投影坐标系统介绍

投影坐标系（Projected Coordinate Systems）投影坐标系使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。

这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。

投影坐标系由以下参数确定地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84）λ投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影、Mercator投影）λ地理坐标系与投影坐标系的区别1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system）Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。

很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。

我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。

这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。

具有长半轴，短半轴，偏心率。

以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。

Spheroid: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。

在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum: D_Beijing_1954表示，大地基准面是D_Beijing_1954。

--------------------------------------------------------------------------------有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。

大地测量坐标系统分类引言大地测量是地球科学中的重要分支，它用于测量地球表面的形状、尺寸、位置以及其它相关参数。

在进行大地测量时，需要使用大地测量坐标系统来描述地球表面上各个点的位置。

本文将介绍大地测量坐标系统的分类和特点。

1. 地心坐标系统（Geocentric Coordinate System）地心坐标系统是最基本的大地测量坐标系统之一。

它以地球质心作为坐标原点，以地球自转轴为Z轴建立三维直角坐标系。

由于地心坐标系统以地球质心为原点，因此适用于描述地球整体的形状和位置。

这种坐标系统在全球导航卫星系统（GNSS）中被广泛使用。

2. 大地坐标系统（Geographic Coordinate System）大地坐标系统是将地球表面划分为无数个小区域，每个小区域有自己的坐标系。

它以地球表面上的某一参考点作为基准点建立坐标系，并采用经度和纬度作为坐标单位。

大地坐标系统适用于描述地球上任意点的位置，常用于地图制作和导航系统。

3. 投影坐标系统（Projected Coordinate System）投影坐标系统是将地球表面上的经纬度坐标投影到一个平面上的坐标系统。

由于地球是一个球体，将其投影到平面上必然会有形状和尺寸的变形。

不同的投影方式会导致不同的形变情况，因此投影坐标系统的选择应根据具体应用需求进行。

投影坐标系统广泛应用于地图制作、测量和GIS系统中。

3.1 圆柱投影（Cylindrical Projection）圆柱投影是一种将地球投影到一个圆柱体上的投影方式。

它有多种变体，如墨卡托投影、等距圆柱投影等。

圆柱投影保留了经纬度的形式，但在高纬度地区会出现较大的形变。

3.2 锥形投影（Conic Projection）锥形投影将地球表面投影到一个锥面上。

锥形投影可以根据需要调整锥的位置和大小，以减少形变。

锥形投影适用于纬度较小的地区。

3.3 平面投影（Planar Projection）平面投影将地球表面投影到一个平面上。

高斯直角坐标系高斯直角坐标系是一种用于地图制图的坐标系，也被称为高斯-克吕格投影坐标系。

它是一种平面直角坐标系，用于将地球表面上的点映射到平面上。

在这个坐标系中，地球表面被划分成了许多小区域，每个小区域都有一个唯一的投影中心。

下面将对高斯直角坐标系进行详细介绍。

一、高斯直角坐标系的定义高斯直角坐标系是指在地球表面上建立一个平面直角坐标系，使得该平面上任意一点（x,y）与其所对应的经纬度（B,L）之间存在着确定的函数关系。

