(guī)定各投影帶的值出現(xiàn)負值，規(guī)定各投影帶的坐標(biāo)縱軸均西移坐標(biāo)縱軸均西移500km，中央經(jīng)線上原橫坐標(biāo)值由，中央經(jīng)線上原橫坐標(biāo)值由0變?yōu)樽優(yōu)?00km平面坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系 高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系 由于用高斯克呂格投影每個投影帶都有一個獨立的由于用高斯克呂格投影每個投影帶都有一個獨立的高斯平面直角坐標(biāo)系，則位于兩個不同投影帶的地圖高斯平面直角坐標(biāo)系，則位于兩個不同投影帶的地圖點會出現(xiàn)相同的高斯平面直角坐標(biāo)，而實際上描述的點會出現(xiàn)

16、相同的高斯平面直角坐標(biāo)，而實際上描述的卻不是一個地理空間。為了避免這一情況和區(qū)別不同卻不是一個地理空間。為了避免這一情況和區(qū)別不同點的地理位置，高斯平面直角坐標(biāo)系規(guī)定點的地理位置，高斯平面直角坐標(biāo)系規(guī)定在橫坐標(biāo)在橫坐標(biāo)Y值值前標(biāo)以投影帶的編號前標(biāo)以投影帶的編號 平面坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系圖2.7 高斯-克呂格坐標(biāo)表YA=238765.2mYB=-148572.3mYA=738765.2mYB =351427.7mYA”=19738765.2mYB ”=19351427.7m平面坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系 地方獨立平面直角坐標(biāo)系地方獨立平面直角坐標(biāo)系 由于國家坐標(biāo)中每個高斯投影帶都是按一定間隔劃分，其中央子由于

17、國家坐標(biāo)中每個高斯投影帶都是按一定間隔劃分，其中央子午線不可能剛好落在城市和工程建設(shè)地區(qū)的中央，從而使高斯投午線不可能剛好落在城市和工程建設(shè)地區(qū)的中央，從而使高斯投影長度產(chǎn)生變形。因此，為了減小變形，使得計算出來的長度與影長度產(chǎn)生變形。因此，為了減小變形，使得計算出來的長度與實際長度相等，需要建立適合本地區(qū)的地方獨立坐標(biāo)系實際長度相等，需要建立適合本地區(qū)的地方獨立坐標(biāo)系 建立地方獨立坐標(biāo)系，實際上就是決定建立地方獨立坐標(biāo)系，實際上就是決定地方參考橢球地方參考橢球與與投影面投影面 地方參考橢球一般選擇與當(dāng)?shù)仄骄叱滔鄬?yīng)的參考橢球，該橢地方參考橢球一般選擇與當(dāng)?shù)仄骄叱滔鄬?yīng)的參考橢球，該橢球的

18、中心、軸向和扁率與國家參考橢球相同球的中心、軸向和扁率與國家參考橢球相同 選取過測區(qū)中心的經(jīng)線或某個起算點的經(jīng)線作為獨立中央子午線；選取過測區(qū)中心的經(jīng)線或某個起算點的經(jīng)線作為獨立中央子午線；以某個特定使用的點和方位為地方獨立坐標(biāo)系的起算原點和方位，以某個特定使用的點和方位為地方獨立坐標(biāo)系的起算原點和方位，并選取并選取當(dāng)?shù)仄骄叱堂娈?dāng)?shù)仄骄叱堂鏋橥队懊鏋橥队懊?高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn) 高程是表示地球上一點至參考基準(zhǔn)面的距離高程是表示地球上一點至參考基準(zhǔn)面的距離 從測繪學(xué)的角度來看，所謂高程是對于從測繪學(xué)的角度來看，所謂高程是對于某一具有某一具有特定性質(zhì)的參考面特定性質(zhì)的參考面而言，沒有參考面，高程就

19、失而言，沒有參考面，高程就失去意義，同一點其參考面不同，高程的意義和數(shù)去意義，同一點其參考面不同，高程的意義和數(shù)值都不同值都不同 相對于不同性質(zhì)的參考面所定義的高程體系稱為相對于不同性質(zhì)的參考面所定義的高程體系稱為高程系統(tǒng)高程系統(tǒng) 如：正高是以大地水準(zhǔn)面為參考面，正常高是以似大如：正高是以大地水準(zhǔn)面為參考面，正常高是以似大地水準(zhǔn)面為參考面，而大地高則是以地球橢球面為參地水準(zhǔn)面為參考面，而大地高則是以地球橢球面為參考面考面 高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn) 通常所說的高程是以通常所說的高程是以平均海面平均海面為起算基準(zhǔn)面，所為起算基準(zhǔn)面，所以高程也被稱作標(biāo)高或海拔高以高程也被稱作標(biāo)高或海拔高 包括高程起算基準(zhǔn)面

20、和相對于這個基準(zhǔn)面的水準(zhǔn)原點包括高程起算基準(zhǔn)面和相對于這個基準(zhǔn)面的水準(zhǔn)原點高程，就構(gòu)成了高程基準(zhǔn)高程，就構(gòu)成了高程基準(zhǔn) 我國主要高程基準(zhǔn)我國主要高程基準(zhǔn) 1956年黃海高程系年黃海高程系 1985國家高程基準(zhǔn)國家高程基準(zhǔn) 長江流域采用吳淞高程基準(zhǔn)長江流域采用吳淞高程基準(zhǔn) 珠江地區(qū)采用珠江高程基準(zhǔn)珠江地區(qū)采用珠江高程基準(zhǔn) 高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn) 深度基準(zhǔn)概念深度基準(zhǔn)概念 所謂深度基準(zhǔn)是指海圖圖載水深及其相關(guān)要素的起算所謂深度基準(zhǔn)是指海圖圖載水深及其相關(guān)要素的起算面。通常取當(dāng)?shù)仄骄Ｃ嫦蛳乱欢ㄉ疃葹檫@樣的起算面。通常取當(dāng)?shù)仄骄Ｃ嫦蛳乱欢ㄉ疃葹檫@樣的起算面，即深度基準(zhǔn)面面，即深度基準(zhǔn)面 深度基準(zhǔn)的確定原

