坐標系與地質制圖

1、 一一、坐標系的建立坐標系的建立 1.地圖投影地圖投影 2.地球橢球體地球橢球體 3.大地基準面大地基準面 二二、常用的投影類型常用的投影類型 1.蘭伯特投影蘭伯特投影 2.墨卡托投影墨卡托投影 3.高斯高斯-克呂格投影克呂格投影 4.UTM投影投影 三三、標準圖幅的坐標系統(tǒng)標準圖幅的坐標系統(tǒng) 1.分帶規(guī)則分帶規(guī)則 2.分幅規(guī)則分幅規(guī)則 四、地圖投影的選擇四、地圖投影的選擇地圖投影地圖投影線性單位線性單位地理坐標系地理坐標系橢球體橢球體基準面基準面投投影影坐坐標標系系分分帶帶投投影影坐坐標標系系 地圖投影地圖投影(Projection)(Projection) 橢球體橢球體(Ellipsoid

2、/Spheroid)(Ellipsoid/Spheroid) 大地基準面大地基準面(Datum)(Datum) 1.目前介質多為平面，目前介質多為平面，球面不可展平，曲球面不可展平，曲線空間難描述線空間難描述 2.投影皆存投影皆存變形，變形，不存在普遍適用的投影不存在普遍適用的投影，需要因地制宜。需要因地制宜。根據承影面的位置，形狀及旋轉軸分類根據承影面的位置，形狀及旋轉軸分類偽圓錐投影偽圓錐投影偽圓柱投影偽圓柱投影圓柱投影圓柱投影 地圖投影的變形性質地圖投影的變形性質1.面積變形面積變形 2.角度變形角度變形 3.距離變形距離變形 根據變形性質的分類：根據變形性質的分類：等積投等積投影影等角

3、投等角投影影等距投影等距投影投影命名：例如正軸等角割圓錐投影投影命名：例如正軸等角割圓錐投影地球橢球體地球橢球體(Ellipsoid)大地基準面大地基準面(Datum)認識對地球形狀的逐漸逼近認識對地球形狀的逐漸逼近橢球體是對正球體的橢球體是對正球體的修正修正1.是假想的，一個扁率極小的旋轉橢球體是假想的，一個扁率極小的旋轉橢球體2.是一個規(guī)則的數學表面，可用函數表達，僅與是一個規(guī)則的數學表面，可用函數表達，僅與a、b、f相關。相關。 基準面是對橢球面的基準面是對橢球面的修正修正1.是在大地水準面的基礎上計算出來的，大地水準面是可測量的是在大地水準面的基礎上計算出來的，大地水準面是可測量的2.

4、是對地球自然形狀的逼近是對地球自然形狀的逼近橢球面橢球面“基準面基準面” pcs：投影坐標系統(tǒng)；：投影坐標系統(tǒng)； gcs：地理坐標系統(tǒng)：地理坐標系統(tǒng) pcs：投影坐標系統(tǒng)；：投影坐標系統(tǒng)； gcs：地理坐標系統(tǒng)：地理坐標系統(tǒng)Arcgis中投影坐標系有2901種常用基準面（Datum）1.Beijing_19542.Xian_1980 3.WGS84常用橢球體（Spheroid ）：1. Krasovsky_1940 2. IAG_1975 3. WGS_1984 一一、坐標系的建立坐標系的建立 1.地圖投影地圖投影 2.地球橢球體地球橢球體 3.大地基準面大地基準面 二二、常用的投影類型常用的

5、投影類型 1.蘭伯特投影蘭伯特投影 2.墨卡托投影墨卡托投影 3.高斯高斯-克呂格投影克呂格投影 4.UTM投影投影 三三、標準圖幅的坐標系統(tǒng)標準圖幅的坐標系統(tǒng) 1.分帶規(guī)則分帶規(guī)則 2.分幅規(guī)則分幅規(guī)則 四、地圖投影的選擇四、地圖投影的選擇 圓錐投影圓錐投影 將一個圓錐套在地球橢球上，經緯線網投影到圓將一個圓錐套在地球橢球上，經緯線網投影到圓錐面上，沿某經線將圓錐面切開并展成平面得到錐面上，沿某經線將圓錐面切開并展成平面得到。 特點：特點：1.1.經線為直線，緯線為同心圓經線為直線，緯線為同心圓2.2.無角度變形，形狀逼真無角度變形，形狀逼真3.3.廣泛用于我國小比例尺地圖廣泛用于我國小比例

