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ArcGis中的地理坐标系和投影坐标系?
1、什么是地理坐标系?
地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS 往往被误称为基准面,而基准面仅是 GCS 的一部分。GCS 包括角度测量单位、本初子午线和基准面(基于旋转椭球体)。 可通过其经度和纬度值对点进行引用。经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。通常以度或百分度为单位来测量该角度。下图将地球显示为具有经度和纬度值的地球。
在球面系统中,水平线(或东西线)是等纬度线或纬线。垂直线(或南北线)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。 位于两极点中间的纬线称为赤道。它定义的是零纬度线。零经度线称为本初子午线。对于绝大多数地理坐标系,本初子午线是指通过英国格林尼治的经线。其他国家 /地区使用通过伯尔尼、波哥大和巴黎的经线作为本初子午线。经纬网的原点 (0,0) 定义在赤道和本初子午线的交点处。这样,地球就被分为了四个地理象限,它们均基于与原点所成的罗盘方位角。南和北分别位于赤道的下方和上方,而西和东分别位于本初子午线的左侧和右侧。
通常,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。维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)。如果本初子午线是格林尼治子午线,则对于位于赤道南部和格林尼治东部的澳大利亚,其经度为正值,纬度为负值。 用 X 表示经度值并用 Y 表示纬度值可能会有帮助。这样,显示在地理坐标系上定义的数据就如同度是线性测量单位一样。此方法与普通圆柱投影基本相同。 尽管使用经度和纬度可在地球表面上定位确切位置,但二者的测量单位是不同的。只有在赤道上,一经度所表示的距离才约等于一纬度所表示的距离。这是因为,赤道是唯一一条长度与经线相同的纬线。(其半径与球面地球半径相同的圆称为大圆。赤道和所有经线都是大圆。) 在赤道上方和下方,用来定义纬度线的圆将逐渐变小,直到最终在南极点和北极点处变为一个点,所有经线均在此处相交。由于经线沿极点方向逐渐集中,所以一经度所表示的距离最终将减小为零。在 Clarke 1866 旋转椭圆体上,赤道上的一经度等于 111.321 km,而在纬度为 60°度位置,只有55.802 km。因为经度和纬度不具有标准长度,所以无法对距离或面积进行精确测量,或者无法很容易地在平面地图或计算机屏幕上显示数据。在坐标系间移动数据时,有时会包括在地理坐标系间进行变换。


这些方法包括地心变换、莫洛金斯基方法和坐标框架方法。
2、什么是投影坐标系?
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,而后者则是基于球体或旋转椭球体的。 在投影坐标系中,通过格网上的 x,y 坐标来标识位置,其原点位于格网中心。 每个位置均具有两个值,这两个值是相对于该中心位置的坐标。一个指定其水平位置,另一个指定其垂直位置。这两个值称为 x 坐标和 y 坐标。 采用此标记法,原点坐标是 x =0 和 y = 0。 在等间隔水平线和垂直线的格网化网络中,中央水平线称为 x 轴,而中央垂直线称为 y 轴。 在 x 和 y 的整个范围内,单位保持不变且间隔相等。 原点上方的水平线和原点右侧的垂直线具有正值;下方或左侧的线具有负值。四个象限分别表示正负 X 坐标和 Y 坐标的四种可能组合。 在地理坐标系中处理数据时,有时用 X 轴表示经度值并用 Y 轴表示纬度值很有用。
ArcGIS文档文件夹的projected_coordinate_systems.pdf文件中提供了受支持的投影坐标系列表。
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