21、則深度基準(zhǔn)的確定原則 保證航行安全保證航行安全 充分利用航道充分利用航道 2.8 平均海面與深度基準(zhǔn)面關(guān)系圖平均海面與深度基準(zhǔn)面關(guān)系圖LZ深度基準(zhǔn)面深度基準(zhǔn)面平均海面平均海面海底海底圖載水深圖載水深空間數(shù)據(jù)投影空間數(shù)據(jù)投影 地圖投影的基本問題地圖投影的基本問題 在數(shù)學(xué)中，投影（在數(shù)學(xué)中，投影（Project）的含義是指建立兩個點集）的含義是指建立兩個點集之間一一對應(yīng)的映射關(guān)系之間一一對應(yīng)的映射關(guān)系 在地圖學(xué)中，在地圖學(xué)中，地圖投影地圖投影的實質(zhì)就是按照一定的數(shù)學(xué)法的實質(zhì)就是按照一定的數(shù)學(xué)法則，將地球橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)換到平面上，建立地則，將地球橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)換到平面上，建立地面點位的地理坐

22、標(biāo)（面點位的地理坐標(biāo)（B,L）與地圖上相對應(yīng)的平面直角）與地圖上相對應(yīng)的平面直角坐標(biāo)（坐標(biāo)（X,Y）之間一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系）之間一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系 在投影面上，可進行經(jīng)緯線的在投影面上，可進行經(jīng)緯線的“拉伸拉伸”或或“壓縮壓縮”,以以便形成一幅完整的地圖，但同時也產(chǎn)生地圖的便形成一幅完整的地圖，但同時也產(chǎn)生地圖的變形變形 長度、面積和角度三種變形長度、面積和角度三種變形 空間數(shù)據(jù)投影空間數(shù)據(jù)投影 長度變形與長度比長度變形與長度比 長度比長度比地面上微分線段投影后的長度地面上微分線段投影后的長度ds與其相應(yīng)的與其相應(yīng)的實地長度實地長度ds之比之比 =ds/ds 長度變形指長度比與長度變形指長度比

23、與1之差值之差值 用符號用符號V表示長度變形，則表示長度變形，則 V=-1 V=0,投影后長度沒有變形；投影后長度沒有變形；V0，投影后長度增加。，投影后長度增加?？臻g數(shù)據(jù)投影空間數(shù)據(jù)投影 面積變形與面積比面積變形與面積比 面積比面積比地面上微分面積投影后的大小地面上微分面積投影后的大小dF與其相應(yīng)的與其相應(yīng)的實地面積實地面積dF的比稱為面積比的比稱為面積比 P=dF/dF 面積變形指面積比與面積變形指面積比與1的差值。用符號的差值。用符號Vp表示，那么表示，那么 Vp=P-1 Vp=0,投影后面積沒有變形；投影后面積沒有變形；Vp0，投影后面積增加，投影后面積增加空間數(shù)據(jù)投影空間數(shù)據(jù)投影 角

24、度變形與角度比角度變形與角度比 角度變形角度變形地面上某一角度投影后的角值地面上某一角度投影后的角值與其實際與其實際的角值的角值之差之差,即即- 在一定點上，方位角的變形隨不同的方向而變化，所在一定點上，方位角的變形隨不同的方向而變化，所以一點上不同方向的角度變形是不同的以一點上不同方向的角度變形是不同的 投影中，一定點上的角度變形的大小是用其最大值來投影中，一定點上的角度變形的大小是用其最大值來衡量的，稱衡量的，稱最大角度變形最大角度變形，通常用符號，通常用符號表示。表示。 =0,投影后角度沒有變形；投影后角度沒有變形；0，投影后角度增大，投影后角度增大 空間數(shù)據(jù)投影空間數(shù)據(jù)投影實地上的一個

25、微分圓實地上的一個微分圓a=b=rr(a)rrrab=r2(b) b aar,b=r abrr(c) b a b a a b空間數(shù)據(jù)投影空間數(shù)據(jù)投影 地圖投影的方法地圖投影的方法 幾何透視法幾何透視法 利用透視的關(guān)系，將地球體面上的點投影到投影面上的一種方利用透視的關(guān)系，將地球體面上的點投影到投影面上的一種方法法 假設(shè)地球按比例縮小成一個透明的地球儀般的球體，在其球心假設(shè)地球按比例縮小成一個透明的地球儀般的球體，在其球心或球面、球外安置一個光源，將球面上的經(jīng)緯線投影到球外的或球面、球外安置一個光源，將球面上的經(jīng)緯線投影到球外的一個投影平面上一個投影平面上 幾何透視法是一種比較原始的投影方法，難