二、高斯直角坐标系的原理在高斯直角坐标系中，我们假设地球是一个椭球体，并将其投影到一个平面上。

这个平面可以看作是椭球体的切平面，即与椭球体相切的平面。

我们选择以某个点为中心进行投影，并规定该点处的投影正北方向与地理正北方向重合。

然后根据柏松定理和拉普拉斯方程式来计算每个点在该投影中所对应的坐标。

三、高斯直角坐标系的特点1. 高精度：高斯直角坐标系是一种高精度的坐标系，可以用于制图、导航和测量等领域。

2. 局部性：由于每个小区域都有一个唯一的投影中心，因此该坐标系具有局部性。

在同一小区域内，可以使用相同的投影参数进行计算。

3. 正交性：高斯直角坐标系是一种正交坐标系，即x轴和y轴互相垂直。

这个特点使得计算更加简单。

4. 投影形式多样：高斯直角坐标系有多种投影形式，可以根据不同需求选择不同的投影方式。

四、高斯直角坐标系的应用1. 地图制图：高斯直角坐标系是地图制图中常用的坐标系之一。

它可以将地球表面上的点映射到平面上，便于绘制地图。

2. 导航定位：在导航定位中，可以使用高斯直角坐标系来表示位置信息。

例如，在GPS导航系统中，可以通过将GPS信号转换为高斯-克吕格投影来实现位置定位。

3. 测量应用：在测量应用中，高斯直角坐标系可以用于计算距离、面积等。

例如，在土地测量中，可以使用高斯直角坐标系来计算土地面积。

五、总结高斯直角坐标系是一种常用的地图制图坐标系，具有高精度、局部性、正交性和投影形式多样等特点。

地理坐标系与投影坐标系1、地理坐标系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。

很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。

我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行艹作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。

这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。

具有长半轴，短半轴，偏心率。

以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。

Spheroid: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。

在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum: D_Beijing_1954表示，大地基准面是D_Beijing_1954。

--------------------------------------------------------------------------------有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。

完整参数：Alias:Abbreviation:Remarks:Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000000000000000) Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening: 298.3000000000000100002、接下来便是Projection coordinate system（投影坐标系统），首先看看投影坐标系统中的一些参数。

前言:温馨小提示：本篇文档是通过查阅资料精心整理编制的，希望能帮助大家解决实际问题，文档内容不一定完美契合各位的需求，请各位根据需求进行下载。

文档下载后可自己根据实际情况对内容进行任意改写，确保能够帮助到大家。

除此之外，本店铺还提供各种文档材料，涉及多个领域例如活动文案、工作方案、读后感、读书笔记等，大家按需搜索查看！Warm tip:This document is prepared by consulting information carefully. Hope to help you solve practical problems. The content of the document is not necessarily perfect to match your needs. Please download according to your needs. Then you can rewrite the content according to the actualsituation to ensure that we can help. In addition, the store also provides a variety of documents and materials, covering areas such as copywriting for activities, work plans, reflections, reading notes, etc.正文如下:地理坐标系与投影坐标系的概念及应用解读地理和投影坐标系的定义及其运用解读地理和投影坐标系的定义及其运用一、地理坐标系定义：地理坐标系统，本质上是一种基于地球椭球体的参照框架，通过结合经度和纬度参数，精确标识地球表面任意一点的三维空间位置。

在地理空间坐标框架内，每个地理位置点均对应着独一无二的经度和纬度坐标对。

WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，是一个地心地固坐标系统。

WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的精度较低的WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。

采用椭球参数为：a= 6378137m，f =1/298.257223563。

WGS-72坐标系是美国国防部使用WGS-84之坐标系之前采用的坐标系统，也是一种地心地固坐标系统。

采用的基准面是Broadcast Ephemeris (NWL-100)，采用椭球参数为：a = 6378135.0m f= 1/298.26。

在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据，而工程图纸普遍使用的是以WGS-72全球大地坐标系为基础的坐标数据。

由于这两种坐标系统都是固心坐标系，所有坐标系具有固定的转换值，可通过相应的工程图纸查到转换七参数。

这里简单介绍一下WGS-84和参心坐标系（如WGS-54）的转换方法。

由于GPS的测量结果与参心坐标系数据差别较大，并且随区域不同，差别也不同。

因此必须将WGS-84坐标转换到参心坐标系。

目前比较严密的方法是采用七参数相似变换法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K，这里的X、Y、Z指的是空间直角坐标，为转换过程的中间值。

要求得到七参数就需要在一个地区3个以上的已知点WGS-72坐标数据），然后分别求出它们相应投影的平面直角坐标，最后代入相似变换公式即可求出七参数。

这里需注意采用的投影方法不同，WGS-84和参心坐标系的转换参数也是不同的，即不同投影下的转换参数不能互用。

三、坐标系的变换同一坐标系统下坐标有多种不同的表现形式，一种形式实际上就是一种坐标系。

如空间直角坐标系（X，Y，Z）、大地坐标系（B，L）、平面直角坐标（x，y）等。

通过坐标系统的转换我们得到了WGS-72坐标系统下的空间直角坐标，我们还须在WGS-72坐标系统下再进行各种坐标系的变换，直至得到工程所需的WGS-72平面直角坐标。

