地理坐標系如何轉換

『壹』 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

『貳』 坐標系換算

首先，用戶需要明白一點，由於不同的坐標系對應不同的旋轉橢球體，所以轉換坐標系又包括兩種情況：同一基準面下的坐標轉換和不同基準面下的坐標轉換。

1.同一基準面下的坐標轉換

何為同一橢球面下的轉換？它的意思為將一個投影坐標系轉為一個地理坐標系，而這個投影坐標系又是基於該坐標系所得來的（若讀者不太明白投影坐標和地理坐標之間的聯系，可參考「投影坐標系和地理坐標系之間的關系」這篇文章），例如，將Xian_1980_GK_CM_117E投影坐標轉換為GCS_Xian_1980地理坐標。

此時，可以只使用開篇所說的【投影】工具進行坐標轉換。在【ArcToolbox】中雙擊【數據管理工具】→【投影和變換】→【投影】，打開【投影】對話框如下圖所示（以矢量數據為例，柵格數據要用【投影柵格】工具）。然後輸入數據，並設置輸出坐標及數據路徑即可。

不同坐標系之間的轉換
當然，如果數據量龐大的話，也可以使用該工具集中的【批量投影】腳本工具，以提高數據處理的效率。

2.不同基準面下的坐標轉換

對應上述概念，不同基準面下的坐標轉換怎麼做到呢？例如將Xian_1980_GK_CM_117E投影坐標轉換為Beijing_1954_GK_Zone_19N投影坐標系。不同基準面下的坐標轉換主要分為兩步：

①創建一個自定義地理(坐標)變換。

在【ArcToolbox】中雙擊【數據管理工具】→【投影和變換】→【創建自定義地理（坐標）變換】，設置如下：

不同坐標系之間的轉換
②投影變換。

參考同一基準面下坐標變換的步驟。

『叄』 地理坐標系轉換方法中的參數（三參數，七參數）

地心變換，也就是我們常說的三參數變換，是最簡單的基準面變換方法。地心變換在 XYZ 或 3D 直角坐標系中對兩個基準面間的差異情況進行建模。定義一個基準面使其中心為 0,0,0。相距一定距離定義另一個基準面（dx,dy,dz 或 ΔX,ΔY,ΔZ，單位為米）。

這兩種方法是我們常說的七參數變換，或者 布爾沙模型 。通過對三參數變換再增加四個參數可實現更復雜和精確的基準面變換。七個參數是指三個線性平移量 (dx,dy,dz)、繞各軸的三個角度旋轉值 (rx,ry,rz) 和一個比例尺因子。旋轉值以十進制秒為單位給定，而比例尺因子採用百萬分率 (ppm)。

另外，莫洛金斯基–巴德卡斯（Molodensky_Badekas）方法是七參數方法的變型。它具有三個附加參數，用於定義旋轉點的 XYZ 原點。

莫洛金斯基方法直接在兩種地理坐標系之間轉換，實際上無需轉換到 XYZ 系統。莫洛金斯基方法需要三個平移量 (dx,dy,dz) 以及兩個旋轉橢球體的長半軸 (Δa) 和扁率 (Δf) 的差。

『肆』 常用地理坐標系及轉換

國家地理坐標系也基於當時的時代背景，也經歷了一個發展演變的過程，從1954北京坐標系→西安80坐標系→2000國家大地坐標系。這些坐標系的參數在ArcGIS中都可以查看到。

國家現在要求2018年7月1日起，我國自然資源系統一律採用2000國家大地坐標系，同時也公布了其他坐標系與2000國家大地坐標系轉換的標准。
（1）、全國及省級范圍的坐標轉換選擇二維七參數轉換模型；
（2）、省級以下的坐標轉換可選擇三維四參數模型或平面四參數模型；
（3）、獨立平面坐標系統可採用平面四參數模型或多項式回歸模型。

此時不需要轉換參數，直接使用ArcGIS內置的工具即可完成。
打開【工具箱→Data Management Tools→投影與變換→要素→投影】工具，在彈出的對話框中進行設置，選擇要轉換的數據集或要素，並設置輸出坐標系即可。
設置完成後，在對話框下面的【地理坐標變換】欄處，系統會自動載入變換參數，點擊確定，完成坐標系轉換。