26、于糾正投影變形，幾何透視法是一種比較原始的投影方法，難于糾正投影變形，精度較低精度較低 數(shù)學(xué)解析法數(shù)學(xué)解析法空間數(shù)據(jù)投影空間數(shù)據(jù)投影 數(shù)學(xué)解析法數(shù)學(xué)解析法 在球面與投影面之間建立點與點的函數(shù)關(guān)系，通過數(shù)在球面與投影面之間建立點與點的函數(shù)關(guān)系，通過數(shù)學(xué)的方法確定經(jīng)緯線交點位置的一種投影方法學(xué)的方法確定經(jīng)緯線交點位置的一種投影方法 大多數(shù)的數(shù)學(xué)解析法往往是在透視投影的基礎(chǔ)上，建大多數(shù)的數(shù)學(xué)解析法往往是在透視投影的基礎(chǔ)上，建立球面與投影面之間點與點的函數(shù)關(guān)系的，立球面與投影面之間點與點的函數(shù)關(guān)系的，兩種投影兩種投影方法有一定的聯(lián)系方法有一定的聯(lián)系 地圖投影的分類地圖投影的分類 按地圖投影的構(gòu)成方法分

27、類按地圖投影的構(gòu)成方法分類 幾何投影幾何投影 幾何投影是把橢球面上的經(jīng)緯線網(wǎng)投影到幾何面上，再將幾何幾何投影是把橢球面上的經(jīng)緯線網(wǎng)投影到幾何面上，再將幾何面展為平面面展為平面 按輔助投影面的類型劃分按輔助投影面的類型劃分 方位投影：以平面作為投影面方位投影：以平面作為投影面 圓柱投影：以圓柱面作為投影面圓柱投影：以圓柱面作為投影面 圓錐投影：以圓錐面作為投影面圓錐投影：以圓錐面作為投影面 按投影面與地球自轉(zhuǎn)軸間的方位關(guān)系劃分按投影面與地球自轉(zhuǎn)軸間的方位關(guān)系劃分 正軸投影：投影面的中心軸與地軸重合正軸投影：投影面的中心軸與地軸重合 橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直橫軸投影：投影面中心軸與地軸

28、相互垂直 斜軸投影：投影面的中心軸與地軸斜交斜軸投影：投影面的中心軸與地軸斜交 地圖投影的分類地圖投影的分類地圖投影的分類地圖投影的分類 按投影面與地球的位置關(guān)系劃分按投影面與地球的位置關(guān)系劃分 割投影割投影 以平面、圓柱面或圓錐面作為投影面，使投影面與球面相割，以平面、圓柱面或圓錐面作為投影面，使投影面與球面相割，將球面上的經(jīng)緯線投影到平面上、圓柱面上或圓錐面上將球面上的經(jīng)緯線投影到平面上、圓柱面上或圓錐面上 切投影切投影 以平面、圓柱面或圓錐面作為投影面，使投影面與球面相切，以平面、圓柱面或圓錐面作為投影面，使投影面與球面相切，將球面上的經(jīng)緯線投影到平面上、圓柱面上或圓錐面上將球面上的經(jīng)緯

29、線投影到平面上、圓柱面上或圓錐面上地圖投影的分類地圖投影的分類 非幾何投影非幾何投影 不借助幾何面，根據(jù)某些條件用數(shù)學(xué)解析法確定球面不借助幾何面，根據(jù)某些條件用數(shù)學(xué)解析法確定球面與平面之間點與點的函數(shù)關(guān)系與平面之間點與點的函數(shù)關(guān)系 按經(jīng)緯線形狀分為按經(jīng)緯線形狀分為 偽方位投影偽方位投影 偽圓柱投影偽圓柱投影 偽圓錐投影偽圓錐投影 多圓錐投影多圓錐投影地圖投影的分類地圖投影的分類按投影變形性質(zhì)分類按投影變形性質(zhì)分類等角投影等角投影任何點上二微分線段組成的角度投影前后保持不變，亦即投影前后任何點上二微分線段組成的角度投影前后保持不變，亦即投影前后對應(yīng)的微分面積保持圖形相似，因此也稱為正形投影對應(yīng)的

30、微分面積保持圖形相似，因此也稱為正形投影等面積投影等面積投影無論微分單元還是區(qū)域面積投影前后保持相等，亦即其面積比為無論微分單元還是區(qū)域面積投影前后保持相等，亦即其面積比為1，即在投影平面上任意一塊面積與橢球面上相應(yīng)的面積相等，面積變即在投影平面上任意一塊面積與橢球面上相應(yīng)的面積相等，面積變形等于零形等于零任意投影和等距投影任意投影和等距投影任意投影，長度、面積和角度都有變形，它既不等角又不等面積，任意投影，長度、面積和角度都有變形，它既不等角又不等面積，可能還存在長度變形可能還存在長度變形等距投影的面積變形小于等角投影，角度變形小于等面積投影等距投影的面積變形小于等角投影，角度變形小于等面積

31、投影任意投影多用于要求面積變形不大、角度變形也不大的地圖，如一任意投影多用于要求面積變形不大、角度變形也不大的地圖，如一般參考用圖和教學(xué)地圖般參考用圖和教學(xué)地圖地圖投影的分類地圖投影的分類 按投影變形性質(zhì)分類按投影變形性質(zhì)分類 圓錐投影、方位投影、圓柱投影均可按其變形性質(zhì)分圓錐投影、方位投影、圓柱投影均可按其變形性質(zhì)分為等角投影、等面積投影和任意投影為等角投影、等面積投影和任意投影 不同類型地球投影命名規(guī)則不同類型地球投影命名規(guī)則 投影面與地球自轉(zhuǎn)軸間的方位關(guān)系投影變形性質(zhì)投影面與投影面與地球自轉(zhuǎn)軸間的方位關(guān)系投影變形性質(zhì)投影面與地球相割（或相切）投影構(gòu)成方法地球相割（或相切）投影構(gòu)成方法 如

