GeoExpl第4讲

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,中国地质调查局发展研究中心,空间坐标系统,中国地质调查局发展研究中心,2005年10月 北京,GeoExpl,第四讲,中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,一、地图投影基本概念,1.地理坐标,地球表面上任一点，在椭球表面上的位置，即地,理坐标系。,2.地理坐标的确定,地理纬度：赤道起算，向北为北纬，向南为南纬，,0,90,；,地理经度：英国格林威治天文台起算，向东为东,经，向西为西经，,0,180,。,中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,一、地图投影基本概念,3,.,投影变换,将,地球椭球体面转换为平面，即地球表面上任,意一点,P,在投影平面上的投影,P,位置采用平面直,角坐标（投影坐标)(,x，y）,来表示(也可用极标表,示)，数学描述：,x=f1(,),y=f2(,),中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,二、投影基本分类,目前全世界共有256种不同类型的投影，按不同的目的和需求，采用不同的分类指标体系，常用的有：,1,.,根据投影面及其与球面相关位置的分类,曲面展开为平面：,圆锥面、圆柱投影、方位投影,。,圆锥投影、圆柱投影、方位投影。,投影面与地球轴向的相对位置：,正轴、斜轴、横轴。,投影面与椭球面的相交位置：,相切、相割，如正轴割圆锥投影,中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,2,.,根据投影变形性质分类：,等角(,Conformal),投影：,保证投影后任意点上由任意两,微分线构成的角度不产生变形。,等面积投影：,保证投影前后面积保持不变（形状变形,随远离中心的程度面逐渐增大）。,任意投影：,投影后既不保持角度不变，也不保持面积,不变，同时存在长度、角度和面积的变形。,3,.,根据投影,几何原理,的方法分类,透视,几何投影、透视的原理。,几何解析投影，依据经纬线解析原理确定投影方程式，如圆锥投影等。,二、投影基本分类,中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,4,.,根据投影特征分类,依据地图投影方程中，投影平面的直角坐标变量,X、Y,和投影平面的极坐标变量与地球表面地理坐标间所呈现的关系进行分类。,高斯-克吕格投影(,Gauss-Kruger Projection),横,轴等角切（椭）圆柱投影。,墨卡托投影(,Mercator,Projection),正轴等角切,（割）圆柱投影。,二、投影基本分类,中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,三、投影变换参数,中央经线,标准纬线,零基线,椭球参数,a,中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,四、,中国常用的地图投影系列,1,.,地图投影系统的选择,制图目的,用途,比例尺,一般来说，对于某个特定的目标和任务，选定一种或两种地图投影作为其工作的共同数学基础，通常比例尺越小，源数据所涉及的投影类型就越多。,中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,2,.,中国地图投影系列,我国地形图系列比例尺为1:100万、1:50万、1:25万、(1:20万)、1:10万、1:5万、1:2.5万、1:1万等。,以往地质勘探区域性工作主要采用1:20万。,一般情况下1:1万 1:50万均采用全体球统一分带的高斯-克吕格投影（6,带，3,带)，1:100万则采用与国际1:100万地图投影相一致的正轴等角等割圆锥投影(,Lambert)，,大部分省区图都采用这一投影方式。,四、,中国常用的地图投影系列,中国地质调查局发展研究中心,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,四、,中国常用的地图投影系列,为了全国测量精度符合统一要求,在全国范围内建立了统一的大地控制网,分为平面控制和高程控制网.,大地坐标:在地面上建立一系列相连接的三角形,采用天文观测的方法确定其点位(经度,纬度和方位角,测定各三角形的角值,计算各点的大地坐标.,我国1954年在北京设立了大地坐标原点,由此计算各大地控制点坐标,称为北京坐标系.,1986年我国宣布在陕西泾阳县设立了新的大地坐标原点,并采用1975年国际大地测量协会推荐的大地参考椭球体,称为1980年大地坐标系.,我国高程的起算面是黄海平均海水面.,我国的大地控制网,中国地质调查局发展研究中心,四、,中国常用的地图投影系列,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,3,.,常用投影系统,高斯-克吕格投影：,是一种横轴等角(切)椭圆柱投影，它是将一椭圆柱横切于地球椭球体上，该椭圆柱面与椭球体表面的切线为一经线，投影中将其称为中央经线，然后根据一定的约束条件(投影条件)，将中央经线两侧规定范围内的点投影到椭圆柱面上从而得到点的高斯投影，按投影方法的分类上说属于解析投影。