ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换.doc

ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换
ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换
坐标系统是GIS数据重要的数学基础，用于表示地理要素、图像和观测结果的参照系统，坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离，缺少坐标系统的GIS数据是不完善的，因此在ArcGIS软件中正确的定义坐标系统以及进行投影转换的操作非常重要。

1.ArcGIS中的坐标系统
ArcGIS中预定义了两套坐标系统，地理坐标系（Geographiccoordinatesystem）和投影坐标系（Projectedcoordinatesystem）。

1．1地理坐标系
地理坐标系(GCS)使用三维球面来定义地球上的位置。GCS中的重要参数包括角度测量单位、本初子午线和基准面（基于旋转椭球体）。地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位，经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。球面系统中的水平线是等纬度线或纬线，垂直线是等经度线或经线。这些线包络着地球，构成了一个称为经纬网的格网化网络。
GCS中经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒(DMS)为单位进行测量。纬度值相对于赤道进行测量，其范围是-90°（南极点）到+90°（北极点）。经度值相对于本初子午线进行测量。其范围是-180°（向西行进时）到180°（向东行进时）。
ArcGIS中，中国常用的坐标系统为GCS_Beijing_1954（Krasovsky_1940）,GCS_Xian_1980（IAG_75）,GCS_WGS_1984（WGS_1984）,GCS_CN_2000（CN_2000）。

1.2投影坐标系
将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。投影坐标系的实质是平面坐标系统，地图单位通常为米。投影坐标系在二维平面中进行定义。与地理坐标系不同，在二维空间范围内，投影坐标系的长度、角度和面积恒定。投影坐标系始终基于地理坐标系，即：
“投影坐标系=地理坐标系+投影算法函数“。
我们国家的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影，分为6度和3度分带投影，1:2.5万－1:50万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。具体分带法是：6度分带从本初子午线（primemeridian）开始，按经差6度为一个投影带自西向东划分，全球共分60个投影带，中国跨13-23带；3度投影带是从东经1度30分经线（1.5°）开始，按经差3度为一个投影带自西向东划分，全球共分120个投影带，中国跨25-45带。
在CoordinateSystems\ProjectedCoordinateSystems\GaussKruger\Beijing1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式：

Beijing1954(Xian1980)3DegreeGKCM117E
北京54(西安1980)3度带无带号
Beijing1954(Xian1980)3DegreeGKZone25
北京54(西安1980)3度带有带号
Beijing1954(Xian1980)GKZone13
北京54(西安1980)6度带有带号
Beijing1954GKZone13N
Xian1980GKCM75E
北京54(西安1980)6度带无带号
注释：GK是高斯克吕格，CM是CentralMeridian中央子午线，Zone是分带号，N是表示不显示带号。
2.ArcGIS中定义坐标系
ArcGIS中所有地理数据集均需要用于显示、测量和转换地理数据的坐标系，该坐标系在ArcGIS中使用。如果某一数据集的坐标系未知或不正确，可以使用定义坐标系统的工具来指定正确的坐标系，使用此工具前，必须已获知该数据集的正确坐标系。
该工具为包含未定义或未知坐标系的要素类或数据集定义坐标系，位于ArcToolbox—Datamanagementtools—Projectionsandtransfomations—DefineProjections

InputDataset：要定义投影的数据集或要素类
CoordinateSystem：为数据集定义的坐标系统
3．基于ArcGIS的投影转换
在数据的操作中，我们经常需要将不同坐标系统的数据转换到统一坐标系下，方便对数据进行处理与分析，软件中坐标系转换常用以下两种方式：
3.1直接采用已定义参数实现投影转换
ArcGIS软件中已经定义了坐标转换参数时，可直接调用坐标系转换工具，直接选择转换参数即可。工具位于ArcToolbox—Datamanagementtools—Projectionsandtransfomations——Feature—Project（栅格数据投影转换工具Raster—Projectraster），在工具界面中输入以下参数：
Inputdataset：要