32、：正軸等角切圓柱投影。也可以用該投影發(fā)明者的名字命名，如：正軸等角切圓柱投影。也可以用該投影發(fā)明者的名字命名，如橫軸等角切圓柱投影也稱為高斯如橫軸等角切圓柱投影也稱為高斯-克呂格投影。克呂格投影。常用地圖投影概述常用地圖投影概述 高斯高斯克呂格投影克呂格投影 橫軸切圓柱等角投影橫軸切圓柱等角投影 中央經(jīng)線和赤道為互相垂直的直線，其他經(jīng)線均為凹中央經(jīng)線和赤道為互相垂直的直線，其他經(jīng)線均為凹向，并對稱于中央經(jīng)線的曲線，其他緯線均是以赤道向，并對稱于中央經(jīng)線的曲線，其他緯線均是以赤道為對稱軸的向兩極彎曲的曲線，經(jīng)緯線成直角相交為對稱軸的向兩極彎曲的曲線，經(jīng)緯線成直角相交 NS赤道赤道ONSYXO常用

33、地圖投影概述常用地圖投影概述 高斯高斯克呂格投影克呂格投影 變形特征變形特征 在同一條經(jīng)線上，長度變形隨緯度的降低而增大，在赤道處為在同一條經(jīng)線上，長度變形隨緯度的降低而增大，在赤道處為最大最大 在同一條緯線上，長度變形隨經(jīng)差的增加而增大，且增大速度在同一條緯線上，長度變形隨經(jīng)差的增加而增大，且增大速度較快較快 我國規(guī)定我國規(guī)定1:1萬、萬、1:2.5萬、萬、1:5萬、萬、1:10萬、萬、1:25萬、萬、1:50萬比例尺地形圖，均采用萬比例尺地形圖，均采用高斯投影高斯投影 1:2.5至至1:50萬比例尺地形圖采用經(jīng)差萬比例尺地形圖采用經(jīng)差6分帶分帶，1:1萬比萬比例尺地形圖采用經(jīng)差例尺地形圖采

34、用經(jīng)差3分帶分帶 常用地圖投影概述常用地圖投影概述 高斯高斯克呂格投影克呂格投影 6帶是從帶是從0度子午線度子午線起，自西向東每隔經(jīng)差起，自西向東每隔經(jīng)差6為一投影為一投影帶，全球分為帶，全球分為60帶帶 3帶是從帶是從東經(jīng)東經(jīng)130分分的經(jīng)線開始，每隔的經(jīng)線開始，每隔3為一帶，全為一帶，全球劃分為球劃分為120個投影帶個投影帶 061266727884909610210811412012613213839697581879399105111117123129135121314151617181921222320212527293133353739434541123nn常用地圖投影概述常用地圖

35、投影概述 高斯高斯克呂格投影克呂格投影 高斯投影是具有國際性的一種地圖投影，適合于幅員高斯投影是具有國際性的一種地圖投影，適合于幅員廣大的國家或地區(qū)，它按經(jīng)線分帶進行投影，各帶坐廣大的國家或地區(qū)，它按經(jīng)線分帶進行投影，各帶坐標(biāo)系、經(jīng)緯網(wǎng)形狀、投影公式及變形情況都是相同的，標(biāo)系、經(jīng)緯網(wǎng)形狀、投影公式及變形情況都是相同的，也利于全球地圖拼接也利于全球地圖拼接 高斯投影的不足之處在于長度變形較大，導(dǎo)致面積變高斯投影的不足之處在于長度變形較大，導(dǎo)致面積變形也較大形也較大 常用地圖投影概述常用地圖投影概述 橫軸墨卡托投影橫軸墨卡托投影-（UTM） UTM投影是一種橫割圓柱等角投影，圓柱面在投影是一種橫割

36、圓柱等角投影，圓柱面在84N和和84S處與橢球體相割，它與高斯處與橢球體相割，它與高斯克呂格投影相似，克呂格投影相似，也采用也采用6分帶。其帶號是自西經(jīng)分帶。其帶號是自西經(jīng)180由西向東每隔由西向東每隔6一一個編號個編號 美國編制世界各地軍用地圖和地球資源衛(wèi)星像片所采美國編制世界各地軍用地圖和地球資源衛(wèi)星像片所采用的用的全球橫軸墨卡托投影（全球橫軸墨卡托投影（UTM）是橫軸墨卡托投影是橫軸墨卡托投影的一種變型的一種變型 常用地圖投影概述常用地圖投影概述 蘭勃特等角投影蘭勃特等角投影(LambertConformalConic) 正軸等角割圓錐投影正軸等角割圓錐投影 用一個正圓錐割于球面兩標(biāo)準(zhǔn)緯

37、線，應(yīng)用等角條件將地球面投用一個正圓錐割于球面兩標(biāo)準(zhǔn)緯線，應(yīng)用等角條件將地球面投影到圓錐面上，然后沿一母線展開，即為蘭勃特投影平面影到圓錐面上，然后沿一母線展開，即為蘭勃特投影平面 墨卡托墨卡托(Mercator)投影是它的一個特例投影是它的一個特例 蘭勃特投影采用蘭勃特投影采用雙標(biāo)準(zhǔn)緯線相割雙標(biāo)準(zhǔn)緯線相割，與采用單標(biāo)準(zhǔn)緯線，與采用單標(biāo)準(zhǔn)緯線相切比較，其投影變形小而均勻相切比較，其投影變形小而均勻 地圖類型地圖類型所用投影所用投影中國全圖中國全圖斜軸等面積方位投影斜軸等面積方位投影斜軸等角方位投影斜軸等角方位投影中國全圖中國全圖（南海諸島做插曲圖）（南海諸島做插曲圖）下軸等面積割圓錐投影下軸等

