地理坐標與地圖投影的原理

地理坐標與地圖投影的原理第1頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容GIS基本概念1.GIS坐標2.GIS數(shù)據(jù)3.GIS空間分析4.第2頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS基本概念什么是GIS?GIS是以測繪測量為基礎，以數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)儲存和使用的數(shù)據(jù)源，以計算機編程為平臺的全球空間分析技術，這是GIS的本質(zhì)，也是核心。

第3頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS基本概念什么是GIS空間（or地理空間）?根據(jù)應用需求，對真實世界的一個抽象和簡化

第4頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS基本概念真實世界-->GIS空間第5頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS空間是由空間實體（Entity，Object）組成。空間實體指在地球上分布的地理現(xiàn)象和地理過程。在二維GIS空間中，空間實體分為點、線、面三大類。GIS基本概念第6頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月點（Point）特征：有位置信息，無長度、面積屬性GIS基本概念第7頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月線（Line,Arc）特征：有位置，長度屬性；無面積屬性特殊情況：首尾相接的線是“環(huán)”GIS基本概念第8頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月面（Polygon）特征：有位置，長度，面積屬性。特殊情況：中間有“洞”GIS基本概念第9頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月空間實體的基本特征1空間特征（定位數(shù)據(jù)） 表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置?？臻g特征又稱為幾何特征或定位特征，一般以坐標數(shù)據(jù)表示GIS基本概念第10頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月空間實體的基本特征

2屬性特征（非定位數(shù)據(jù)） 表示實際的現(xiàn)象或特征的信息，例如變量、級別、數(shù)量特征和名稱等等GIS基本概念第11頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月空間實體的基本特征

3時間特征（時間尺度） 指現(xiàn)象或物體隨時間的變化情況，其變化的周期有超短期的、短期的、中期的、長期的等等GIS基本概念第12頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月空間數(shù)據(jù)的基本特性[JackDangermond,1984]GIS基本概念第13頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月空間實體的表達方式（symbol）點GIS基本概念第14頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月空間實體的表達方式（symbol）線GIS基本概念第15頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月空間實體的表達方式（symbol）面GIS基本概念第16頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容GIS基本概念1.GIS坐標2.GIS數(shù)據(jù)3.GIS空間分析4.第17頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月作用：對地球的位置進行精確定位。GIS空間數(shù)據(jù)的構成單元。GIS坐標第18頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月坐標1（直角坐標）：40402130.04,3539216.4,101.0坐標2（經(jīng)緯度坐標）：121.9469232,46.5089274,251.0GIS坐標怎樣認識它們？有何意義？內(nèi)涵？第19頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標認清GIS坐標=理解與分清以下概念：大地水準面、似大地水準面(geoid)參考橢球體(ellipsoid)大地基準面(Geodeticdatum)大地坐標系(geodeticcoordinate