6、尺地圖4.4.適用于中緯度地區(qū)適用于中緯度地區(qū) 正軸等角圓柱投影正軸等角圓柱投影 假想一個與地軸方向一致的圓柱切或割于地球，假想一個與地軸方向一致的圓柱切或割于地球，按等角條件，將經緯網投影到圓柱面上，將圓柱按等角條件，將經緯網投影到圓柱面上，將圓柱面展為平面。面展為平面。 特點：特點：1.經緯網為互相垂直的直線經緯網為互相垂直的直線2.多用于航海、航空圖多用于航海、航空圖3.局部形狀精確局部形狀精確 橫軸等角橢圓柱投影（故也稱為橫軸墨卡托）橫軸等角橢圓柱投影（故也稱為橫軸墨卡托） 使地球橢球體的某一經線與橢圓柱相切，然后按使地球橢球體的某一經線與橢圓柱相切，然后按等角條件，將中央經線兩側各一

7、定范圍內的經緯等角條件，將中央經線兩側各一定范圍內的經緯線投影到橢圓柱面上，再將其展成平面而得。線投影到橢圓柱面上，再將其展成平面而得。 特點：特點：1.是等角橫切橢圓柱投影是等角橫切橢圓柱投影2.中央經線和赤道投影后為互相垂直的直線，且中央經線和赤道投影后為互相垂直的直線，且為投影的對稱軸為投影的對稱軸2.投影具有等角性質投影具有等角性質3.中央經線投影后保持長度不變中央經線投影后保持長度不變4.我國標準地（形）圖采用我國標準地（形）圖采用 類似于類似于Gauss-Kruger投影投影 不同點：不同點：1.橫軸等角割圓柱投影橫軸等角割圓柱投影2.圓柱割地球于南緯圓柱割地球于南緯80度、北緯度

8、、北緯84度兩條緯線度兩條緯線圈圈3.中央經線長度比例因子為中央經線長度比例因子為0.9996 4.分帶起點不同，第分帶起點不同，第1帶的中央經度為帶的中央經度為-177（高斯為（高斯為3 ） 一一、坐標系的建立坐標系的建立 1.地圖投影地圖投影 2.地球橢球體地球橢球體 3.大地基準面大地基準面 二二、常用的投影類型常用的投影類型 1.蘭伯特投影蘭伯特投影 2.墨卡托投影墨卡托投影 3.高斯高斯-克呂格投影克呂格投影 4.UTM投影投影 三三、標準圖幅的坐標系統(tǒng)標準圖幅的坐標系統(tǒng) 1.分帶規(guī)則分帶規(guī)則 2.分幅規(guī)則分幅規(guī)則 四、地圖投影的選擇四、地圖投影的選擇分帶分幅標準圖幅“切塊”1:10

9、0萬圖幅6分帶法：分帶法：從本初子午線起，每從本初子午線起，每6為一帶，全球共分為為一帶，全球共分為60個投影帶，個投影帶，東經東經06為第一帶，中央經線為為第一帶，中央經線為3，向東依此類推，投影帶號為，向東依此類推，投影帶號為160。中國區(qū)域帶號范圍：。中國區(qū)域帶號范圍：1323。3分帶法：分帶法：從東經從東經130起，每起，每3為一帶，全球劃分為為一帶，全球劃分為120個投影帶，個投影帶，東經東經130430為第一帶，中央經線為為第一帶，中央經線為3，向依此類推，投影帶號，向依此類推，投影帶號為為1120。中國區(qū)域帶號范圍：。中國區(qū)域帶號范圍：2545。為避免坐標產生負值，為避免坐標產生

10、負值，將各帶將各帶Y軸向西平移軸向西平移500km，即橫軸坐標值都加，即橫軸坐標值都加500km，再在坐標值前再加上各帶帶號即為當地坐標值。，再在坐標值前再加上各帶帶號即為當地坐標值。以以18帶為例，原坐標值為帶為例，原坐標值為243353.5m，西移后為，西移后為743353.5，加帶號，加帶號通用坐標為通用坐標為18743353.5。6分帶法分帶法3分帶法分帶法 任意經度所在帶號的計算任意經度所在帶號的計算6度帶：度帶：帶號帶號N=round(L+3)/6，即對，即對(L+3)/6的值四舍五入取整數，的值四舍五入取整數，L為當地經度；為當地經度；中央子午線中央子午線L0=6 N-3。3度帶