38、面積割圓錐投影（Lambert投影）投影）中國分省（區(qū)）地圖中國分?。▍^(qū)）地圖（海南省除外）（海南省除外）正軸等角割圓錐投影正軸等角割圓錐投影正軸等面積割圓錐投影正軸等面積割圓錐投影中國分?。▍^(qū)）地圖中國分省（區(qū)）地圖（海南?。êＤ鲜。┱S等角圓柱投影正軸等角圓柱投影國家基本比例尺地形圖系列國家基本比例尺地形圖系列1:100萬萬正軸等角割圓錐投影正軸等角割圓錐投影國家基本比例尺地形圖系列國家基本比例尺地形圖系列1:5萬萬1:50萬萬高斯一克呂格投影高斯一克呂格投影（6分帶）分帶）國家基本比例尺地形圖系列國家基本比例尺地形圖系列1:50001:2.5萬萬高斯一克呂格投影高斯一克呂格投影（3分帶

39、）分帶）國家基本比例尺地形圖系列國家基本比例尺地形圖系列1:5萬萬1:50萬萬高斯一克呂格投影高斯一克呂格投影（6分帶）分帶）城市圖系列城市圖系列（1:5001:5000）城市平面局域投影或城市局部坐標(biāo)的高斯投影城市平面局域投影或城市局部坐標(biāo)的高斯投影我國主要類型地圖所采用的地圖投影系統(tǒng)我國主要類型地圖所采用的地圖投影系統(tǒng) 地圖投影的選擇地圖投影的選擇 對象對象 中、小比例尺地圖中、小比例尺地圖 編制小區(qū)域大比例尺地圖，無論采用什么投影，變形編制小區(qū)域大比例尺地圖，無論采用什么投影，變形都是很小的都是很小的 考慮因素考慮因素 制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置制圖區(qū)域的范圍、形狀和地理位置 地圖的

40、用途、出版方式及其他特殊要求地圖的用途、出版方式及其他特殊要求 我國出版的世界地圖多采用我國出版的世界地圖多采用等差分緯線多圓錐投等差分緯線多圓錐投影影，選用這個投影，對于表現(xiàn)中國形狀以及與四，選用這個投影，對于表現(xiàn)中國形狀以及與四鄰的對比關(guān)系較好，但投影的邊緣地區(qū)變形較大鄰的對比關(guān)系較好，但投影的邊緣地區(qū)變形較大 空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 基本概念基本概念 空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是把空間數(shù)據(jù)從一種空間參考系映射到是把空間數(shù)據(jù)從一種空間參考系映射到另一種空間參考系中另一種空間參考系中 空間轉(zhuǎn)換有時也稱空間轉(zhuǎn)換有時也稱投影變換投影變換 投影變換主要用來解決換帶計算、地圖轉(zhuǎn)繪、圖層疊投影變換主要

41、用來解決換帶計算、地圖轉(zhuǎn)繪、圖層疊加、數(shù)據(jù)集成等問題加、數(shù)據(jù)集成等問題 內(nèi)容內(nèi)容 投影的轉(zhuǎn)換投影的轉(zhuǎn)換 單純坐標(biāo)值的變換單純坐標(biāo)值的變換 空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換Z2Y1Y2X2Z1X1O2O1122122122111zyzxyxXXXXYYYm YZZZZ 7參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型 該轉(zhuǎn)換模型僅適用于坐標(biāo)軸發(fā)生該轉(zhuǎn)換模型僅適用于坐標(biāo)軸發(fā)生微小轉(zhuǎn)角的坐標(biāo)變換微小轉(zhuǎn)角的坐標(biāo)變換 空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 投影解析轉(zhuǎn)換投影解析轉(zhuǎn)換 同一地理坐標(biāo)基準(zhǔn)下的坐標(biāo)變換同一地理坐標(biāo)基準(zhǔn)下的坐標(biāo)變換 直接轉(zhuǎn)換：直接轉(zhuǎn)換： 參與轉(zhuǎn)換得空間參考系的投影公式存在嚴(yán)密或

42、近似的解析關(guān)系式，參與轉(zhuǎn)換得空間參考系的投影公式存在嚴(yán)密或近似的解析關(guān)系式，就可以應(yīng)用解析關(guān)系式，計算出當(dāng)前空間參考系下的空間坐標(biāo)就可以應(yīng)用解析關(guān)系式，計算出當(dāng)前空間參考系下的空間坐標(biāo)(x，y，z)在另一種空間參考系中的坐標(biāo)值在另一種空間參考系中的坐標(biāo)值(X，Y，Z) 間接轉(zhuǎn)換：間接轉(zhuǎn)換： 多數(shù)投影系統(tǒng)，很難精確推求出它們之間的這種解析關(guān)系式多數(shù)投影系統(tǒng)，很難精確推求出它們之間的這種解析關(guān)系式 先使用先使用坐標(biāo)反算公式坐標(biāo)反算公式，將由一種投影的平面坐標(biāo)換算為球面大地，將由一種投影的平面坐標(biāo)換算為球面大地坐標(biāo)：坐標(biāo)：(x，y)（B，L），再使用），再使用坐標(biāo)正算公式坐標(biāo)正算公式把求得的球面把求