地理坐标系与投影坐标系1、地理坐标系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。

很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。

我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行艹作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。

这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。

具有长半轴，短半轴，偏心率。

以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。

Spheroid: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。

在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum: D_Beijing_1954表示，大地基准面是D_Beijing_1954。

--------------------------------------------------------------------------------有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。

完整参数：Alias:Abbreviation:Remarks:Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000000000000000) Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening: 298.3000000000000100002、接下来便是Projection coordinate system（投影坐标系统），首先看看投影坐标系统中的一些参数。

GIS的坐标系统呢大致有三种（本人认为的国外国内做GIS最好的ESRI和Supermap 都是这么分的）：Plannar Coordinate S ystem（平面坐标系统，或者Custom用户自定义坐标系统）、Geographic Coordinate System(地理坐标系统）、Projection Coordinate S ystem(投影坐标系统)。

这三者并不是完全独立的，而且各自都有各自的应用特点。

如平面坐标系统常常在小范围内不需要投影或坐标变换的情况下使用，在Arcgis中，默认打开数据不知道坐标系统信息的情况下都当作Custom CS处理，也就是平面坐标系统。

而地理坐标系统和投影坐标系统又是相互联系的，地理坐标系统是投影坐标系统的基础之一，二者的区别联系在下文详述，下面先搞清楚几个基本的概念(参考自Jetz大侠的博客：/category/24847.ht ml）：理解：椭球面是用来逼近地球的，应该是一个立的椭圆旋转而成的。

2、大地基准面(Datum)椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的大地基准面显然是不同的。

在目前的GIS商用软件中，大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义，即三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值；三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时，分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角；最后是比例校正因子，用于调整椭球大小。

北京54、西安80相对WGS84的转换参数至今没有公开，实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转换，在只有一个已知控制点的情况下(往往如此)，用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数，当工作区范围不大时，如青岛市，精度也足够了。