11、：度帶：帶號帶號N=round(L/3)，即對，即對(L/3)的值四舍五入取整數，的值四舍五入取整數，L為當地為當地經度；經度；中央子午線中央子午線L0=3 N。不在同一投影帶的兩幅圖是不能直接拼合在一起的，必須要投影變換不在同一投影帶的兩幅圖是不能直接拼合在一起的，必須要投影變換到同一帶內，再作拼接。到同一帶內，再作拼接。 所有標準圖幅地形圖都是以所有標準圖幅地形圖都是以1:100萬地形圖為基礎劃分萬地形圖為基礎劃分出來的。出來的。 國際統(tǒng)一規(guī)定，緯度每國際統(tǒng)一規(guī)定，緯度每4為一列，自赤道向兩極一次為為一列，自赤道向兩極一次為A，B，C，V；經度沒；經度沒6為一行，自為一行，自180起，自起

12、，自西向東依次為西向東依次為1，2，3，60。例如北京為。例如北京為J50。 一一、坐標系的建立坐標系的建立 1.地圖投影地圖投影 2.地球橢球體地球橢球體 3.大地基準面大地基準面 二二、常用的投影類型常用的投影類型 1.蘭伯特投影蘭伯特投影 2.墨卡托投影墨卡托投影 3.高斯高斯-克呂格投影克呂格投影 4.UTM投影投影 三三、標準圖幅的坐標系統(tǒng)標準圖幅的坐標系統(tǒng) 1.分帶規(guī)則分帶規(guī)則 2.分幅規(guī)則分幅規(guī)則 四、地圖投影的選擇四、地圖投影的選擇 地圖投影選擇，主要指中、小比例尺地圖，不包括國家基地圖投影選擇，主要指中、小比例尺地圖，不包括國家基本比例尺地形圖和小范圍制圖。需考慮的因素有：本

13、比例尺地形圖和小范圍制圖。需考慮的因素有： 制圖區(qū)域的范圍：制圖區(qū)域的范圍：國家、洲際、全球、省市國家、洲際、全球、省市 形狀和地理位置：形狀和地理位置：橫向、縱向、經緯度橫向、縱向、經緯度 制圖比例尺：制圖比例尺：大、中、小比例尺大、中、小比例尺 地圖內容：地圖內容：氣象、山文、地質、人文氣象、山文、地質、人文 地圖的用途：地圖的用途：是否涉及面積、長度、角度統(tǒng)計？是否涉及面積、長度、角度統(tǒng)計？ 出版方式：出版方式：紙質、數字柵格、紙質、數字柵格、GIS矢量矢量 其他特殊要求：其他特殊要求：變形要求、版面尺寸變形要求、版面尺寸【世世 界界】多圓錐投影、圓柱投影、偽圓柱投影多圓錐投影、圓柱投影

14、、偽圓柱投影【加拿大加拿大】大于大于1:501:50萬，萬，采用采用UTMUTM（墨卡托投影）投影（墨卡托投影）投影 小于小于1:501:50萬，萬，采用采用LambertLambert（蘭勃特）投影（蘭勃特）投影【美美 國國】大于大于1:501:50萬，萬，采用采用UTM UTM 小于小于1:501:50萬，萬，采用州平面坐標系統(tǒng)采用州平面坐標系統(tǒng) ( (高斯和蘭伯特投影為主，局部用高斯和蘭伯特投影為主，局部用HOMHOM投影投影) )【中中 國國】大于大于 1:501:50萬，萬，采用高斯投影采用高斯投影 小于小于 1:501:50萬，萬，采用采用LambertLambert（蘭勃特）投影（蘭勃特）投影 行政區(qū)專題圖，正軸等面積割圓錐投影行政區(qū)專題圖，正軸等面積割圓錐投影 中國全圖，正軸等角割圓錐投影、斜軸等面積方位投影中國全圖，正軸等角割圓錐投影、斜軸等面積方位投影【其它其它專題圖】斜軸專題圖】斜軸方位投影、方位投影、割割圓錐投影、圓錐投影、愛凱特愛凱特( (EckertEckert) )投影投影、 摩爾威特摩爾威特( (MollweideMollweide) )投影、投影、( (Robinson) Robinson) 偽圓柱投影偽圓柱投影X:六位六位,Y:七位七位X:九位九位,Y:十位十位X:五位五位,Y:六位六位參考資料