如何進行地理坐標系定義

⑴ 地理坐標系和大地坐標系的區別

一、性質不同

1、地理坐標系（GeographicCoordinateSystem），是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。

2、大地坐標系是大地測量中以參考橢球面為基準面建立起來的坐標系。

二、作用不同

1、地理坐標系：定義了地表點位的經緯度，並且根據其所採用的參考橢球體參數還可求得點位的絕對高程值。

2、大地坐標系：是大地測量的基本坐標系，它是大地測量計算，地球形狀大小研究和地圖編制等的基礎。

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我國大地坐標系經歷了幾次重要變化。

1、建國初期，為滿足國家經濟建設和國防建設的急需，在天文大地網邊布設邊平差的基礎上建立了1954北京坐標系。

2、20世紀80年代，在全國天文大地網整體平差的基礎上建成了1980西安坐標系。

3、20世紀末至21世紀初，在中國地殼運動觀測網路、全國UPS一/二級網和全國UPSA/B級網等整體平差的基礎上又建成了新一代國家大地坐標系—2000中國大地坐標系。

⑵ 用坐標表示地理位置 地理坐標怎麼表示

（1）選擇一個適當的參照點為原點建立直角坐標系，並確定x軸、y軸的正方向；

（2）根據具體問題確定適當的比例尺在坐標軸上標出長度單位；

（3）在坐標平面內畫出這些點，並寫出各點的坐標和各個地點的名稱。

地理坐標是用緯度、經度表示地面點位置的球面坐標。地理坐標系以地軸為極軸，所有通過地球南北極的平面均稱為子午面。

地理坐標，就是用經緯度表示地面點位的球面坐標。在大地測量學中，對於地理坐標系統中的經緯度有三種提法：天文經緯度、大地經緯度和地心經緯度。

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一、地理坐標定義：

子午面與地球橢球面的交線，稱為經線或子午線。國際上統一規定以通過英國倫敦格林威治天文台的經線為起始經線（0°），也叫本初子午線。

從起始經線開始，向東、西各以180°計算，向東稱東經，向西稱西經。所有通過地軸的平面，都和地球表面相交而成為（橢）圓，這就是經線圈，每個經線圈都包括兩條相差180度的經線。所有經線都在兩極交會，呈南北方向，長度也彼此相等。經差1°在赤道上的緯線長約111km。

所有垂直於地軸的平面與地球橢球面的交線，稱為緯線。赤道緯度為零，赤道以北為北緯，以南為南緯，向北向南各分90°。緯度不同的緯線長度不相等。經差1°的緯線弧長為111cosB（km），式中B為緯度。

經緯線相互交織構成經緯網，以經度、緯度表示地面上點的位置的球面坐標稱為地理坐標。例如：我國首都北京位於北緯40度和東經116度的交點附近，昆明位於北緯25度和東經103度的交點附近。

由地球橢球體上任一點引一垂直於該點地平線的直線，其與赤道面相交所構成的夾角稱為地理緯度。任一點所在經線圈與起始經線圈間的夾角稱為該點的地理經度。

地球上或地圖上的點位表示為M（L,B）。在地圖上以內圖廓和經緯網（或分度帶）形式表示。在大於1∶10萬地形圖上，地理坐標網以圖廓形式表現，圖廓四角注記經緯度數值，內外圖廓間繪有分度帶。

在小比例尺地圖上和小於1∶20萬地形圖上，一般都直接繪有地理坐標網，並注有相應的經緯度數值，以此確定地區或地面點的地理位置。

二、分類：

（1）天文坐標系

天文坐標系是以鉛垂線為基準、以大地水準面為基準面建立的坐標系，它以天文經緯度（λ,ψ）表示地面點在大地水準面上的位置。

其中天文經度λ是觀測點天頂子午面與格林尼治天頂子午面間的二面角，地球上定義為本初子午面與觀測點之間的二面角；天文緯度ψ定義為鉛垂線與赤道平面間的夾角。

（2）大地坐標系

大地坐標系是以橢球面法線為基準線，以參考橢球面為基準面建立的坐標系，它以大地坐標（L,B,h）表示地面點在參考橢球面上的位置。

其中大地經度L為參考橢球面上某點的大地子午面與本初子午面間的二面角，大地緯度B為參考橢球面上某點的法線與赤道平面的夾角，北緯為正，南緯為負。

為h為大地高，即從觀測點沿橢球法線方向到橢球面的距離。我國目前常用坐標系為1954北京坐標系、1980國家大地坐標系以及2000國家大地坐標系（CGCS2000）。

