地理坐標(biāo)與地圖投影的原理

地理坐標(biāo)與地圖投影的原理第1頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容GIS基本概念1.GIS坐標(biāo)2.GIS數(shù)據(jù)3.GIS空間分析4.第2頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS基本概念什么是GIS?GIS是以測(cè)繪測(cè)量為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和使用的數(shù)據(jù)源，以計(jì)算機(jī)編程為平臺(tái)的全球空間分析技術(shù)，這是GIS的本質(zhì)，也是核心。

第3頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS基本概念什么是GIS空間（or地理空間）?根據(jù)應(yīng)用需求，對(duì)真實(shí)世界的一個(gè)抽象和簡(jiǎn)化

第4頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS基本概念真實(shí)世界-->GIS空間第5頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS空間是由空間實(shí)體（Entity，Object）組成。空間實(shí)體指在地球上分布的地理現(xiàn)象和地理過程。在二維GIS空間中，空間實(shí)體分為點(diǎn)、線、面三大類。GIS基本概念第6頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月點(diǎn)（Point）特征：有位置信息，無長(zhǎng)度、面積屬性GIS基本概念第7頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月線（Line,Arc）特征：有位置，長(zhǎng)度屬性；無面積屬性特殊情況：首尾相接的線是“環(huán)”GIS基本概念第8頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月面（Polygon）特征：有位置，長(zhǎng)度，面積屬性。特殊情況：中間有“洞”GIS基本概念第9頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空間實(shí)體的基本特征1空間特征（定位數(shù)據(jù)） 表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置。空間特征又稱為幾何特征或定位特征，一般以坐標(biāo)數(shù)據(jù)表示GIS基本概念第10頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空間實(shí)體的基本特征

2屬性特征（非定位數(shù)據(jù)） 表示實(shí)際的現(xiàn)象或特征的信息，例如變量、級(jí)別、數(shù)量特征和名稱等等GIS基本概念第11頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空間實(shí)體的基本特征

3時(shí)間特征（時(shí)間尺度） 指現(xiàn)象或物體隨時(shí)間的變化情況，其變化的周期有超短期的、短期的、中期的、長(zhǎng)期的等等GIS基本概念第12頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空間數(shù)據(jù)的基本特性[JackDangermond,1984]GIS基本概念第13頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空間實(shí)體的表達(dá)方式（symbol）點(diǎn)GIS基本概念第14頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空間實(shí)體的表達(dá)方式（symbol）線GIS基本概念第15頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空間實(shí)體的表達(dá)方式（symbol）面GIS基本概念第16頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容GIS基本概念1.GIS坐標(biāo)2.GIS數(shù)據(jù)3.GIS空間分析4.第17頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作用：對(duì)地球的位置進(jìn)行精確定位。GIS空間數(shù)據(jù)的構(gòu)成單元。GIS坐標(biāo)第18頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月坐標(biāo)1（直角坐標(biāo)）：40402130.04,3539216.4,101.0坐標(biāo)2（經(jīng)緯度坐標(biāo)）：121.9469232,46.5089274,251.0GIS坐標(biāo)怎樣認(rèn)識(shí)它們？有何意義？?jī)?nèi)涵？第19頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標(biāo)認(rèn)清GIS坐標(biāo)=理解與分清以下概念：大地水準(zhǔn)面、似大地水準(zhǔn)面(geoid)參考橢球體(ellipsoid)大地基準(zhǔn)面(Geodeticdatum)大地坐標(biāo)系(geodeticcoordinate