投影坐标系在地图学和空间科学中，投影坐标系是一种用来将三维地球表面的曲面投影到一个平面上的方法。

它是一种重要的工具，用于将地球上复杂的曲面转换成简单的二维平面，以便于显示、分析和测量地理信息数据。

投影坐标系通常用来绘制地图，并在地理信息系统（GIS）中广泛应用。

背景地球是一个三维椭球体，但在实际应用中，人们往往需要将地球表面的地理数据表示在二维平面上，以便于我们理解和利用。

然而，由于地球是一个曲面，无法完美展开到平面上，因此就需要投影坐标系来进行转换。

常见的投影方法圆柱投影圆柱投影是最简单的一种投影方法，它将地球表面投影到一个圆柱体上，然后再展开到一个平面上。

这种投影方法对赤道附近的地区变形较小，但是在极地区域会出现明显的形变。

锥形投影锥形投影是将地球表面投影到一个圆锥体上，然后再展开到一个平面上。

与圆柱投影相比，锥形投影在中纬度地区有更好的性能，但是在赤道和极地区域同样会产生形变。

平面投影平面投影将地球表面投影到一个平面上，通常是通过一个点来完成投影。

平面投影在某一点附近形变较小，但是离这一点越远，形变就会越明显。

应用投影坐标系在地图制作、卫星导航、气象预报、城市规划等领域都有广泛的应用。

例如，我们常见的世界地图就是使用投影坐标系绘制的，通过不同的投影方法，可以呈现出不同地区的地理信息。

在日常生活中，我们也会经常接触到使用投影坐标系的产品，比如手机导航软件、在线地图服务等。

这些产品通过将地图信息转换成平面坐标系，使得我们能够更方便地获取地理位置信息。

总结投影坐标系是地图制作和空间科学中重要的工具，它通过将地球表面投影到平面上，使得我们能够更方便地表示、分析和利用地理信息数据。

不同的投影方法有不同的适用范围和性能特点，根据具体的需求选择合适的投影方法非常重要。

通过对投影坐标系的深入理解，我们可以更好地理解地球表面的形状和地理信息数据的空间关系。

在未来，随着技术的不断发展，投影坐标系的研究和应用将更加广泛和深入，为地图制作、导航定位等领域带来更多的创新和发展机会。

了解不同测绘坐标系统的基本原理在现代测绘领域，坐标系统是不可或缺的一部分。

它们为测绘工程提供了准确的空间数据，并帮助我们理解和描述地球表面的各个点之间的相对位置。

然而，由于地球是一个复杂的三维体系，我们需要使用不同的坐标系统来适应不同的测绘需求。

一、地理坐标系统地球是一个近似于椭球体形状的天体，因此地理坐标系统通常使用经度和纬度来描述地球上的点。

经度表示东西方向，纬度表示南北方向。

以赤道为基准，经度的范围从-180°到180°，纬度的范围从-90°到90°。

地理坐标系统是一种地球参考坐标系统，它使用数学模型来近似描述地球的形状和尺寸。

其中最常用的模型是WGS 84（World Geodetic System 1984），它是现代测绘和导航系统的标准。

地理坐标系统在全球范围内广泛应用于航海、航空、地理信息系统（GIS）等领域。

二、投影坐标系统在实际的测绘工程中，我们往往需要将三维的地球表面投影到二维的平面上。

这就需要使用投影坐标系统。

投影坐标系统一般由一个坐标原点（通常为地球上的某个点）和一系列的投影参数组成。

常见的投影方法包括墨卡托投影、兰勃托投影和极坐标等。

不同的投影方法适用于不同的地理区域和测绘需求，它们可以保持地图上的形状、距离或面积等特性。

例如，墨卡托投影适用于大范围地图的制作，因为它能够保持正方形的形状，但在高纬度地区会有较大的面积变形。

三、工程坐标系统地理坐标系统和投影坐标系统虽然在很多测绘工程中得到了广泛应用，但它们并不适合所有的工程需求。

特别是在大型工程项目中，需要使用更精确和准确的坐标系统。

工程坐标系统一般使用一个基准点（通常为项目的一个特定位置）和一系列坐标轴来表示地球上的点。

它们通常使用笛卡尔坐标系来描述三维空间位置，并配以说明文件和转换参数，以确保测量结果的精确性和一致性。

在建筑、桥梁、道路和管道等工程项目中，工程测量人员往往使用工程坐标系统来标记和定位各个要素。

大地测量坐标系统有几种大地测量是测量地球表面形状和大小的学科，其主要目的是为了获取准确的地理位置信息。

为了方便地标识不同地方的位置，在大地测量中广泛使用了各种坐标系统。

大地测量坐标系统是用来表示地球上某个点的位置的系统，根据不同的需求和应用，可以使用多种不同的坐标系统。

本文将介绍大地测量中常用的三种坐标系统。

地理坐标系统地理坐标系统（Geographic Coordinate System，GCS）是大地测量中最常见的坐标系统之一。

它使用经度（Longitude）和纬度（Latitude）来表示地球上任意点的位置。

地理坐标系统以地球的赤道和本初子午线作为基准线，以度（Degree）为单位来测量。

经度表示东西方向上的位置，纬度表示南北方向上的位置。

经度的取值范围为-180到180度，纬度的取值范围为-90到90度。

地理坐标系统的优点是简单、易于理解和计算，被广泛应用于地图制作、位置定位、导航系统等领域。

但由于地理坐标系统没有考虑地球椭球体的形状，对于精确度要求较高的应用可能有一定的误差。

投影坐标系统投影坐标系统（Projected Coordinate System，PCS）基于地理坐标系统，通过将地球表面投影到二维平面上来表示地球上的位置。

由于地球是一个三维椭球体，为了在二维平面上进行地图制作等应用，需要将地球表面投影到平面上，这就是投影坐标系统的基本原理。

投影坐标系统中使用各种投影方法，如等距圆柱投影、等距圆锥投影、等面积平展投影等，将地球表面的经纬度坐标转换为二维平面坐标。

不同的投影方法在表示形状和面积时有着不同的特点和误差。

在实际应用中，可以根据不同的需求选择不同的投影坐标系统。

投影坐标系统的优点是能够直接在平面上进行测量和计算，精度相对较高。

它被广泛应用于地图制作、测量工程、GIS（地理信息系统）等领域。

然而，由于投影过程中的误差和变形，可能会引入一定程度的误差。

大地坐标系统大地坐标系统（Geocentric Coordinate System，GCS）是一种以地球的质心为基准的坐标系统。