⑴ 地理坐標系與投影坐標系怎麼匹配
你說的是你不知道投影,但發布的衛星影像肯定是帶坐標系統的,一般都是地理坐標,即經緯度,這是最基本的幾何校正處理。你在什麼地方下載的什麼衛星的數據,去查它原始的坐標參數,然後使用ENVI或則ERDAS軟體吧坐標信息加入,在使用投影轉換工具把影像從地理坐標系下轉到投影坐標系下(比如UTM投影、蘭伯特等角投影等等)。
⑵ ArcGIS圖層投影與地理坐標系轉為投影坐標系的方法
本文介紹在 ArcMap 軟體中,對矢量圖層或柵格圖層進行投影(即將地理坐標系轉為投影坐標系)的原理與操作方法。
首先,地理坐標系與投影坐標系最簡單的區別就是,地理坐標系用經度、緯度作為空間衡量指標,而投影坐標系用米、千米等長度單位作為空間衡量指標。
在GIS處理中,將原本為地理坐標系的圖層轉換為投影坐標系是非常常見的操作。本文對ArcMap中矢量要素圖層的投影(也就是將原本圖層的地理坐標系轉為投影坐標系)操作加以詳細解釋。
首先,對於一個圖層,在圖層列表中,右擊其名稱,選擇「Properties」。
選擇「Source」,可以看到,圖層的地理坐標系統(「Geographic Coordinate System」)為「WGS_1984」,這是一個地理坐標系,而非投影坐標系。此外,看圖層的單位,「Angular Unit」意為角度單位,後面跟的也是角度的單位「Degree」,也就是處於經緯度的狀態。
那麼我們如何對其加以轉換呢?選擇「Toolboxes」→「Data Management Tools.tbx」→「Projections and Transformations」→「Project」。
為什麼這里我沒有選擇「定義投影」(「Define Project」)而是選擇了「投影」(「Project」)呢?是因為,只有在為一個 具有未知坐標系 (在數據集屬性中坐標系為「未知」)的數據集指定一個已知坐標系,或為一個 沒有正確定義坐標系 (例如坐標以 UTM 米為單位,而坐標系則定義為地理坐標系)的數據集指定正確的坐標系時,我們才會使用「Define Project」;而在本文中,圖層的地理坐標系統(「Geographic Coordinate System」)為「WGS_1984」,這是一個正確的地理坐標系,因此我們就用「投影」即可。
配置好輸入、輸出圖層;輸入圖層的坐標系是灰色的,因為這個坐標系是人家自帶的,肯定不需要我們手動去修改;輸出圖層的坐標系(「Output Coordinate System」),我選擇了UTM的50帶。
其中,UTM的帶數計算方法為:(研究區域經度整數位除以6)的整數部分+31。例如,假如經度為115.1,那麼115.1/6=19.1833,取19;19再加31就是50,說明帶號應該為50。
點擊「OK」。依據前述方法,打開新建圖層的「Properties」,可以看到已經存在投影坐標系,且單位已經變為了「Linear Unit」,也就是線性單位,且後面跟的是「Meter」,說明目前已經是米作為單位了。
⑶ 地理坐標系與投影坐標系
地理坐標系統 使用三維球面來定義地球表面位置,以實現通過 經緯度 對地球表面點位引用的坐標系。一個地理坐標系包括角度測量單位、本初子午線和參考橢球體三部分。而投影坐標系統 投影坐標系 使用基於 X,Y值 的坐標系統來描述地球上某個點所處的位置。這個坐標系是從地球的近似橢球體投影得到的,它對應於某個地理坐標系。 所以有投影坐標系必須有地理坐標系!
我們日常的地圖是怎麼做出來的呢?
