東英測繪——“2000坐標”成標配，你懂坐標定義和轉換嗎？

國土空間規劃明確要求“統一采用2000國家大地坐標系”和“1985年國家高程基準”作為空間定位基礎，可是很多時候我們拿到的數據坐標并不是“2000國家大地坐標系”，需要進行坐標轉換，如何進行坐標轉換呢？

不只是國土空間規劃，其他需要應用ArcGIS的行業同理——坐標系統是GIS數據重要的數學基礎，用于表示地理要素、圖像和觀測結果的參照系統，坐標系統的定義能夠保證地理數據在軟件中正確的顯示其位置、方向和距離，缺少坐標系統的GIS數據是不完善的。

接下來我們學習ArcGIS中坐標定義與轉換

一、ArcGIS中的坐標系統

ArcGIS中預定義了兩套坐標系統，地理坐標系（Geographic coordinate system）和投影坐標系（Projectedcoordinate system）。

01地理坐標系

地理坐標系 (GCS) 使用三維球面來定義地球上的位置。

GCS中的重要參數包括角度測量單位、本初子午線和基準面（基于旋轉橢球體）。

地理坐標系統中用經緯度來確定球面上的點位，經度和緯度是從地心到地球表面上某點的測量角。

球面系統中的水平線是等緯度線或緯線，垂直線是等經度線或經線。

這些線包絡著地球，構成了一個稱為經緯網的格網化網絡。

那經緯度是什么呢？

GCS中經度和緯度值以十進制度為單位或以度、分和秒 (DMS) 為單位進行測量。

緯度值相對于赤道進行測量，其范圍是 -90°（南極點）到 +90°（北極點）。

經度值相對于本初子午線進行測量。其范圍是 -180°（向西行進時）到180°（向東行進時）。

常用的坐標系都有哪些？

ArcGIS中，中國常用的坐標系統為

GCS_Beijing_1954（Krasovsky_1940）

GCS_Xian_1980（IAG_75）

GCS_WGS_1984（WGS_1984）

GCS_CN_2000（CN_2000）

02投影坐標系什么是投影坐標系？

將球面坐標轉化為平面坐標的過程稱為投影。

投影坐標系的實質是平面坐標系統，地圖單位通常為米。

投影坐標系在二維平面中進行定義。

與地理坐標系不同，在二維空間范圍內，投影坐標系的長度、角度和面積恒定。投影坐標系始終基于地理坐標系，即：“投影坐標系=地理坐標系+投影算法函數“。

我國的投影坐標系

我們國家的投影坐標系主要采用高斯-克呂格投影，分為6度和3度分帶投影，1:2.5萬－1:50萬比例尺地形圖采用經差6度分帶，1:1萬比例尺的地形圖采用經差3度分帶。

具體分帶法是：

6度分帶從本初子午線（prime meridian）開始，按經差6度為一個投影帶自西向東劃分，全球共分60個投影帶，中國跨13-23帶；

3度分帶是從東經1度30分經線（1.5°）開始，按經差3度為一個投影帶自西向東劃分，全球共分120個投影帶，中國跨25-45帶。

ArcGIS中的投影坐標系

在CoordinateSystems\Projected    Coordinate     Systems\Gauss Kruger\Beijing   1954目錄中，我們可以看到四種不同的命名方式：

Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK CM 117E

北京54(西安1980) 3度帶無帶號

Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK Zone 25

北京54 (西安1980) 3度帶有帶號

Beijing 1954 (Xian 1980) GK Zone 13

北京54 (西安1980) 6度帶有帶號

Beijing 1954 GK Zone 13N / Xian 1980 GK CM 75E

北京54 (西安1980) 6度帶無帶號

注釋：GK 是高斯克呂格，CM 是CentralMeridian 中央子午線，Zone是分帶號，N是表示不顯示帶號。

二、ArcGIS定義坐標系ArcGIS中所有地理數據集均需要用于顯示、測量和轉換地理數據的坐標系，該坐標系在 ArcGIS 中使用。如果某一數據集的坐標系未知或不正確，可以使用定義坐標系統的工具來指定正確的坐標系，使用此工具前，必須已獲知該數據集的正確坐標系。

該工具為包含未定義或未知坐標系的要素類或數據集定義坐標系，位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations—Define Projections

Input Dataset：要定義投影的數據集或要素類

CoordinateSystem：為數據集定義的坐標系統

三、ArcGIS投影轉換

在數據的操作中，我們經常需要將不同坐標系統的數據轉換到統一坐標系下，方便對數據進行處理與分析，軟件中坐標系轉換常用以下兩種方式：

1.采用已定義參數進行投影轉換

ArcGIS軟件中已經定義了坐標轉換參數時，可直接調用坐標系轉換工具，直接選擇轉換參數即可。工具位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations——Feature—Project（柵格數據投影轉換工具 Raster—Project raster），在工具界面中輸入以下參數

：Inputdataset：要投影的要素類、要素圖層或要素數據集

OutputDataset：已在輸出坐標系參數中指定坐標系的新要素數據集或要素類。

out_coor_system：已知要素類將轉換到的新坐標系

GeographicTransformation:列表中為轉換參數，以GCS_Beijing_1954轉為GCS_WGS_1984為例，各轉換參數含義如下：

Beijing_1954_To_WGS_1984_1 15918 鄂爾多斯盆地

Beijing_1954_To_WGS_1984_2 15919 黃海海域

Beijing_1954_To_WGS_1984_3 15920 南海海域-珠江口

Beijing_1954_To_WGS_1984_4 15921 塔里木盆地

Beijing_1954_To_WGS_1984_5 15935 北部灣

Beijing_1954_To_WGS_1984_6   15936鄂爾多斯盆地

該方法轉換后會有不同程度的偏差，需要進行地理配準或空間校正。

以上就是對“2000坐標”定義以及轉換的講解，如果你還有什么不了解的地方，歡迎留言或者在線咨詢，我們會及時與您聯系。東英測繪儀器有限公司提供RTK、全站儀、水準儀、經緯儀、無人機等儀器的銷售、檢測、校正等業務，也承接測繪培訓和各種內外業測量任務，有相關的需要了解都可以留言或者在線咨詢我們，我們將詳細為你解答。

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