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实验3 坐标转换—投影变换 实验目的 熟悉地图投影的种类； 熟悉地图投影变换的方法； 了解ArcGIS中投影的种类； 掌握ArcGIS中矢量数据的投影变换方法； 掌握ArcGIS中栅格数据的投影变换方法。 实验背景 投影变换 当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成另一种投影的地理数据，就需要进行地图投影变换。在实际工作中我们常需要将空间数据转换到一些指定的投影坐标系。 ArcGIS支持多种标准投影，并预定义了数百种特定区域和分带的投影文件。ArcGIS提供了两种坐标系：地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System）和投影坐标系（Projected Coordinate Systems）。 地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System） 使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面。在ArcGIS中，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系： GCS_WGS1984(基于WGS84 基准面) GCS_BEIJING1954(基于北京1954基准面) GCS_XIAN1980(基于西安1980基准面) 投影坐标系（Projected Coordinate Systems） 使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。投影坐标系由以下参数确定： 地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84） 投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影、Mercator投影）。 地图投影变换的主要方法有解析法、数值法、解析-数值法。 解析法 反解变换法(又称间接变换法)：通过中间过渡的方法，反解出原投影点的地理坐标，代入新投影中求得新投影之坐标。 正解变换法(又称直接变换法)：确定地图资料和新编地图上相应的直角坐标系的直接联系。这种方法不要求反解出原投影点的地理坐标，而直接引出两种投影点的直角坐标关系式。 数值法 如果原投影点的直角坐标的解析式是不知道的，或不易求出的两种投影点平面直角坐标之间直接联系，这时可用近拟方法分解关系式为多项式。即利用若干同名数字化点（对同一点在两种投影中均已知其坐标的点），采用插值法、有限差分法或多项式逼近的方法，即用数值变换法来建立两投影间的变换关系式。这一过程的基本原理和地图配准是一样的。 数值－解析变换法 当已知新投影的公式，但不知道原投影方程式时，可先通过数值变换求出原投影点的地理坐标φ，λ，然后代入新投影公式中，求出新投影点的坐标。 小提示： 对于栅格数据，图像每投影转换一次，都需重新采样，会损失部分信息，投影变换的坐标差异越大，信息损失越严重。因此遥感图像的纠正一般不转换为地理坐标，而是直接用多项式拟合运算。矢量数据以离散点坐标的形式存储，对其进行多次投影变换运算不会改变其精度。相比较而言，解析法最简单也最实用。 实验内容 将地形图数据（栅格影像数据）从高斯-克里格平面坐标转变为地理坐标。 将北京石景山区的行政、道路、居民地数据（矢量数据）从地理坐标换为高斯-克里格3度分带的坐标。 实验数据 路径：E3 文件名称 格式 说明 rectifydxt tif 实验2中经过地图配准后的影像数据，用来进行投影变换 主要道路图层 shapefile 道路图 行政区划图层. shapefile 行政区划图 居民地图层 shapefile 居民地图层 栅格数据的投影变换 定义投影 在ArcMap中，点击ArcMap标准工具条上的ArcToolbox按钮，打开ArcToolbox，在ArcToolbox窗口的目录树上点击Data Management Tool\ Projections and Transformations\Raster，双击Define Projection工具，打开Define Projection对话框，如图3-1所示。 图 3-1 在Input dataset or Feature Class下拉列表框中选择要定义的栅格数据，点击Coordinate System文本框右侧的按钮，打开Spatial Reference Properties对话框， 点击Select按钮，打开Browse for Coordinate System对话框，浏览到目录Projected Coordinate System/Gauss Kruger/Beijing 1954，打开投影文件Beijing 1954 GK Zone 21N.prj，如图3-2所示，点击【Ok】按钮，完成栅格