system)坐標經(jīng)緯度坐標投影坐標（平面直角）第20頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地球自然表面第21頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的物理表面——大地水準面第22頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地球表面大地水準面地球的物理表面——大地水準面第23頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的物理表面——大地水準面第24頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月陸地上，大地水準面無法直接測出真值只有用一個近似值稱為似大地水準面“似大地水準面精化”就是使其無限接近大地水準面，越接近精度越高地球的物理表面——大地水準面第25頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月通常，GIS中大地水準面（似大地水準面）是高程的起算面。地球的物理表面——大地水準面第26頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的數(shù)學表面——地球橢球體第27頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的數(shù)學表面——地球橢球體第28頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的數(shù)學表面——地球橢球體第29頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地球的數(shù)學表面——地球橢球體第30頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月通常，GIS中的平面坐標（X，Y或者經(jīng)度、維度）都是基于地球橢球體的。地球的數(shù)學表面——地球橢球體第31頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月大地基準面地球橢球體是非常接近大地水準面的曲面。不同地域、不同國家的大地水準面起伏情況不一樣。每個國家會根據(jù)自己的情況，通常采用與本國區(qū)域內(nèi)的大地水準面最為接近的地球橢球體來作為本國地理坐標的基礎，這便產(chǎn)生了大地基準面。第32頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月大地基準面又稱大地基準面第33頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月大地基準面（Geodeticdatum）為最密合部分或全部大地水準面的地球橢球體。它由橢球體本身及橢球體和地表上一點視為原點間之關系來定義。此關系能以6個量來定義，通常（但非必然）是大地緯度、大地經(jīng)度、原點高度、原點垂線偏差之兩分量及原點至某點的大地方位角。大地基準面第34頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月大地坐標系=大地基準面+高程基準大地坐標系第35頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月大地坐標系第36頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月總結第37頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容GIS基本概念1.GIS坐標2.GIS數(shù)據(jù)3.GIS空間分析4.第38頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標——地理坐標GIS坐標高程平面坐標地理坐標（經(jīng)緯度）直角坐標（地圖投影）正高正常高大地高第41頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標——地理坐標第42頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標——地理坐標第43頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標——地理坐標第44頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標——地理坐標第45頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS坐標——投影坐標1地圖投影的概念地圖投影就是在球面與平面之間建立其經(jīng)緯度與直角坐標函數(shù)關系的數(shù)學方法2地圖投影的變形3地圖投影的分類第46頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第47頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地圖投影是在幾何投影的基礎上發(fā)展起來的平面球面F（，）＝f（x,y）地圖投影的實質(zhì)就是球面上的經(jīng)緯網(wǎng)按照一定的數(shù)學法則轉移到平面圖紙上。GIS坐標——投影坐標第48頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月變形是必然的－－球面不可展變形的分類長度變形（主比例尺與局部比例尺）、面積變形、角度變形變形的表示變形橢圓、等變形線GIS坐標——投影坐標第49頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月按承影面的形狀分為：方位投影（平面投影）、圓錐投影、園柱投影按變形性質(zhì)分為：等積投影、等角投影、任意投影按承影面與地軸的關系分為：正軸投影、橫軸投影、斜軸投影按承影面與地表的關系分為：切投影、割投影GIS坐標——投影坐標第50頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月投影分類示意圖NSNSNS

正軸切園柱投影

橫軸割園柱投影

斜軸切方位投影第51頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月等積投影、等角投影、等距投影形狀不變面積不變特定方向距離不變第52頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月地圖投影幾何非幾何圓柱方位圓錐偽圓錐偽圓柱偽方位多圓錐橫軸斜軸正軸等積等距等角切割投影分類示意圖第53頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月簡單投影

所謂簡單投影是指繼承了幾何投影的基本特征，經(jīng)緯網(wǎng)形狀簡單、變形規(guī)律亦不復雜的投影。1方位投影2圓錐投影3圓柱投影第54頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月1方位投影

方位投影以平面為投影。第55頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2圓錐投影第56頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月3、圓柱投影3圓柱投影第57頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月中央經(jīng)線(central_meridian):105.000000000000000參考橢球長半軸(major_axis):6378137.000000000000000參考橢球短半軸(minor_axis):6356752.314199999900000東偏移(false_easting):500000.000000000000000北偏移(false_northing):0.000000000000000起始緯度(origin_latitude):0.000000000000000投影類型(type):TransMercatorProjection其它參數(shù)：。。。地圖投影的基本參數(shù)第58頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月doublea;doubleb;doubleOrigin_Latitude;doubleCentral_Meridian;doubleFalse_Easting;doubleFalse_Northing;doubleScale_Factor面向?qū)ο蠓椒ū磉_投影ClassMyTransMercatorProjection成員變量：方法：forward(參數(shù))//正變換：從經(jīng)緯度->直角坐標

inverse(參數(shù))//逆變換：從直角坐標->經(jīng)緯度第59頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月我國常用投影： 高斯—克呂格投影（橫軸墨卡托投TM）等角橫切圓柱投影我國常用投影第60頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月我國常用投影投影分帶：第61頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月投影分帶：我國常用投影第62頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月1.正高是以大地水準面為基準面的高程系統(tǒng)。某點的正高是該點到通過該點的鉛垂線與大地水準面的交點之間的距離，正高用符號Hg表示。2.正常高是以似大地水準面為基準的高程系統(tǒng)。某點的正常高是該點到通過該點的鉛垂線與似大地水準面的交點之間的距離，正常高用Hr表示。3.大地高是以參考橢球面為基準面的高程系統(tǒng)。某點的大地高是該點到通過該點的參考橢球的法線與參考橢球面的交點間的距離。大地高也稱為橢球高，大地高一般用符號H表示。大地高是一個純幾何量，不具有物理意義，同一個點，在不同的基準下，具有不同的大地高。/s/blog_4b700c4c0100r4yo.html