（3）地心坐標系

地心坐標系是地固坐標系的一種，是指以總地球橢球為基準、原點與質心重合的坐標系，它與地球體固連在一起，與地球同步運動。

它以（L,B）來表示點的位置，其中L為地心經度，與大地經度一致；B為地心緯度，指參考橢球面上觀測點與橢球質心或中心連線與赤道面之間的夾角。

⑶ 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。

⑷ 地理坐標是如何建立的

地理坐標是用經度、緯度表示地面點位置的球面坐標。地理坐標系以地軸為極軸，所有通過地球南北極的平面，均稱為子午面。子午面與地球橢球面的交線，稱為子午線或經線。所有通過地軸的平面，都和地球表面相交而成為（橢）圓，這就是經線圈。一條經線是一個半（橢）圓弧。所有垂直於地軸的平面與地球橢球面的交線，稱為緯線。緯線是半徑不同的圓，其中半徑最大的緯線稱為赤道。在地球儀上，通過倫敦格林威治天文台原址的那條經線稱為0度經線，也叫本初子午線。在地球儀上，同赤道平行的線叫緯線，緯線指示東西方向，所有緯線長度不相等，緯線標注的度數就是緯度；赤道緯度為零，赤道以北為北緯，以南為南緯。在地球儀上，經緯線相互交織構成經緯網，用經度、緯度表示地面上點的位置叫地理坐標。例如：我國首都北京位於北緯40度和東經116度的交點附近，昆明位於北緯25度和東經103度的交點附近。緯度是地理坐標中的橫坐標，經度是縱坐標。
由地球橢球體上任一點M，引一垂直於點M地平線的直線，其與赤道面相交所構成的夾角稱地理緯度。以赤道為0°，向北、南兩極各以90°計算，向北稱北緯，向南稱南緯。M點經線面與起始經線面間的夾角稱為地理經度。以起始經線為0°，國際上統一規定以通過英國倫敦格林威治天文台的經線為起始經線，向東、西各以180°計算，向東稱東經，向西稱西經。地球上或地圖上的點位表示為M（，λ）。在地圖上以內圖廓和經緯線網（或分度帶）形式表示。在＞1∶10萬地形圖上，地理坐標網以圖廓形式表現，圖廓四角注記經緯度數值，內外圖廓間繪有分度帶。在小比例尺地圖上和＜1∶2O萬地形圖上，一般都直接繪有地理坐標網，並注有相應的經緯度數值。以此確定地區或地面點的地理位置。
[編輯本段]緯度與緯線

地球南北極的連線是地球自轉的軸線，即地軸。地軸的重點叫地心。通過地心並和地軸垂直的平面與地表相交而成的圓是赤道。赤道把地球分為北半球和南半球。所有與地軸垂直的面，都和地表相交而成圓，就是緯線，所有緯線都相互平行。赤道是最大的緯圈，由此向北挪南，緯圈半徑都有規律地減小。按下列公式很容易求出不同緯度上經度1度的弧長L L=111.2 * cosφ（km）
[編輯本段]經線與經度

所有通過地軸的平面，都和地球表面相交而成為圓，這就是經線圈。每個經線圈都包括兩條相差180度的經線，一條經線則只是一個半圓弧。所有經線都會在兩極交會，所有經線都呈南北方向，長度也彼此相等。由經線和危險構成的經緯網，是地理坐標的基礎。

地理坐標及其確定例析

用地理經度和地理緯度表示地面上點的位置的球面坐標叫地理坐標。地理坐標是中學地理的重要內容，高考地理試題屢有涉及。因此掌握其確定方法非常必要，下面例析幾種常見的確定某點的地理坐標的方法。

一、用經緯網確定某點的地理坐標

例1：下圖中甲、乙的地理坐標各是

A.甲（70°E、20°S），乙（110°W、40°S） B.甲（70°E、20°S），乙（110°W、40°N）

C.甲（70°W、20°N），乙（110°E、40°S） D.甲（70°W、20°S），乙（110°E、40°N）

解析：從選項看，經緯度數都是相同的，所以只需判斷出南北緯和東西經即可。根據「南大南緯，東大東經」的規律，甲圖中緯度向南增大為南緯，經度向西增大的為西經；乙圖中緯度向北增大為北緯，經度向東增大為東經。因此該題正確答案為D。

二、利用光照圖確定某點的地理坐標

例2：某同學在北半球P地利用日影測當地的經緯度，當P地豎直的竹竿影子朝正北時，北京時間正好是14時40分，P地太陽光線與地平面之間的交角為70°，該日全球的晝夜狀況如圖（圖中陰影部分表示黑夜），P地的地理坐標為