system)坐標(biāo)經(jīng)緯度坐標(biāo)投影坐標(biāo)（平面直角）第20頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球自然表面第21頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球的物理表面——大地水準(zhǔn)面第22頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球表面大地水準(zhǔn)面地球的物理表面——大地水準(zhǔn)面第23頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球的物理表面——大地水準(zhǔn)面第24頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陸地上，大地水準(zhǔn)面無法直接測(cè)出真值只有用一個(gè)近似值稱為似大地水準(zhǔn)面“似大地水準(zhǔn)面精化”就是使其無限接近大地水準(zhǔn)面，越接近精度越高地球的物理表面——大地水準(zhǔn)面第25頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通常，GIS中大地水準(zhǔn)面（似大地水準(zhǔn)面）是高程的起算面。地球的物理表面——大地水準(zhǔn)面第26頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球的數(shù)學(xué)表面——地球橢球體第27頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球的數(shù)學(xué)表面——地球橢球體第28頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球的數(shù)學(xué)表面——地球橢球體第29頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球的數(shù)學(xué)表面——地球橢球體第30頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通常，GIS中的平面坐標(biāo)（X，Y或者經(jīng)度、維度）都是基于地球橢球體的。地球的數(shù)學(xué)表面——地球橢球體第31頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地基準(zhǔn)面地球橢球體是非常接近大地水準(zhǔn)面的曲面。不同地域、不同國(guó)家的大地水準(zhǔn)面起伏情況不一樣。每個(gè)國(guó)家會(huì)根據(jù)自己的情況，通常采用與本國(guó)區(qū)域內(nèi)的大地水準(zhǔn)面最為接近的地球橢球體來作為本國(guó)地理坐標(biāo)的基礎(chǔ)，這便產(chǎn)生了大地基準(zhǔn)面。第32頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地基準(zhǔn)面又稱大地基準(zhǔn)面第33頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地基準(zhǔn)面（Geodeticdatum）為最密合部分或全部大地水準(zhǔn)面的地球橢球體。它由橢球體本身及橢球體和地表上一點(diǎn)視為原點(diǎn)間之關(guān)系來定義。此關(guān)系能以6個(gè)量來定義，通常（但非必然）是大地緯度、大地經(jīng)度、原點(diǎn)高度、原點(diǎn)垂線偏差之兩分量及原點(diǎn)至某點(diǎn)的大地方位角。大地基準(zhǔn)面第34頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地坐標(biāo)系=大地基準(zhǔn)面+高程基準(zhǔn)大地坐標(biāo)系第35頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地坐標(biāo)系第36頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月總結(jié)第37頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容GIS基本概念1.GIS坐標(biāo)2.GIS數(shù)據(jù)3.GIS空間分析4.第38頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第39頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第40頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標(biāo)——地理坐標(biāo)GIS坐標(biāo)高程平面坐標(biāo)地理坐標(biāo)（經(jīng)緯度）直角坐標(biāo)（地圖投影）正高正常高大地高第41頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標(biāo)——地理坐標(biāo)第42頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標(biāo)——地理坐標(biāo)第43頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標(biāo)——地理坐標(biāo)第44頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標(biāo)——地理坐標(biāo)第45頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標(biāo)——投影坐標(biāo)1地圖投影的概念地圖投影就是在球面與平面之間建立其經(jīng)緯度與直角坐標(biāo)函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)方法2地圖投影的變形3地圖投影的分類第46頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第47頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地圖投影是在幾何投影的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的平面球面F（，）＝f（x,y）地圖投影的實(shí)質(zhì)就是球面上的經(jīng)緯網(wǎng)按照一定的數(shù)學(xué)法則轉(zhuǎn)移到平面圖紙上。GIS坐標(biāo)——投影坐標(biāo)第48頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變形是必然的－－球面不可展變形的分類長(zhǎng)度變形（主比例尺與局部比例尺）、面積變形、角度變形變形的表示變形橢圓、等變形線GIS坐標(biāo)——投影坐標(biāo)第49頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按承影面的形狀分為：方位投影（平面投影）、圓錐投影、園柱投影按變形性質(zhì)分為：等積投影、等角投影、任意投影按承影面與地軸的關(guān)系分為：正軸投影、橫軸投影、斜軸投影按承影面與地表的關(guān)系分為：切投影、割投影GIS坐標(biāo)——投影坐標(biāo)第50頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月投影分類示意圖NSNSNS

正軸切園柱投影

橫軸割園柱投影

斜軸切方位投影第51頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月等積投影、等角投影、等距投影形狀不變面積不變特定方向距離不變第52頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地圖投影幾何非幾何圓柱方位圓錐偽圓錐偽圓柱偽方位多圓錐橫軸斜軸正軸等積等距等角切割投影分類示意圖第53頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月簡(jiǎn)單投影

所謂簡(jiǎn)單投影是指繼承了幾何投影的基本特征，經(jīng)緯網(wǎng)形狀簡(jiǎn)單、變形規(guī)律亦不復(fù)雜的投影。1方位投影2圓錐投影3圓柱投影第54頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1方位投影

方位投影以平面為投影。第55頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2圓錐投影第56頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、圓柱投影3圓柱投影第57頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中央經(jīng)線(central_meridian):105.000000000000000參考橢球長(zhǎng)半軸(major_axis):6378137.000000000000000參考橢球短半軸(minor_axis):6356752.314199999900000東偏移(false_easting):500000.000000000000000北偏移(false_northing):0.000000000000000起始緯度(origin_latitude):0.000000000000000投影類型(type):TransMercatorProjection其它參數(shù)：。。。地圖投影的基本參數(shù)第58頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月doublea;doubleb;doubleOrigin_Latitude;doubleCentral_Meridian;doubleFalse_Easting;doubleFalse_Northing;doubleScale_Factor面向?qū)ο蠓椒ū磉_(dá)投影ClassMyTransMercatorProjection成員變量：方法：forward(參數(shù))//正變換：從經(jīng)緯度->直角坐標(biāo)

inverse(參數(shù))//逆變換：從直角坐標(biāo)->經(jīng)緯度第59頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)常用投影： 高斯—克呂格投影（橫軸墨卡托投TM）等角橫切圓柱投影我國(guó)常用投影第60頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)常用投影投影分帶：第61頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月投影分帶：我國(guó)常用投影第62頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.正高是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離，正高用符號(hào)Hg表示。2.正常高是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離，正常高用Hr表示。3.大地高是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的大地高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的參考橢球的法線與參考橢球面的交點(diǎn)間的距離。大地高也稱為橢球高，大地高一般用符號(hào)H表示。大地高是一個(gè)純幾何量，不具有物理意義，同一個(gè)點(diǎn)，在不同的基準(zhǔn)下，具有不同的大地高。/s/blog_4b700c4c0100r4yo.html