打開【工具箱→Data Management Tools→投影與變換→創建自定義地理（坐標）變換】工具，在彈出的對話框中進行相關設置：

設置完成之後，在參數欄中列出需要我們輸入的七個參數值，此時需要藉助其他工具得到參數值，這里使用 COORD GM 軟體。

因為在現在系統自帶的橢球中沒有CGCS2000，需要我們自己添加，單擊【文件→橢球管理】，在橢球管理對話框中添加我們需要的橢球體，點擊添加，可以看到在在左側的橢球列表中，就有了我們需要的橢球體名稱。

另外還需要設置一下 地圖投影 ，單擊【設置→地圖投影】，在彈出的對話框中進行設置（這里選擇自定義高斯投影，中央子午線設置為120E）。

接著就可以進行七參數計算了，單擊【設置→計算七參數】，在彈出的對話框中，分別輸入三組源坐標點和相對應的目標坐標點，輸入完成之後點擊計算即可得到七參數。

不過使用 COORD GM 軟體計算得到的結果是以弧度為單位的，而ArcGIS中是以秒為單位的，所以需要將 COORD GM 軟體得到的參數進行一下轉換。

然後後轉換後得到的參數，輸入ArcGIS中創建自定義地理（坐標）變換窗口中的參數欄，點擊確定，完成自定義坐標轉換工具，然後使用【工具箱→Data Management Tools→投影與變換→要素→投影】工具完成坐標轉換。

『伍』 怎麼進行坐標轉換啊

西安80坐標系與北京54坐標系的轉換西安80坐標系與北京54坐標系其實是一種橢球參數的轉換作為這種轉換在同一個橢球里的轉換都是嚴密的，而在不同的橢球之間的轉換是不嚴密，因此不存在一套轉換參數可以全國通用的，在每個地方會不一樣，因為它們是兩個不同的橢球基準。 那麼，兩個橢球間的坐標轉換，一般而言比較嚴密的是用七參數布爾莎模型，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋轉（WX）， Y 旋轉（WY）， Z 旋轉（WZ），尺度變化（DM ）。要求得七參數就需要在一個地區需要 3 個以上的已知點。如果區域范圍不大，最遠點間的距離不大於 30Km（ 經驗值 ） ，這可以用三參數，即 X 平移， Y 平移， Z 平移，而將 X 旋轉， Y 旋轉， Z 旋轉，尺度變化面DM視為 0 。 方法如下（MAPGIS平台中）： 第一步：向地方測繪局（或其它地方）找本區域三個公共點坐標對（即54坐標x，y，z和80坐標x，y，z）； 第二步：將三個點的坐標對全部轉換以弧度為單位。（菜單：投影轉換/輸入單點投影轉換，計算出這三個點的弧度值並記錄下來） 第三步：求公共點求操作系數（菜單：投影轉換/坐標系轉換）。如果求出轉換系數後，記錄下來。 第四步：編輯坐標轉換系數。（菜單：投影轉換/編輯坐標轉換系數。）最後進行投影變換，"當前投影"輸入80坐標系參數，"目的投影"輸入54坐標系參數。進行轉換時系統會自動調用曾編輯過的坐標轉換系數。
1、北京54和西安80是兩種不同的大地基準面，不同的參考橢球體，因而兩種地圖下，同一個點的坐標是不同的，無論是三度帶六度帶坐標還是經緯度坐標都是不同的。
2、數字化後的得到的坐標其實不是WGS84的經緯度坐標，因為54和80的轉換參數至今沒有公布，一般的軟體中都沒有54或80投影系的選項，往往會選擇WGS84投影。
3、WGS84、北京54、西安80之間，沒有現成的公式來完成轉換。
4、對於54或80坐標，從經緯度到平面坐標（三度帶或六度帶）的相互轉換可以藉助軟體完成。 5、54和80間的轉換，必須藉助現有的點和兩種坐標，推算出變換參數，再對待轉換坐標進行轉換。（均靠軟體實現）
6、在選擇參考點時，注意不能選取河流、等高線、地名、高程點，公路盡量不選。這些在兩幅地圖上變化很大，不能用作參考。而應該選擇固定物，如電站，橋梁等。

