CH2-1空間信息基礎(chǔ)

第二章空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靖娟利土木工程系CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!主要內(nèi)容空間信息基礎(chǔ)1空間數(shù)據(jù)的表達(dá)2空間數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3矢量數(shù)據(jù)模型3.13.2不規(guī)則鑲嵌數(shù)據(jù)模型3.3柵格數(shù)據(jù)模型CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!§2.1空間信息基礎(chǔ)空間信息基礎(chǔ)地球模型地理參考與坐標(biāo)系地圖投影CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!一、地球模型地球表面水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面鉛垂線地球橢球體CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!一、地球模型—橢球體

SpheroidsandspheresAsphereisbasedonacircle,whileaspheroid(orellipsoid)isbasedonanellipse.Theshapeofanellipseisdefinedbytworadii.Thelongerradiusiscalledthesemimajoraxis,andtheshorterradiusiscalledthesemiminoraxis.Rotatingtheellipsearoundthesemiminoraxiscreatesaspheroid.Aspheroidisalsoknownasanoblateellipsoidofrevolution.Thefollowinggraphicshowsthesemimajorandsemiminoraxesofaspheroid.CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!一、地球模型—基準(zhǔn)面Datumadatumdefinesthepositionofthespheroidrelativetothecenteroftheearth.Adatumprovidesaframeofreferenceformeasuringlocationsonthesurfaceoftheearth.Itdefinestheoriginandorientationoflatitudeandlongitudelines.Geocentricdatums

whichrelatescoordinatestotheearth'scenterofmass.Anearth-centered,orgeocentric,datumusestheearth'scenterofmassastheorigin.ThemostrecentlydevelopedandwidelyuseddatumisWGS1984.Itservesastheframeworkforlocationalmeasurementworldwide.LocaldatumsAlocaldatumalignsitsspheroidtocloselyfittheearth'ssurfaceinaparticulararea.Apointonthesurfaceofthespheroidismatchedtoaparticularpositiononthesurfaceoftheearth.Thispointisknownastheoriginpointofthedatum.Thecoordinatesoftheoriginpointarefixed,andallotherpointsarecalculatedfromit.CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!一、地球模型—高程系統(tǒng)

Elevationreferencing任意水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面H′AHA鉛垂線AH′BHBhABCH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!二、地理參考與坐標(biāo)系—坐標(biāo)系把大地水準(zhǔn)面上的測(cè)量成果化算到橢球體面上的計(jì)算工作中，所采用的橢球的大小橢球體橢球體與大地水準(zhǔn)面的相關(guān)位置不同，對(duì)同一點(diǎn)的地理坐標(biāo)所計(jì)算的結(jié)果將有不同的值基準(zhǔn)面CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!投影坐標(biāo)系

projectedcoordinatesystems

projectedcoordinatesystem

projectedcoordinatesystemdefinedonaflat,two-dimensionalsurface，hasconstantlengths,angles,andareasacrossthetwodimensions，andalwaysbasedonageographiccoordinatesystemlocationsareidentifiedbyx,ycoordinatesonagrid,withtheoriginatthecenterofthegrid.Eachpositionhastwovaluesthatreferenceittothatcentrallocation.Onespecifiesitshorizontalpositionandtheotheritsverticalposition.Thetwovaluesarecalledthex-coordinateandy-coordinate.Usingthisnotation,thecoordinatesattheoriginarex=0andy=0.CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!地圖投影直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!高斯-克呂格投影