1.眾所周知,地球是不規則的橢球體,其物理表面叫做 大地水準面 ,即平均海平面通過大陸延伸勾畫出的一個連續封閉曲面。是描述地球形狀的一個重要物理參考面,也是海拔高程系統的起算面。
2.但現實中,為了方便,我們重新定了一個橢球體,實現對地球的逼近。近似地代表地球大小和形狀的數學曲面,一般採用旋轉橢球。稱之為 大地橢球體 。
此外通過設置橢球體的不同參數,來實現不同國家地區對於數據的不同利用方式。是與某個區域如一個國家大地水準面最為密和的橢球面。稱之為 參考橢球體 。我國的大地原點,即橢球定位做最佳擬合的參考點位於陝西省涇陽縣永樂鎮。
3. 大地基準面 是用於盡可能與大地水準面密合的一個橢球曲面,是人為確定的。不過要注意的是,橢球面和地球肯定不是完全貼合的,因而,即使用同一個橢球面,不同的地區由於關心的位置不同,需要最大限度的貼合自己的那一部分,因而大地基準面就會不同。橢球體與大地基準面之間的關系是一對多的關系,也就是基準面是在橢球體基礎上建立的,但橢球體不能代表基準面,同樣的橢球體能定義不同的基準面,如前蘇聯的Pulkovo 1942、非洲索馬里的Afgooye基準面都採用了Krassovsky橢球體,但它們的大地基準面顯然是不同的。
每個國家或地區均有各自的基準面,我們通常稱謂的北京54坐標系、西安80坐標系實際上指的是我國的兩個大地基準面。我國參照前蘇聯從1953年起採用克拉索夫斯基(Krassovsky)橢球體建立了我國的北京54坐標系,1978年採用國際大地測量協會推薦的1975地球橢球體(IAG75)建立了我國新的大地坐標系--西安80坐標系,目前大地測量基本仍以北京54坐標系作為參照,北京54與西安80坐標之間的轉換可查閱國家測繪局公布的對照表。WGS1984基準面採用WGS84橢球體,它是一地心坐標系,即以地心作為橢球體中心,目前GPS測量數據多以WGS1984為基準。因此相對同一地理位置,不同的大地基準面,它們的經緯度坐標是有差異的。
4.以上就是地理坐標系的內容啦。那麼我們要製作地圖,就要把球面上的東西放到平面上來,因此就需要投影,將球面坐標 轉化 為地圖平面坐標。
5.由於地球是一個赤道略寬兩極略扁的不規則的梨形球體,故其表面是一個不可展平的曲面,所以運用任何數學方法進行這種轉換都會產生誤差和變形,為按照不同的需求縮小誤差,就產生了各種 投影方法 。
7.如果在選擇投影時發現研究區畸變較大需要重新選擇投影時,我們需要地圖投影轉換。原理就是先由平面轉到球面,球面因為大地基準面的不同而需要重新選擇,最後再由球面轉到平面。
⑷ 未經投影的地理坐標系如何顯示為平面地圖
使用 Leaflet 做點緩沖,也就是調用「 L.circle() 」繪制圓形,傳入半徑100米,繪制出來的圓卻覆蓋了全球,當時就猜想,應該是把半徑按100度來繪制了,但看了 Leaflet API 介紹,裡面描述的半徑單位就是用的「米」。
然後想起來這次用的地圖底圖為天地圖,在初始化地圖時,通過修改 crs ,將地圖坐標系修改為了「 EPSG:4490 」(通過 Proj4Leaflet 定義),而 Leaflet 默認採用的是「 EPSG:3857 」,看來問題應該是出在了這里。
於是通過三角函數,將100米換算成度再次繪制,可以成功繪制。
然後就引發了思考,「 EPSG:4490 」是地理坐標系,也叫球面坐標系,默認應該是個球,而二維地圖是個平面,球要在平面展示就需要投影,那麼未經投影的「 EPSG:4490 」坐標系是如何繪制到平面上的呢?
接下來就研究下地理坐標系和平面坐標系,以及未經投影的地理坐標繫到底是如何顯示為平面地圖的。
首先了解幾個基礎概念:
地理坐標系 :或稱球面坐標系,參考平面是橢球面,一般是指由經度、緯度和高度組成的坐標系,能夠標示地球上的任何一個位置。常見的地理坐標系有 WGS84 ( EPSG:4326 )、 CGCS2000 ( EPSG:4490 )、 GCS_Xian_1980 ( EPSG:4610 )。
投影 :地理坐標系是三維的,而我們要在地圖或者屏幕上顯示就需要轉化為二維,這個過程被稱為 投影 。常用的投影有 墨卡托投影 ( Mercator )、 高斯-克呂格投影 、 偽墨卡托投影 ( Web Mercator )。
投影坐標系 :經過投影後的坐標系就是投影坐標系,坐標單位一般是米、千米等。可以認為投影坐標系就是 地理坐標系+投影 。常見的投影坐標系有 EPSG:3857 (也就是 WGS84 +偽墨卡托投影)。
了解上面這幾個概念後,回到開頭的問題,地理坐標系「 EPSG:4490 」或者「 EPSG:4326 」,是如何顯示到平面上的呢?