54坐標系下轉換成的經緯度坐標 跟80坐標系下平面坐標轉換後的經緯度坐標是不同的。一個點按3度和6度分帶 經緯度坐標肯定是一樣的，但是其平面坐標值不同。

『陸』 坐標系轉換

把坐標系變為柱坐標系後，柱坐標系的X方向指向徑向,Y方向是周向(theta)，這樣理解不能算錯。但是這里的Y方向，也就是周向，不能完全理解成轉動。因為即使坐標系改為柱坐標系後，節點坐標系是不會變的，也就是說節點坐標系還是笛卡爾坐標系，Y方向的位移應該認為沿圓周的切向位移，仍然為直線方向，不會是繞圓心的轉動方向。基於這點對位移的解釋，相對於力來說，我的理解是此時Y方向相當於周向的切向力，如果乘以半徑，應該是能算是扭矩。如果我的理解是對的，那麼再轉換回笛卡爾坐標系後，應該不會產生變化。希望大家都來討論討論，共勉啊

『柒』 常用坐標系的相互轉換

1.慣性坐標系（i系）－地球坐標系（e系）

如圖3-2-3所示，地球直角坐標系0x^ey^ez^e為地固坐標系（簡稱e系），0xⁱyⁱyⁱ為慣性坐標系（簡稱i系）。ω為地球自轉角速度。

地球直角坐標系0x^ey^ez^e相對慣性參照系的轉動角速度就是地球的自轉角速度ω。

航空重力勘探理論方法及應用

則有e系至i系的坐標變換矩陣為：

航空重力勘探理論方法及應用

2.地球坐標系（e系）－當地地理坐標系（n系）

如圖3-2-4所示，地理坐標系的原點就是載體所在點，zⁿ軸沿當地參考橢球的法線指向向外，xⁿ軸與yⁿ軸均與zⁿ垂直；即在當地水平面內，xⁿ軸沿當地緯度線指向正東，yⁿ軸沿當地子午線指向正北。按照這樣的定義，地理坐標系的zⁿ軸與地球赤道平面的夾角就是當地地理緯度，zⁿ軸與yⁿ軸構成的平面就是當地子午面。zⁿ軸與xⁿ軸構成的平面就是當地卯酉面。xⁿ軸與yⁿ軸構成的平面就是當地水平面。

地理坐標系的三根軸可以有不同的選取方法。圖3-2-5所示的地理坐標系是按「東、北、天」為順序構成的右手直角坐標系。除此之外，還有按「北、西、天」或「北、東、地」為順序構成的右手直角坐標系。

圖3-2-4 地球坐標系與當地地理坐標系

圖3-2-5 載體運動引起的地理坐標系轉動

地球坐標系先繞z^e轉動λ角，得到0^ex』y』z^e，再繞y』轉動（270°－φ），即得到當地地理坐標系（Gopal M,1984）。因此地球坐標系與當地地理坐標系之間的轉換矩陣

為：

航空重力勘探理論方法及應用

式中：φ為地理緯度；λ為地理經度。

當載體在地球表面運動時，載體相對地球的位置不斷發生變化，地球上不同地點的地理坐標系相對地球的角位置是不同的。也就是說，載體的運動將引起地理坐標系相對地球坐標系轉動。如果考察地理坐標系相對慣性坐標系的轉動角速度，應當考慮兩種因素：一是地理坐標系隨載體運動時相對地球坐標系的轉動角速度；二是地球坐標系相對慣性參照系的轉動角速度。