A.120°E，43°26』N B.80°E，40°N

C.160°E，50°N D.80°E，23°26』N

解析：當P地豎直的竹竿影子朝正北時，該地地方時為12時，與北京時間14時40分相差2時40分，可知P地的經度為80°E；又從該日全球的晝夜狀況圖可知，該日太陽直射20°N， 而P地太陽光線與地平面之間的交角為70°，說明P地的正午太陽高度為70°，根據P地和20°N的正午太陽高度差等於兩地緯度差可計算出P地的緯度是0°或40°N，所以該題選擇B。

三、物體的影子和正午太陽高度確定某點的地理坐標

例3：夏至日北京時間下午1時整，我國某中學地理興趣小組在某地觀測到旗桿的影長最短，並測得太陽光線與地平面的夾角約為73．5°。該地的地理坐標是

A.7°56′N 105°E B.39°56′N 135°E

C.39°56′N 105°E D.79°56′N 135°E

解析：由於當地觀測到旗桿的影子最短，應是當地正午時分，即地方時12點整。結合此時北京時間是13時，可以推算出該地的經度是105°E。而該地緯度可以通過當時正午時太陽光線與地面的夾角為73．5°,算出當地的緯度是39°56′N。

四、利用北極星的高度和北京時間確定某點的地理坐標

例4：某天文興趣小組在M地用量角器測得北極星的高度(如下圖所示)。次日，當太陽位於M地的正南方時，收音機里傳出「現在是北京時間14點整」。那麼，M地的地理坐標是

A.36°34′N，90°E B.60°N，150°E

C.30°N， 90°E D.53°26′N，150°E

解析：先根據北極星的地平高度，求得當地緯度是北緯30°（只有在北半球才可以見到北極星，且北極星的高度等於當地的地理緯度）；再根據當太陽位於M地正南方時（當地地方時12點），北京時間為14點，計算出該地經度為90°E。

五、利用正午太陽高度和北京時間確定某點的地理坐標

例5：某校地學小組外出考察，如右圖所示。在a地正午太陽高度最大時，用量角器測當地的地理緯度，此時學生手錶指針為18時20分（北京時間）。a地的地理坐標為

A.21°E、36°34′S B.25°E、53°26′N
C.21°E、53°26′S D.25°E、36°34′N

解析：根據a地正午太陽高度最大時，可知a地地方時為12點，北京時間18時20分，計算出該地經度為25°E。再根據此時a地正午太陽高度為60°，可計算出a地的緯度是6°34′S 或53°26′N，選項里沒有6°34′S，所以選擇B。