,中国地质调查局发展研究中心,四、,中国常用的地图投影系列,高斯-克吕格投影,条件：,中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对称轴；,等角投影；,中央经线上没有长度变形。,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,常用投影系统,中国地质调查局发展研究中心,四、,中国常用的地图投影系列,高斯-克吕格投影,方法：,将地球按一定间隔的经差(6,或 3,)划分为若干相互不重叠的投影带，各带分别投影。1:2.5 万至1:50 万比例尺的地形图均采用6,分带方案，即从格林威治 0,经线起算，每为一个投影带，全球共分为60个投影带，自经线向东和向西各30带。1:1万及更大比例尺地形图采用3,分带方案，从东经1,30,算起，全球共分为120个投影带，向东向西各60带。,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,常用投影系统,中国地质调查局发展研究中心,四、,中国常用的地图投影系列,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,高斯-克吕格投影,投影带换算方法,带 号,n,6,=,Int,(X/6)+1,n,3,=,Int,(X+1.5)/3),中央经线,x,6,=n,6,6,-3,x,3,=n,3,3,中国地质调查局发展研究中心,四、,中国常用的地图投影系列,高斯-克吕格投影,投影坐标值的确定：,y=y,实,+500,km,正,轴圆锥投影,正,轴圆锥投影中经线表现为交于一点直线束，纬线表现为同心圆圆弧，圆心即为直线束的交点。,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,中国地质调查局发展研究中心,四、,中国常用的地图投影系列,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,斜轴方位投影,方位投影是将一个投影平面切于地球某一点或割于地球某一部分，再将地球上的经纬线投影到该平面上，投影平面与球面的切点所割小圆的圆心，即为投影中心（新极点)。,中国地质调查局发展研究中心,四、,中国常用的地图投影系列,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,4,.,标准图幅分幅和编号,我国地形图分幅是以1/100万分幅为基准,按照相同的经差和纬差定义不同比例尺的标准分幅.如1/100万经纬差为6度和4度,1/50万为3度和2度.,原编号:,J-B,K-50-(28),新编号:,J50,，K50C003001,(GB/T 13989-92,国家基本比例尺地形图分幅和编号),中国地质调查局发展研究中心,五、,空间坐标转换,我国常用地图投影系列及 坐标投影变换,空间物体的位置可以通过多种坐标系来描述，其途径不一样，可能所使用的坐标系也不相同，这就需要进行坐标间的转换。,1.数字化坐标与投影坐标的换算,在数字化地图之前，必须知道底图的投影方法和相关参数，这是图形坐标变换的,重要环节,!,a,控制点法,b,软件转换,c,图坐标校正（平移、旋转、放大、缩小）,中国地质调查局发展研究中心,G,eoExpl,中的坐标关系,1,.,数据工程与应用工程的区域参数设置,（第一讲,）,2,.,基本坐标系,点空间数据库的空间坐标项，采用未投影地理坐标经度与纬度（单位：十进制度），图形空间域主要采用投影后的平面坐标。,注：为输入的方便，界面要求输入的经纬度坐标，均采用度.分秒，如 105.0335 表示105度3分35秒,3,.,数据库检索数据表的空间,坐标自动转换为应用工程的投影坐标，同时自动添加,“横坐标”,与,“纵坐标”,项,中国地质调查局发展研究中心,G,eoExpl,中的坐标关系,3,.,图形数据检索与剪裁的坐标转换,中国地质调查局发展研究中心,G,eoExpl,中的坐标关系,4,.,图形操作的实时坐标显示,鼠标移动显示当前空间坐标,工程投影平面坐标,经度与纬度坐标,中国地质调查局发展研究中心,GeoExpl,中的坐标关系,5,.,数据坐标转换,选择当前应用工程,运行数据处理分析模块,中国地质调查局发展研究中心,G,eoExpl,中的坐标关系,系统提供了15种常用的坐标转换模型，可以实现单点、数据表和图形数据空间坐标间的转换。,经度与纬度坐标,选择转换的文件类型,如：“单点坐标转换”,在“在单点坐标转换输入输出中,”，,输入要转换的坐标，如，“102.3030,35.5”,选择输入的投影模型与参数,选择输出的投影模型与参数,操作坐标转换，结果将坐标输出栏,中国地质调查局发展研究中心,G,eoExpl,中的坐标关系,5,.,数据坐标转换,通常通过系统数据管理检索的数据，其坐标将自动转换为应用工程的投影坐标，无需转换可直接进行处理或成图。但对于外部导入的坐标，与应用工程坐标模型不一致的情况下，需进行坐标转换。,经度与纬度坐标,表数据与文件型的坐标转换,选择文件类型与转换的数据表名，如,“化探”,确定坐标项，如,“经度”“纬度”,给定新的坐标名，如，,“横坐标”。“纵坐标”,选择输入的投影模型与参数,选择输出的投影模型与参数,操作坐标转换，转换的坐标将存放在给定的新坐标项中,gph,点坐标文件的转换,中国地质调查局发展研究中心,课间休息,HTTP:/WWW.GEOEXPL.COM,TEL:86-10-62302967/2950/2503,中国地质调查局发展研究中心,