假設載體沿水平面航行（如飛機），所在地點的緯度為φ，航速為v，航向為H。將航速分解為沿地理坐標系北東兩個分量：

航空重力勘探理論方法及應用

航速的北分量v_N引起地理坐標系繞著平行於地理東西方向的地心軸相對地球轉動，其轉動角速度為（見圖3-2-5）：

航空重力勘探理論方法及應用

航速的東向分量v_E引起地理坐標系繞著極軸相對地球轉動，其轉動角速度為：

航空重力勘探理論方法及應用

參考橢球上各點的子午圈半徑R_M和卯酉圈半徑R_N的計算公式為：

航空重力勘探理論方法及應用

式中：R為參考橢球的地球長半徑；e為參考橢球的第一偏心率。

將角速度

和

平移到地理坐標系的原點，並投影到地理坐標系各軸上，可得：

航空重力勘探理論方法及應用

式中：

表示n系相對e系的角速度在n系Xⁿ軸（Yⁿ軸、Zⁿ軸）上的分量。上式表明，航行速度將引起地理坐標系繞地理東向、北向和垂直方向相對地球坐標系轉動。

地球坐標系相對慣性參照系的轉動是地球自轉引起的。把地球自轉角速度ω平移到地理坐標系的原點，並投影到地理坐標系的各軸上，可得：

航空重力勘探理論方法及應用

上式表明，地球自轉將引起地理坐標系繞地理北向和垂線方向相對慣性參照系轉動。

綜合考慮地球自轉和載體的航行影響，地理坐標系相對慣性參考系的轉動角速度在地理坐標系各軸上的投影表達式為：

航空重力勘探理論方法及應用

在分析陀螺儀和慣性導航系統時，地理坐標系是要經常使用的坐標系。例如，陀螺羅經用來重現子午面，其運動和誤差就是相對地理坐標系而言的。在指北方位平台式慣導中，採用地理坐標系作為導航坐標系，平台所模擬的就是地理坐標系。

3.當地地理坐標系（n系）－載體坐標系（b系）

當地地理坐標系可通過繞載體坐標系Z^b軸轉動方位角A、繞y^b軸轉動俯仰角θ，和繞x^b軸轉動滾動角φ來實現其到載體坐標系的轉換（捷聯慣性導航技術，張天光等譯），三次轉動可以用數學方法表述3個獨立的方向餘弦矩陣，定義如下：

繞載體坐標系z軸轉動方位角A，有：

航空重力勘探理論方法及應用

繞載體坐標系y軸轉動方位角θ，有：

航空重力勘探理論方法及應用

繞載體坐標系x軸轉動方位角φ，有：

航空重力勘探理論方法及應用

因此，當地地理坐標系（n系）到載體坐標系的變換可以用這3個獨立變換的乘積表示如下：

航空重力勘探理論方法及應用

所以轉換矩陣

為：

航空重力勘探理論方法及應用

在平台式慣性導航系統中，或通過3個框架之間的角度感測器測量方位角A、俯仰角θ和滾動角φ。

『捌』 ArcGis中經緯度坐標如何轉換為地理坐標呢

1、在ArcGis中打開相關的屬性表，確定經緯度坐標的X和Y。

『玖』 大地坐標如何轉換為經緯度

大地坐標-----→經緯度(地理坐標)

1、輸入大地坐標數據，格式為 Y空格X，輸入到文本就行如下，原始的大地坐標由一8位的Y和一個7位的X組成

這組坐標數據中的Y的前兩位為31，是分帶號，一般使用的分帶有三分帶，六分帶，這里的坐標是三分帶的，記下Y前的這兩位數，在原始數據中去除掉，現在數據變為，Y，6位，X，7位

保存這個TXT的文本文件。

2，打開MAPGIS，啟動坐標投影變形程序

接下來選擇 投影轉換>>>>用戶文件投影轉換

點打開文件，打開剛才的大地坐標的文本文件，

設置輸入數據的格式，點擊 用戶投影參數，並完成設置。

這里我們的大地座標為3度帶的第31帶，注意填好，坐標單位為米

好了以為設置輸出的格式，我們要求輸出的是經緯度，點結果轉換參數，完成以下設置

這個參數設置里第一行有一個很重要的參數，橢球參數這一項，很多博友沒有到正確的結果就是因為該項參數沒有設定，中國地圖一般只有兩種，一種是北京54，還有就是80黃海

正確設定好這個就能得到正確的結果啦，筆者用的是80黃海的參考橢球，不過中國大部分是用54坐標系的！！！

我們輸出的經緯度的單位應該是DDDMMMSS。SS注意

點寫到文件，保存就大功告成了，注意保存的文件要寫上.TXT的後綴

下面是計算出的結果文件

XP為經度，1234234。357就是123度42分34。357秒，

YP為緯度，403950。225就是40度39分50。255秒（緯度最多90，所以沒有三位數）