六、利用地理界線確定某點的地理坐標

例6：某地以東是西半球，以西是東半球，以北有極晝極夜現象，以南是北溫帶，該地的地理坐標是

A．23.5°S，180° B．66.5°N，160°E

C．23.5°N，160°E D．66.5°S，20°W

解析：160°E以東是西半球，以西是東半球；66.5°N以北有極晝極夜現象，以南是北溫帶。所以該地的地理坐標是66.5°N，160°E。

⑸ 地理坐標系的經緯介紹

地理坐標系對地球橢球體而言，其圍繞旋轉的軸叫地軸。地軸的北端稱為地球的北極，南端稱為南極;過地心與地軸垂直的平面與橢球面的交線是一個圓，這就是地球的赤道;過英國格林威治天文台舊址和地軸的平面與橢球面的交線稱為本初子午線。以地球的北極、南極、赤道和本初子午線等作為基本要素，即可構成地球橢球面的地理坐標系統。其以本初子午線為基準，向東，向西各分了180°，之東為東經，之西為西經;以赤道為基準，向南、向北各分了90°，之北為北緯，之南為南緯。
地理坐標系是指用經緯度表示地面點位的球面坐標系。在大地測量學中，對於地理坐標系統中的經緯度有三種描述：即天文經緯度、大地經緯度和地心經緯度。 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，而後者則是基於球體或旋轉橢球體的。
在投影坐標系中，通過格網上的 x,y 坐標來標識位置，其原點位於格網中心。每個位置均具有兩個值，這兩個值是相對於該中心位置的坐標。一個指定其水平位置，另一個指定其垂直位置。這兩個值稱為 x 坐標和 y 坐標。採用此標記法，原點坐標是 x = 0 和 y = 0。
在等間隔水平線和垂直線的格網化網路中，中央水平線稱為 x 軸，而中央垂直線稱為 y 軸。在 x 和 y 的整個范圍內，單位保持不變且間隔相等。原點上方的水平線和原點右側的垂直線具有正值;下方或左側的線具有負值。四個象限分別表示正負 X 坐標和 Y 坐標的四種可能組合。
在地理坐標系中處理數據時，有時用 X 軸表示經度值並用 Y 軸表示緯度值很有用。 地理坐標系 (GCS) 使用三維球面來定義地球上的位置。GCS 往往被誤稱為基準面，而基準面僅是 GCS 的一部分。GCS 包括角度測量單位、本初子午線和基準面(基於旋轉橢球體)。
可通過其經度和緯度值對點進行引用。經度和緯度是從地心到地球表面上某點的測量角。通常以度或百分度為單位來測量該角度。下圖將地球顯示為具有經度和緯度值的地球。
在球面系統中，水平線(或東西線)是等緯度線或緯線。垂直線(或南北線)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。
位於兩極點中間的緯線稱為赤道。它定義的是零緯度線。零經度線稱為本初子午線。對於絕大多數地理坐標系，本初子午線是指通過英國格林尼治的經線。其他國家/地區使用通過伯爾尼、波哥大和巴黎的經線作為本初子午線。經緯網的原點 (0,0) 定義在赤道和本初子午線的交點處。這樣，地球就被分為了四個地理象限，它們均基於與原點所成的羅盤方位角。南和北分別位於赤道的下方和上方，而西和東分別位於本初子午線的左側和右側。
通常，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。維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)。如果本初子午線是格林尼治子午線，則對於位於赤道南部和格林尼治東部的澳大利亞，其經度為正值，緯度為負值。
用 X 表示經度值並用 Y 表示緯度值可能會有幫助。這樣，顯示在地理坐標繫上定義的數據就如同度是線性測量單位一樣。此方法與普通圓柱投影基本相同。
盡管使用經度和緯度可在地球表面上定位確切位置，但二者的測量單位是不同的。只有在赤道上，一經度所表示的距離才約等於一緯度所表示的距離。這是因為，赤道是唯一一條長度與經線相同的緯線。(其半徑與球面地球半徑相同的圓稱為大圓。赤道和所有經線都是大圓。)
在赤道上方和下方，用來定義緯度線的圓將逐漸變小，直到最終在南極點和北極點處變為一個點，所有經線均在此處相交。由於經線沿極點方向逐漸集中，所以一經度所表示的距離最終將減小為零。在 Clarke 1866 旋轉橢圓體上，赤道上的一經度等於 111.321 km，而在緯度為 60° 度位置，只有 55.802 km。因為經度和緯度不具有標准長度，所以無法對距離或面積進行精確測量，或者無法很容易地在平面地圖或計算機屏幕上顯示數據。 垂直坐標系可以定義高度或深度值的原點。與水平坐標系類似，除非要顯示數據集或者要將數據集與使用不同垂直坐標系的其他數據合並，否則不需要使用垂直坐標系中的大多數信息。
測量單位可能是垂直坐標系最重要的部分。測量單位始終是線性的(例如，國際英尺或米)。另一個重要部分是 z 值究竟代表高度(高程)還是深度。對於每種類型，z 軸方向分別為正「北」或正「南」。下圖顯示了兩種垂直坐標系：平均海平面和平均低潮面。平均海平面用作高度值的零水平面。平均低潮面則是基於深度的垂直坐標系。
基於高度和深度的垂直坐標系。
基於高度的平均海平面坐標系顯示一個 z 值。落到平均海平線以下且以其為參照的任何點都具有負 z 值。平均低潮面具有兩個與之關聯的 z 值。由於平均低潮面是基於深度的，因此 z 值為正。落到平均低潮面以上且以其為參照的任何點都具有負 z 值。

⑹ 地理坐標系統的名詞解釋

地理坐標系是用於確定點在地球上位置的坐標系。某一特定的地理坐標系是由一個特定的橢球體和一種特定的地圖投影構成。絕大多數的地圖都是遵照一種已知的地理坐標系來顯示坐標數據。例如，我國1:25 萬地形圖，其橢球體採用的是1975 年國際大...

⑺ 如何在arcgis中定義地理坐標系

1、首先通過拿到的數據年代，近期的一般都是2000坐標系，查看右下角坐標，可以判斷是3度帶，代號為40。

⑻ 什麼是地理坐標

地理坐標是用經度、緯度表示地面點位置的球面坐標.地理坐標系以地軸為極軸,所有通過地球南北極的平面,均稱為子午面.