其實在我們使用二維方式展示地圖,而坐標系為地理坐標系時,用到了是一種特殊的投影方式, 經緯度等間隔直投 。
經緯度等間隔直投 :英文叫法是 Platte Carre projection ,是 等距矩形投影 ( Equirectangular projection )基準點緯度取0°(赤道)時的特殊情況。它的特點是相同的經緯度間隔在屏幕上的間距相等,沒有復雜的坐標變換。我們可簡單的理解為,在笛卡爾坐標系中,將赤道作為X軸,子午線作為Y軸,然後把本來應該在南北兩極相交的經線一根一根屢直了,成為了互相平行的經線,而每條緯線的長度也在這個過程中都變為與赤道等長。
在經緯度等間隔直投中,經度范圍是 -180 到 180 ,緯度范圍是 -90 到 90 ,因此他的地圖是長方形,且長寬比是 2:1 。
在地圖 API 中,當定義地圖坐標系為地理坐標系時,一般會默認採用這種投影方式,這也是我們能看到地理坐標系的平面地圖的原因。
但是經緯度等間隔直投有個很明顯的缺點,就是在低緯度地區長度、角度、面積、形狀變化比較小,越向高緯度,水平距離變長越大,很小的緯圈都變得和赤道一樣長,但是經線長度始終保持不變。這樣就導致要素經過投影後會角度會發生變化,比如非常標準的十字路口,兩條路「非常垂直」,而經過「經緯度等間隔直投」投影後,兩條路成了斜交。
正是由於經緯度直投的這些缺點,特別是投影後角度的變化,導致它在一些領域是無法應用的,比如說航海中航線的表達(本來的直角轉彎,在地圖上顯示的可能是鈍角或銳角)。
當然,要把球面坐標投影到平面展示,不可避免都會產生這樣那樣的變形,而每種地圖投影也都有自己的優點和缺點,這就需要我們根據不同的應用場景來選擇合適的投影了。
接下來我們再了解下日常最常見的一種投影,墨卡托投影,然後再將經緯度等間隔直投和墨卡托投影做下對比,這樣可以更直觀的觀察出各自的優缺點。
墨卡托投影 ,又名「等角正軸圓柱投影」,荷蘭地圖學家墨卡托(Mercator)在1569年擬定,假設地球被圍在一個中空的圓柱里,其赤道與圓柱相接觸,然後再假想地球中心有一盞燈,把球面上的圖形投影到圓柱體上,再把圓柱體展開,這就是一幅標准緯線為零度(赤道)的「墨卡托投影」繪制出的世界地圖。
墨卡托投影最大優點就是在地圖上保持方向和角度的正確,如果循著墨卡托投影地圖上兩點間的直線航行,方向不變,可以一直到達目的地,因此它對船艦在航行中定位、確定航向都具有有利條件,給航海者帶來很大方便。這也是目前的大部分互聯網地圖選擇墨卡托投影(偽墨卡托投影或者基於墨卡托投影做加密偏移)的原因之一,因為人們希望在地圖上看到的地物與實際地物長得相似,並且導航方向不變。
對於墨卡托投影來說,也有個明顯的缺點,就是越到高緯度,大小扭曲越嚴重,到兩極會被放到無限大,因此墨卡托投影並不能表現出南北兩極。為了方便使用,互聯網地圖使用的 Web Mercator 投影,通過對兩極地區的裁剪,把地圖搞成一個正方形,這樣在定義縮放級別、地圖切圖等處理時就會更清晰易懂。具體相關原理計算可參考 https://www.jianshu.com/p/434feafd40a7 。
通過下圖,可以看到墨卡托投影下每個國家的大小和實際大小的差異。
下面兩張圖片來自天地圖網站截圖,我們可以看出,地圖層級同樣是18級,黑龍江漠河(上圖)與海南三亞(下圖)的地圖比例尺差別還是很大的。
下圖來自 Mercator vs. well…not Mercator (Platte Carre) ,生動地說明 經緯度等間隔直投 ( Platte Carre )和 墨卡托投影 ( Mercator )這兩種投影下的失真情況:
左圖表示地球球面上大小相同的圓形,右上為墨卡托投影,投影後仍然是圓形,但是在高緯度時物體被嚴重放大了。右下為經緯度等間隔直投,圓的大小變化相對較小,但是高緯度時的圖像明顯被拉長了。
查看天地圖傳統版網站 https://map.tianditu.gov.cn/2020/ ,可以切換下投影方式,對比看一下不同投影的區別(可以把地圖拖到哈爾濱地區,區別更明顯)。通過下面動態圖可以看出不同投影在哈爾濱地區的差異,其中「球面墨卡托」,採用的是web墨卡托投影( EPSG:3857 );「經緯度」,採用的是 EPSG:4326 的經緯度等間隔直投。
參考資料:
原文地址: http://gisarmory.xyz/blog/index.html?blog=gis-coordinate-projection
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⑸ Arcgis坐標與投影變換