43、得的球面大地坐標(biāo)代入另一種投影的坐標(biāo)公式中，計算出該投影下的平面大地坐標(biāo)代入另一種投影的坐標(biāo)公式中，計算出該投影下的平面坐標(biāo)：（坐標(biāo)：（B，L）(X，Y) 投影解析轉(zhuǎn)換投影解析轉(zhuǎn)換 不同地理坐標(biāo)基準(zhǔn)下的坐標(biāo)變換不同地理坐標(biāo)基準(zhǔn)下的坐標(biāo)變換 地理坐標(biāo)基準(zhǔn)的變換地理坐標(biāo)基準(zhǔn)的變換 坐標(biāo)值的變換坐標(biāo)值的變換 基本過程基本過程（以（以WGS84坐標(biāo)和坐標(biāo)和1980西安坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換為例）：西安坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換為例）： （B，L）84轉(zhuǎn)換為（轉(zhuǎn)換為（X,Y,Z）84，即空間大地坐標(biāo)到空間直角坐標(biāo)的，即空間大地坐標(biāo)到空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 （X,Y,Z）84轉(zhuǎn)換為（轉(zhuǎn)換為（X,Y,Z）80，坐標(biāo)基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，即參考橢

44、球轉(zhuǎn)換。，坐標(biāo)基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，即參考橢球轉(zhuǎn)換。可以采用七參數(shù)或簡化三參數(shù)法實現(xiàn)可以采用七參數(shù)或簡化三參數(shù)法實現(xiàn)（難點）（難點） （X,Y,Z）80轉(zhuǎn)換為（轉(zhuǎn)換為（B,L）80，把空間直角坐標(biāo)到空間大地坐標(biāo)的，把空間直角坐標(biāo)到空間大地坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 （B,L）80轉(zhuǎn)換為（轉(zhuǎn)換為（x,y）80，通過高斯克呂格投影公式計算出高，通過高斯克呂格投影公式計算出高斯平面坐標(biāo)值。斯平面坐標(biāo)值。投影解析轉(zhuǎn)換投影解析轉(zhuǎn)換 對于過程中的第二步：對于過程中的第二步： 由于各地的重力值等各種因素的影響，不同地理坐標(biāo)由于各地的重力值等各種因素的影響，不同地理坐標(biāo)基準(zhǔn)之間很難確定一套適合全區(qū)域且精度較好的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)之間很難確定

45、一套適合全區(qū)域且精度較好的轉(zhuǎn)換參數(shù)參數(shù) 通行的做法通行的做法 在工作區(qū)內(nèi)找三個以上的已知點，利用在工作區(qū)內(nèi)找三個以上的已知點，利用最小二乘配置法最小二乘配置法求解七求解七參數(shù)。若多選幾個已知點，通過參數(shù)。若多選幾個已知點，通過平差平差的方法可以獲得較好的精的方法可以獲得較好的精度度數(shù)值擬合轉(zhuǎn)換數(shù)值擬合轉(zhuǎn)換 若無法獲取參與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的空間參考的投影信息，若無法獲取參與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的空間參考的投影信息，可以采用單純數(shù)值變換的方法實現(xiàn)坐標(biāo)變換可以采用單純數(shù)值變換的方法實現(xiàn)坐標(biāo)變換 多項式擬合變換多項式擬合變換 數(shù)值數(shù)值解析變換解析變換空間尺度空間尺度 所謂尺度，在概念上是指研究者選擇觀察（測）所謂尺度，在

46、概念上是指研究者選擇觀察（測）世界的窗口世界的窗口 空間分析中涉及四種尺度空間分析中涉及四種尺度 分析分析采集處理采集處理現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界（觀測尺度）（觀測尺度）地圖（比例尺）地圖（比例尺）影像（分辨率）影像（分辨率）其它其它（操作尺度）（操作尺度）用戶接受的信息用戶接受的信息觀測尺度觀測尺度 研究的區(qū)域大小或空間范圍研究的區(qū)域大小或空間范圍 認識或觀察地理空間及其變化時一般需要比較大認識或觀察地理空間及其變化時一般需要比較大的范圍，即大尺度研究覆蓋范圍較大區(qū)域，如一的范圍，即大尺度研究覆蓋范圍較大區(qū)域，如一個國家、亞太地區(qū)個國家、亞太地區(qū) 研究城市分布及其擴展可用中尺度或小尺度研究城市分布及

47、其擴展可用中尺度或小尺度 比例尺比例尺地圖比例尺的意義地圖比例尺的意義圖上長度與地面長度之間的比例圖上長度與地面長度之間的比例 地圖經(jīng)過投影后，在沒有變形的點或線上，才可以用地圖經(jīng)過投影后，在沒有變形的點或線上，才可以用地圖上注明的主比例尺進行量算地圖上注明的主比例尺進行量算地圖比例尺的表示地圖比例尺的表示傳統(tǒng)地圖比例尺的表現(xiàn)形式傳統(tǒng)地圖比例尺的表現(xiàn)形式數(shù)字式，如：數(shù)字式，如：1：100000文字式，如：文字式，如：“百萬分之一百萬分之一”或或“圖上圖上1cm相當(dāng)于實地相當(dāng)于實地10km” 圖解式，用圖形加注記的形式表示的比例尺，包括直線比例圖解式，用圖形加注記的形式表示的比例尺，包括直線比例

