空间参照系和地图投.pptxVIP

一个要素要进行定位，必须嵌入到一个空间参照系中，因为GIS所描述是位于地球表面的信息，所以根据地球椭球体建立的地理坐标（经纬网）可以作为所有要素的参照系统。因为地球是一个不规则的球体，为了能够将其表面的内容显示在平面的显示器或纸面上，必须进行坐标变换。本章讲述了地球椭球体参数、常见的投影类型。考虑到目前使用的1：100万以上地形图都是采用高斯——克吕格投影，本章最后又对该种投影类型和相关的地形图分幅标准做了简单介绍。空间参照系统和地图投影

1.地球椭球体基本要素地球形状地球自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面，这个高低不平的表面无法用数学公式表达，也无法进行运算。所以在量测与制图时，必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面。当海洋静止时，它的自由水面必定与该面上各点的重力方向（铅垂线方向）成正交，我们把这个面叫做水准面。但水准面有无数多个，其中有一个与静止的平均海水面相重合。可以设想这个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面，这就是大地水准面。

1.地球椭球体基本要素

地球模型地球表面水准面大地水准面铅垂线地球椭球体

1.地球椭球体基本要素

坐标系1、经纬度坐标系（地理坐标）对空间定位有利，但难以进行距离、方向、面积量算。2、笛卡儿平面坐标系便于量算和进一步的空间数据处理和分析。3、高程系统描述空间点在垂直高度上的特性--高程——由高程基准面起算的地面点的高度。地图投影“1956年黄海高程系”“1985年国家高程基准”椭球体模型

1.地球椭球体基本要素(二)地球大小椭球体名称年代长半轴（米）短半轴（米）扁率白塞尔(Bessel)1841637739763560791：299.15克拉克(Clarke)1880637824963565151：293.5克拉克(Clarke)1866637820663565841：295.0海福特(Hayford)1910637838863569121：297克拉索夫斯基1940637824563568631：298.3IUGG1976637816063567751：298.25WGS841984637813731：298.26

地理坐标系是以地理极(北极、南极)为极点。通过A点作椭球面的垂线，称之为过A点的法线。法线与赤道面的交角，叫做A点的纬度ψ。过A点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做A点的经度λ。坐标系

1地理坐标系

坐标系

2平面坐标系地理坐标是一种球面坐标。由于地球表面是不可展开的曲面，也就是说曲面上的各点不能直接表示在平面上，因此必须运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上任一点由地理坐标（φ、λ）确定的点，在平面上必有一个与它相对应的点，平面上任一点的位置可以用极坐标或直角坐标表示。

2.坐标系

2.2平面坐标系直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置投影

坐标系012平面坐标系02坐标系的平移x=x’+ay=y’+b03

坐标系2平面坐标系坐标系的旋转x=x’cosθ+y’sinθy=y’cosθ-x’sinθ

2.坐标系

2.2平面坐标系x=x’cosθ+y’sinθ+ay”=y’cosθ-x’sinθ+b坐标系的平移加旋转

0102030405为什么要进行投影？地图投影实质投影变形投影方法投影选择所考虑的因素3.地图投影的基本概念

地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析3124将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算地球椭球体为不可展曲面(一)为什么要进行投影3.地图投影的基本概念

随着GIS不断普及，应用层次多样化、应用人员复杂化，很多人因为不懂投影，而一筹莫展；而一部分人在似懂非懂中，不管什么来源的数据，只管数字化建库或者强行配准迭加。关于数据精度只注意数字化和编辑过程中的偶然误差和外围设备的系统误差，而忽视了地图投影的所产生的变形误差。其后果是：显示或输出的图形文件发生变形或扭曲，有些变形在视觉上不易直接观察。这一方面严重影响到地图的精度，属性数据空间顺序和空间联系分析结果的准确性；另一方面严重的影响到GPS的应用效果。地图精度的基本要求01地图投影是地图数学基础中最为重要的一点，一幅地图如果没有地图投影或者地图投影不准确，那它就不是完整的地图。地图制图的基本要求02为什么要进行投影

为什么要进行投影空间分析：单层操作、多层操作、点模型分析、网络分析、空间建模、趋势面分析、栅格分析。单层操作：BoundaryOperation（Split、Append／Mapjoin、Dissolve、Elimin