Arcgis-Wiki_05-地图投影

Posted 2021-03-07 bigmonk

前言

坐标系是GIS的灵魂，搞明白很有必要。

地理坐标系和投影坐标系

地理坐标：为球面坐标。 参考平面地是 椭球面,坐标单位:经纬度。
大地坐标：为平面坐标。参考平面地是 水平面,坐标单位：米、千米等。

地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。（投影：将不规则的地球曲面转换为平面）

我国常用的地理坐标系

Beijing 1954、Xian 1980、CGCS2000、WGS 1984

最常出现的问题就是Xian 1980的矢量叠加到各种地图软件上存在大概100多米的偏移，这是因为商业地图多数采用WGS 1984坐标，而Xian 1980为了保密，参数并未公开，而各种软件并不能做到准确的动态投影。好在国家在逐渐推行CGCS 2000坐标，CGCS 2000和WGS 1984基本不存在偏移，完全满足精度不高的作业。

高斯-克吕格投影

我国大中比例尺地图均采用高斯-克吕格投影，其通常是按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。

分带方法

6度分带从本初子午线（0度经线）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，带号分别为1－60；

3度投影带是从东经1度30分（1.5度）经线开始，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。

平面直角坐标系统

为了便于地形图的测量作业，在高斯-克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统，具体方法是：

规定中央经线为X轴，赤道为Y轴，中央经线与赤道交点为坐标原点，x值在北半球为正，南半球为负，y值在中央经线以东为正，中央经线以西为负。

由于我国疆域均在北半球，x值均为正值，为了避免y值出现负值，规定各投影带的坐标纵轴均西移500km，中央经线上原横坐标值由0变为500km。

为了方便带间点位的区分，可以在每个点位横坐标y值的百千米位数前加上所在带号，如20带内A点的坐标可以表示为YA=20 745921.8m。

注意：以上介绍为工程坐标系，Arcgis与其xy是相反的。

带号与中央经线换算

带号与中央经线换算：

3°带：x=3n
6°带：x=6n-3

经度与最近分带带号换算：

3°带：n=int((x+1.5)/3)
6°带：n=int(x/6)+1

以上换算关系指的是gis中的换算。

我国的投影坐标

经度范围：73°-135°

带号范围：

3°带：24-45（Xian 1980 和CGCS 2000是25-45）

6°带：13-23

赤道上经度1°大约111km，其他位置为111*cosxkm（x为当地纬度值）；自西向东经度逐渐增大，带号也逐渐增大，时间西边较晚。

Arcgis中的坐标

在ArcGIS中预定义了两套坐标系：地理坐标系（Geographic coordinate system）投影坐标系（Projected
coordinate system）。

我们经常使用的地理坐标系在地理坐标系（Geographic coordinate system）——Asia中；投影坐标系在投影坐标系（Projected coordinate system）——Gauss_Kruger中。

坐标命名方式

在投影坐标系（Projected coordinate system）Gauss KrugerCGCS2000目录中，我们可以看到四种不同的命名方式：

CGCS2000_3_Degree_GK_CM_75E
CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_25
CGCS2000_GK_CM_75E
CGCS2000_GK_Zone_13

对它们的说明分别如下：

三度分带法的CGCS2000坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前不加带号
三度分带法的CGCS2000坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前加带号25
六度分带法的CGCS2000坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前不加带号
六度分带法的CGCS2000坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前加带号13

定义投影和投影

定义投影：如果某一数据集的坐标系未知或不正确，您可以使用此工具来指定正确的坐标系。使用此工具前，您必须已获知该数据集的正确坐标系。

那怎么获取正确的坐标系呢？

1、哪里来的数据就问谁

他要是不知道，臭骂一顿喽（要是惹不起就算了），做个数据不定义投影，自己还不知道，做个毛的数据。

2、根据底图来判断

如果知道两者实际地理位置是一致的，两个图层又可以准确贴合，那就使用底图的坐标系。

如果两个图层不能贴合，但可以找到同一地物，这两者x坐标相差距离又差不多是若干个3度带或者6度带的距离（赤道上经度1°大约111km，据此推算），将现使用坐标对应加或者减一个带号。

3、根据x坐标范围判断，如果x坐标整数位为2位或者3位，就是地理坐标系，搞清楚用的是80或者2000就可以了。如果为6位或者8位就是投影坐标系。如果为8位，前两位就是带号，3度带带号范围为25-45，6度带带号范围为13-23，据此可推断出该使用3度带带带号还是6度带带带号。如果为6位，很难判断出采用的是3度带还是6度带，这种情况根据数据坐标尺度推算，如果很小范围（乡镇或者正常的县域范围）的用3度带就行。

投影：将空间数据从一种坐标系投影到另一种坐标系。

当使用的地理坐标系不同时，投影有可能是不严谨的，如Xian 1980到CGCS 2000等坐标（因为参数保密），只能到相关单位进行转换。

当使用的地理坐标系一致，如从CGCS 2000 使用中央经线75度转换到中央经线78度，这些转换是合理的。

坐标系未知或不正确带来的问题

1、加到ArcMap中来，提示Warning，inconsistent extent

2、工具执行错误

3、无法计算几何属性