48、尺、斜分比例尺和復(fù)式比例尺尺、斜分比例尺和復(fù)式比例尺 比例尺比例尺 無級比例尺無級比例尺 沒有具體的表現(xiàn)形式?jīng)]有具體的表現(xiàn)形式 在數(shù)字制圖中，由于計算機里存儲了物體的實際長度、在數(shù)字制圖中，由于計算機里存儲了物體的實際長度、面積、體積等數(shù)據(jù)，可以很容易按比例任意縮小或放面積、體積等數(shù)據(jù)，可以很容易按比例任意縮小或放大這些數(shù)據(jù)，沒有必要將地圖數(shù)據(jù)固定在某一種比例大這些數(shù)據(jù)，沒有必要將地圖數(shù)據(jù)固定在某一種比例尺上，因此稱之為無級比例尺尺上，因此稱之為無級比例尺 分辨率分辨率 指成像細節(jié)分辨能力的一種度量，也是圖像中目指成像細節(jié)分辨能力的一種度量，也是圖像中目標(biāo)細微程度的指標(biāo)，它表示景物信息的詳細程

49、度標(biāo)細微程度的指標(biāo)，它表示景物信息的詳細程度 對細節(jié)不同側(cè)面的應(yīng)用就可以得到圖像不同側(cè)面對細節(jié)不同側(cè)面的應(yīng)用就可以得到圖像不同側(cè)面的度量的度量 對圖像光譜細節(jié)的分辨能力表達用光譜分辨率對圖像光譜細節(jié)的分辨能力表達用光譜分辨率(（spectralresolution） 對把同一目標(biāo)的序列圖像成像的時間隔稱為時間對把同一目標(biāo)的序列圖像成像的時間隔稱為時間分辨率分辨率(temporalresolution) 而把圖像目標(biāo)的空間細節(jié)在圖像中可分辨的最小而把圖像目標(biāo)的空間細節(jié)在圖像中可分辨的最小尺寸稱為圖像的空間分辨率尺寸稱為圖像的空間分辨率(spatialresolution) 操作尺度操作尺度 操作

50、尺度是指對空間實體、現(xiàn)象的數(shù)據(jù)進行處理操作尺度是指對空間實體、現(xiàn)象的數(shù)據(jù)進行處理操作時應(yīng)采用的最佳尺度，不同操作尺度影響處操作時應(yīng)采用的最佳尺度，不同操作尺度影響處理結(jié)果的可靠程度或準(zhǔn)確度理結(jié)果的可靠程度或準(zhǔn)確度地理格網(wǎng)地理格網(wǎng) 空間區(qū)域框架空間區(qū)域框架 常規(guī)地圖在按區(qū)域儲存和表達空間信息方面的一套完整的規(guī)則常規(guī)地圖在按區(qū)域儲存和表達空間信息方面的一套完整的規(guī)則 分類分類 自然區(qū)域框架自然區(qū)域框架 行政區(qū)域框架行政區(qū)域框架 自然自然-行政綜合區(qū)域框架行政綜合區(qū)域框架 地理格網(wǎng)區(qū)域框架地理格網(wǎng)區(qū)域框架 國家出版的基礎(chǔ)地圖國家出版的基礎(chǔ)地圖-地形圖以地理格網(wǎng)區(qū)域框架作為儲存和表達地形圖以地理格網(wǎng)區(qū)

51、域框架作為儲存和表達空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 一般的專題地圖，或是以所研究的自然區(qū)域、或以自然一般的專題地圖，或是以所研究的自然區(qū)域、或以自然-行政綜合行政綜合區(qū)域為區(qū)域框架，它們屬于非固定（非標(biāo)準(zhǔn)）的區(qū)域框架區(qū)域為區(qū)域框架，它們屬于非固定（非標(biāo)準(zhǔn)）的區(qū)域框架 地理格網(wǎng)地理格網(wǎng) 空間區(qū)域框架是保證各專業(yè)、各層次和各區(qū)域地空間區(qū)域框架是保證各專業(yè)、各層次和各區(qū)域地理信息的相互匹配、交換和數(shù)據(jù)共享，是信息采理信息的相互匹配、交換和數(shù)據(jù)共享，是信息采集、儲存、提取的共同基礎(chǔ)集、儲存、提取的共同基礎(chǔ) 地理格網(wǎng)區(qū)域框架包括地圖投影和地理網(wǎng)格坐標(biāo)地理格網(wǎng)區(qū)域框架包括地圖投影和地理網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)系統(tǒng) 地理

52、格網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)地理格網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 我國我國1990年發(fā)布的年發(fā)布的GB1240990國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)地地理格網(wǎng)理格網(wǎng)規(guī)定了我國采用的地理系統(tǒng)的劃分規(guī)則規(guī)定了我國采用的地理系統(tǒng)的劃分規(guī)則和代碼和代碼 地理格網(wǎng)的含義地理格網(wǎng)的含義 指按一定的數(shù)學(xué)規(guī)則對地球表面進行劃分而形成的格指按一定的數(shù)學(xué)規(guī)則對地球表面進行劃分而形成的格網(wǎng)網(wǎng) 格網(wǎng)劃分體系格網(wǎng)劃分體系 按經(jīng)緯度坐標(biāo)系統(tǒng)劃分，稱之為地理坐標(biāo)格網(wǎng)按經(jīng)緯度坐標(biāo)系統(tǒng)劃分，稱之為地理坐標(biāo)格網(wǎng) 按直角坐標(biāo)系統(tǒng)劃分，稱之為直角坐標(biāo)格網(wǎng)按直角坐標(biāo)系統(tǒng)劃分，稱之為直角坐標(biāo)格網(wǎng)地理格網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)地理格網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 地理坐標(biāo)格網(wǎng)體系地理坐標(biāo)格網(wǎng)體系 優(yōu)點：便于進行大區(qū)域乃至全球性的并接，它不

