GIS空间参照系统和地图投影解析.pptx

第四章空间参照系统和地图投影1．地球椭球体基本要素1．地球椭球体基本要素1．地球椭球体基本要素平面坐标系1．地球椭球体基本要素1．地球椭球体基本要素1．地球椭球体基本要素1．地球椭球体基本要素<1:5,000,000基于圆的旋转体长半轴a、短半轴b,扁率f=(a-b)/a如WGS84定义的参考椭球：a=6378137.0meter1/f=298.257223563不同的参考椭球，参数不一样。1．地球椭球体基本要素1．地球椭球体基本要素1．地球椭球体基本要素1.2地图比例尺（1）比例尺的表示形式：数字式：1：1000000或一百万分之一说明式（文字式）：1厘米相当于10公里图解式（线段式）：注意：在GIS中常用的比例尺表示形式是图解式GIS几乎能以各种比例尺显示和输出地理数据1、GIS中地理数据的详细程度取决于原始地图或影像资料的比例尺2、当以较小比例尺或缩小显示来源于大比例尺地图或影像的地理数据时，许多地理实体会挤在一起而无法辨别。（3）比例系数确定的比例尺与实际比例尺数值之间的关系叫做比例系数（SF）SF=实际比例尺/主比例尺比例系数只在小比例尺世界地图上比较明显。2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系2、坐标系3、地图投影3、地图投影3、地图投影3、地图投影3、地图投影3、地图投影2、地图投影的种类地球表面经投影变换后其角度、面积、形状、距离会产生某种变形，变形虽不可避免，但可以控制，也就是可以使某一种变形为零，也可以使各种变形减少到最小程度，产生了各种不同的投影变换。1、按变形的性质分等角投影，等积投影，等距投影；2、按展开方式分方位投影、圆柱投影、圆锥投影；3、按投影面积与地球相割或相切分割投影和切投影。总之，地图的投影变换是空间数据处理的重要内容之一3、地图投影3、地图投影3、地图投影3、地图投影3、地图投影几种投影方式展开图投影分带3度带、6度带4、地图投影的变形地图投影变形的图解示例（摩尔维特投影－等积伪圆柱投影）地图投影变形的图解示例（UTM－横轴等角割圆柱投影）投影变形示意图3、地图投影随区域经纬度不同、地图比例尺不同、及地图用途不同，地图投影方法也不同，现有地图投影方法共有200多种。但常用的也就20多种。地理信息系统中地图投影配置的一般原则为：1、选择的投影系统应与国家基本图（基本比例尺地形图、基本省区图或国家大地图集）投影系统一致；2、系统一般采用两种投影系统；一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出；一种服务于中小比例尺的数据处理与输入输出；3、所用投影以等角投影为宜。4、所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所采用的网格系统在投影带中应保持完整。GIS投影为例：加拿大：>=1:50万——采用UTM（墨卡托投影）<1:50万——采用Lambert（兰勃特）;美国：>=1:50万——采用UTM;<1:50万——采用州平面坐标系统(以高斯投影和Lambert投影为主，局部地区采用HOM投影)；中国：>=1:50万——采用高斯投影；<1:50万——采用Lambert（兰勃特）。3、地图投影越来越多的GIS数据使用者开始从互连网下载数字地图或从数据生产部门购买数据，他们遇到的首要问题就是，这些数据有的是地理经纬度坐标，有的是不同投影坐标系的坐标，它们分别适用于各自的GIS工程项目，如果放在一起进行数据分析利用，就必须进行投影或重新投影转换。3、地图投影（一）高斯—克吕格投影(简称高斯投影)高斯—克吕格投影是横轴等角切椭圆柱投影。从几何上看，它用一个椭圆柱套在地球椭球体外面，并与某一子午线相切（此子午线称做中央经线），使椭圆柱的中心轴位于椭球体的赤道面上.经纬线的投影是首先将中央经线向东和向西按一定经差范围，将经纬线交点投影到椭圆柱面上，再将此椭圆柱面展为平面。高斯－克吕格投影不仅在我国而且在东欧一些国家也采用其作为地形图数学基础，美国、加拿大、法国等国家也有局部地区采用该投影作为大比例尺地图的数学基础。1、高斯投影特征：（1）中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；（2）投影具有等角的性质(投影后经纬线相垂直)；（3）中央经线投影后保持长度不变。由于高斯－克吕格投影的变形大小与经差有关，经差愈大则变形愈大，因此这种投影在用于大比例尺地图中时都采用分带的方法，即将地球按一定的经差（6度，3度）分成若干互不重叠的带，各带分别投影，从而将变形控制在一定的精度范围内。2、我国高斯投影的分带方法1:2.5万至1:50万的地形图，采用6°带，全球共分为60个投影带；我国位于东经72°到136°间，共含11个投影带；1:1万及更大比例尺图采用3°带，全球共120个带。3、高斯--克吕格投影的优点：（1）等角性适