Gauss-Krüger高斯—呂格投影在英美國(guó)家稱為橫軸墨卡托投影。美國(guó)編制世界各地軍用地圖和地球資源衛(wèi)星象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)線長(zhǎng)度比等于1，UTM投影規(guī)定中央經(jīng)線長(zhǎng)度比為0.9996。在6度帶內(nèi)最大長(zhǎng)度變形不超過(guò)0.04%。GKCH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!GK投影分帶1：2.5萬(wàn)～1：50萬(wàn)比例尺地形圖，采用6度分帶；1：1萬(wàn)比例尺地形圖采用經(jīng)差3度分帶。16度帶是從0度子午線起，自西向東每隔經(jīng)差6為一投影帶，全球分為60帶，各帶的帶號(hào)用自然序數(shù)1，2，3，…60表示。即以東經(jīng)0-6為第1帶，其中央經(jīng)線為3E，其余類推.（我國(guó)11個(gè)，13帶～23帶）23度帶，是從東經(jīng)1度30分的經(jīng)線開始，每隔3度為一帶，全球劃分為120個(gè)投影帶。（我國(guó)23個(gè)，24帶～46帶）3我國(guó)領(lǐng)土范圍為東經(jīng)73°～135，北緯4°～55°CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!GK坐標(biāo)值的規(guī)定GK投影每一個(gè)投影帶的坐標(biāo)值都是相對(duì)于本帶坐標(biāo)原點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)值，因而各帶的坐標(biāo)完全相同。123我國(guó)位于北半球（4°N～55°N

），全部的x坐標(biāo)值都是正值，在每個(gè)投影帶中有一半的y坐標(biāo)值為負(fù)。將各帶的縱坐標(biāo)西移500KM，使我國(guó)境內(nèi)的坐標(biāo)均取正值。因此，在地圖上讀取的點(diǎn)y坐標(biāo)值為實(shí)際坐標(biāo)值加上500km后的通用坐標(biāo)值。CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!實(shí)例CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!UTM投影CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!一、地球模型地球自然表面水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面地球橢球體地球形狀的概括CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!一、地球模型—橢球體

SpheroidsandspheresTheshapeandsizeofageographiccoordinatesystem'ssurfaceisdefinedbyasphereorspheroid.Althoughtheearthisbestrepresentedbyaspheroid,theearthissometimestreatedasaspheretomakemathematicalcalculationseasier.Theassumptionthattheearthisasphereispossibleforsmall-scalemaps(smallerthan1:5,000,000).Atthisscale,thedifferencebetweenasphereandaspheroidisnotdetectableonamap.However,tomaintainaccuracyforlarger-scalemaps(scalesof1:1,000,000orlarger),aspheroidisnecessarytorepresenttheshapeoftheearth.Betweenthosescales,choosingtouseasphereorspheroidwilldependonthemap'spurposeandtheaccuracyofthedata.CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!各種地球橢球體模型橢球體名稱年代長(zhǎng)半軸（米）短半軸（米）扁率白塞爾(Bessel)1841637739763560791：299.15克拉克(Clarke)1880637824963565151：293.5克拉克(Clarke)1866637820663565841：295.0海福特(Hayford)1910637838863569121：297克拉索夫斯基1940637824563568631：298.3I．U．G．G1967637816063567751：298.25埃維爾斯特(Everest)1830637727663560751：300.8CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!datamCH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!二、地理參考與坐標(biāo)系—地理參考絕對(duì)參考（directgeoreferencing）地理坐標(biāo)系（Geographicalcoordinates）平面直角坐標(biāo)系（Rectangularcoordinates）相對(duì)參考（relativegeoreferencing）極坐標(biāo)系（Polarcoordinates）位置便移（Offsetdistance）AddressandstreetcodesPostalcodesandareanameAdministrativezonesandstatisticalunitsGridsandmapsheets連續(xù)參考系統(tǒng)（Continuousgeoreferencingsystems）離散參考系統(tǒng)（DiscreteGeoferencingSystems）CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!地理坐標(biāo)系

(geographiccoordinatesystems)Ageographiccoordinatesystem(GCS)usesathree-dimensionalsphericalsurfacetodefinelocationsontheearth.AGCSisoftenincorrectlycalledadatum,butadatumisonlyonepartofaGCS.AGCSincludesanangularunitofmeasure,aprimemeridian,andadatum(basedonaspheroid).CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!三、地圖投影

mapprojections

1transformitsthree-dimensionalsurfacetocreateaflatmapsheet.2usesmathematicalformulastorelatesphericalcoordinatesontheglobetoflat,planarcoordinates.3Differentprojectionscausedifferenttypesofdistortions.CH2-1空間信息基礎(chǔ)共28頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!我國(guó)常用的地圖投影1：100萬(wàn)：蘭勃特投影（正軸等積割圓錐投影）大部分分省圖、大多數(shù)同級(jí)比例尺也采用蘭勃投影1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：2