① 缺少坐標: 不論數值如何,單位顯示為??
② 地理坐標: 經緯度坐標,橫坐標1-2位,縱坐標2-3位;
例 :GCS_China_Geodetic_Coordinate_System_2000————CGS2000地理坐標 CGCS_2000; GCS_WGS_1984;GCS_Beijing_1954;GCS_Xian_1980
③ 投影坐標: 橫坐標6位,縱坐標7位;
例: CGCS2000_3_degree_GK_CM117E ——————三度分帶下的39帶投影(橫坐標無帶號) CGCS2000_GK_CM_123E ——————————六度分帶下的21帶投影(橫坐標無帶號)
④ 投影坐標_加帶號: 橫坐標8位,縱坐標7位,加帶號僅 改變橫坐標 數值; 帶號的有無不影響數據分析;
例: CGCS2000_3_degree_GK_Zone_39——————三度分帶下的39帶投影(橫坐標有帶號) CGCS2000_GK_Zone_21 ——————————六度分帶下的21帶投影(橫坐標有帶號)
【定義投影(define projection)】: 定義未知或不正確的坐標系。操作後直接修改原數據坐標,注意保留原數據。
一般使用場景:給沒有投影信息但是有正確坐標的數據定義投影;給有投影信息但是投影信息不正確的數據定義投影,
【投影】: 將空間數據從一種坐標系投影到另一種坐標系。操作後生成一個新投影坐標圖層。
一般使用場景:地理坐標與投影坐標間相互轉換;投影坐標與投影坐標間相互轉換
【情形1】:缺少坐標
——無地理坐標,無投影坐標,先使用【定義投影】選擇正確地理坐標,再【投影】到對應無帶號投影坐標 ——有地理坐標,無投影坐標,使用【投影】,只能先投無帶號投影坐標
【情形2】:地理坐標轉投影坐標
—— 使用【投影】,先投無帶號投影坐標
【情形3】:投影坐標轉地理坐標
——使用【投影】,輸出為正確的地理坐標即可
【情形4】:有無帶號與帶號間轉換
——使用【投影】,輸出為正確的地理坐標即可
【小 結】:出現「 ??」用【定義投影】,其他大多用【投影】即可
1.度分秒轉為度: =LEFT( I3 ,FIND("°", I3 )-1)+MID( I3 ,FIND("°", I3 )+1,FIND("′", I3 )FIND("°", I3 )-1)/60+MID( I3 ,FIND("′", I3 )+1,FIND("″", I3 )-FIND("′", I3 )-1)/3600
度分秒轉換十進制度之Excel實現 - 知乎 (hu.com)
2.ArcGIS中有動態投影的功能, 即在數據框data frame的坐標系下,數據框下的所有數據都會臨時投影變換成數據框的坐標系,即首個導入數據框的數據的坐標,因此有時在界面右下角見到的坐標並不一定是數據坐標真正的表現形式,。
3.經緯度投影與帶號對照表:
⑹ 怎麼轉為地理坐標我之前把地理坐標轉成投影坐標了
1. 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)。
1.1 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(基於旋轉橢球體)。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路。
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。緯度值相對於赤道進行測量,其范圍是 -90°(南極點)到 +90°(北極點)。經度值相對於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)。
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)。
1.2 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、角度和面積恆定。投影坐標系始終基於地理坐標系,即:
「投影坐標系=地理坐標系+投影演算法函數」。
我們國家的投影坐標系主要採用高斯-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採用經差6度分帶,1:1萬比例尺的地形圖採用經差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度投影帶是從東經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。