53、隨投優(yōu)點：便于進行大區(qū)域乃至全球性的并接，它不隨投影系統(tǒng)的選擇而改變格網(wǎng)的位置影系統(tǒng)的選擇而改變格網(wǎng)的位置 缺點：格網(wǎng)所對應(yīng)的實地大小不均勻，高緯度地區(qū)較缺點：格網(wǎng)所對應(yīng)的實地大小不均勻，高緯度地區(qū)較小，低緯度地區(qū)較大小，低緯度地區(qū)較大 直角坐標(biāo)格網(wǎng)體系直角坐標(biāo)格網(wǎng)體系 著眼于現(xiàn)實世界大量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位實際采用直著眼于現(xiàn)實世界大量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位實際采用直角坐標(biāo)系的客觀需求角坐標(biāo)系的客觀需求 優(yōu)點：實地格網(wǎng)大小均勻優(yōu)點：實地格網(wǎng)大小均勻 缺點：格網(wǎng)所對應(yīng)的實地位置將隨選用的地圖投影的缺點：格網(wǎng)所對應(yīng)的實地位置將隨選用的地圖投影的不同而改變不同而改變 地理格網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)地理格網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 格網(wǎng)系統(tǒng)格網(wǎng)

54、系統(tǒng) 格網(wǎng)系統(tǒng)格網(wǎng)系統(tǒng) 以緯差以緯差10和經(jīng)差和經(jīng)差10為基本網(wǎng)格構(gòu)成的多級地理格網(wǎng)系統(tǒng)為基本網(wǎng)格構(gòu)成的多級地理格網(wǎng)系統(tǒng) 適用于表示海洋、氣象、地球物理等領(lǐng)域的信息適用于表示海洋、氣象、地球物理等領(lǐng)域的信息 格網(wǎng)系統(tǒng)格網(wǎng)系統(tǒng) 以緯差以緯差4和經(jīng)差和經(jīng)差6為基本網(wǎng)格構(gòu)成的多級地理格網(wǎng)系統(tǒng)為基本網(wǎng)格構(gòu)成的多級地理格網(wǎng)系統(tǒng) 適用于表示陸地與近海地區(qū)全國或省（區(qū)）范圍內(nèi)各種地理信息適用于表示陸地與近海地區(qū)全國或?。▍^(qū)）范圍內(nèi)各種地理信息 直角坐標(biāo)格網(wǎng)系統(tǒng)直角坐標(biāo)格網(wǎng)系統(tǒng) 將地球表面按數(shù)學(xué)法則投影到平面上，再按一定的縱橫坐標(biāo)間距和統(tǒng)將地球表面按數(shù)學(xué)法則投影到平面上，再按一定的縱橫坐標(biāo)間距和統(tǒng)一的坐標(biāo)原點

55、對其進行劃分而構(gòu)成的多級地理格網(wǎng)系統(tǒng)一的坐標(biāo)原點對其進行劃分而構(gòu)成的多級地理格網(wǎng)系統(tǒng) 適用于表示陸地和近海地區(qū)進行規(guī)劃、設(shè)計、施工等應(yīng)用需要的地理適用于表示陸地和近海地區(qū)進行規(guī)劃、設(shè)計、施工等應(yīng)用需要的地理信息信息 101046 區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn) 區(qū)域多邊形系統(tǒng)的含義區(qū)域多邊形系統(tǒng)的含義 指由點、線、面等圖形元素為基礎(chǔ)所形成的空間數(shù)據(jù)指由點、線、面等圖形元素為基礎(chǔ)所形成的空間數(shù)據(jù)的組織系統(tǒng)的組織系統(tǒng) 類型類型 按照地理要素分布自身的質(zhì)量特征，可以劃分為諸如土地利用按照地理要素分布自身的質(zhì)量特征，可以劃分為諸如土地利用類型的耕地、園地、林地等，是由各自組成要素的不同圖斑而類型的耕地、園地

56、、林地等，是由各自組成要素的不同圖斑而構(gòu)成的多邊形構(gòu)成的多邊形 按照綜合的自然和社會要素，并考慮到管理、規(guī)劃和決策需要，按照綜合的自然和社會要素，并考慮到管理、規(guī)劃和決策需要，而劃分為不同的區(qū)域多邊形而劃分為不同的區(qū)域多邊形 區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn) 區(qū)域多邊形劃分的原則區(qū)域多邊形劃分的原則 必須和我國歷史上長期形成的信息收集、統(tǒng)計和分析必須和我國歷史上長期形成的信息收集、統(tǒng)計和分析單元相一致單元相一致 必須和國家現(xiàn)行管理制度相一致必須和國家現(xiàn)行管理制度相一致 要充分考慮到國家今后在資源開發(fā)、環(huán)境保護方面的要充分考慮到國家今后在資源開發(fā)、環(huán)境保護方面的發(fā)展需要發(fā)展需要 要與格網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計相適應(yīng)要與格網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計相適應(yīng) 必須充分考慮到它們的相對穩(wěn)定性，使其具有修改、必須充分考慮到它們的相對穩(wěn)定性，使其具有修改、合并和上下延伸的可能性合并和上下延伸的可能性 必須充分考慮到用戶查詢檢索信息和進行分析決策的必須充分考慮到用戶查詢檢索信息和進行分析決策的基本單元、途徑和使用頻率等基本單元、途徑和使用頻率等 區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn) 行政分區(qū)行政分區(qū) 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB226091中華人民共和國行政區(qū)劃中華人民共和國行政區(qū)劃代碼代碼規(guī)定，以規(guī)定，以縣級縣級(市轄區(qū)、地轄市和省直