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。
2.ArcGIS中定義坐標系
ArcGIS中所有地理數據集均需要用於顯示、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,位於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
3.基於ArcGIS的投影轉換
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,軟體中坐標系轉換常用以下兩種方式:
3.1 直接採用已定義參數實現投影轉換
ArcGIS軟體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。工具位於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
3.2 自定義三參數或七參數轉換
當ArcGIS軟體中不能自動實現投影間直接轉換時,需要自定義七參數或三參數實現投影轉換,以七參數為例,轉換方法如下:
3.2.1 自定義七參數地理轉換
在ArcToolbox中選擇Create CustomGeographic Transformation工具,在彈出的窗口中,輸入一個轉換的名字,如wgs84ToBJ54。在定義地理轉換方法下面,在Method中選擇合適的轉換方法如 COORDINATE_FRAME,然後輸入七參數,即平移參數、旋轉角度和比例因子。
3.2.2 投影轉換
打開工具箱下的Projections and Transformations>Feature>Project,在彈出的窗口中輸入要轉換的數據以及Output Coordinate System,然後輸入第一步自定義的地理坐標系如wgs84ToBJ54,開始投影變換
⑺ Arcgis—解決導入XY坐標數據轉換投影坐標系失敗的方法
我們常用到的坐標系一般分為兩大類
1.地理坐標系(Geographic Coordinate System,GCS)
2.投影坐標系(Projected Coordinate System,PCS)
兩個區別: 地理坐標系(用經緯度表示)。但是當需要計算距離、面積等屬性的時候,坐標點的單位必須是長度單位,這就需要投影為投影坐標系(投影坐標系是地球橢球體投影在平面上後的坐標,用長度meter表示)。
Define project: 為一個無坐標系統的圖層定義坐標系統
Project: 為一個已有坐標系統的圖層進行坐標轉換 Projects spatial data from one coordinate system to another.
2.1 新建一個空的項目(重要,無坐標系),首先導入包含XY經緯度數據的table表到內容框中,;
2.2 Display XY data。 注意只保留地理坐標系,此步驟不進行投影。
2.3 更改layers的坐標系統為目標投影坐標系,如WGS_1984_UTM_Zone_48N
2.4 將導入的坐標點圖層,data-export data 導出為新的圖層。此步驟,會將修改後數據框layers中的投影自動加到導出後的圖層中,也就會成功將目標圖層投影的過程。 (arcgis會默認把打開的第一個數據的空間參考和投影信息作為後面數據的標准,因此首先確定Layers是你想要的投影坐標系)。如果不是,可以重新Projection投影成為你想要的投影坐標系。
關鍵點:新建一個空的項目,導入xy坐標點數據,再重新定義坐標系統並導出圖層(以現有數據框的坐標系統為坐標系統)。
⑻ gis10.2怎麼把地理坐標系轉化為投影坐標系
1、打開已有的地圖,並打開工具箱
⑼ Arcgis中地理坐標怎麼向投影坐標轉換
(1) 打開ArcToolbox,執行命令「定義投影」命令
(2) 在「投影」對話框中,依次設定輸入要素類為――Union,輸出要素類為――
Union_PRJ_BJ54.shp, 輸出坐標系選擇為――「BEJING_1954_GK_ZONE_17N」
從預定義的坐標系中選擇(坐標系統\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing
1954\Beijing 1954 GK Zone 17N.prj)
(3)確定後, 完成由地理坐標系GCS_BEJING_1954 到投 影 坐 標 系
BEJING_1954_GK_ZONE_17N 的變換。
(4) 請參照以上過程,完成由投影坐標系-BEJING_1954_GK_ZONE_17N 到
投影坐標系