如何定義未知地圖的地理坐標系

A. 地理坐標系是怎麼回事

南北方向與相交處的偏離值即為X值，東西方向與相交處的偏離值即為Y值。

東西方向和南北方向的兩根射線十字相交,相交處的X和Y值為0（這個點在地理位置上是指定不變的）。

這其實就是運用了數學當中的坐標表示法。

平面坐標系分為三類：

絕對坐標：是以點O為原點，作為參考點，來定位平面內某一點的具體位置，表示方法為：A（X，Y)；

相對坐標：是以該點的上一點為參考點，來定位平面內某一點的具體位置，其表示方法為：A（@△X，△Y)；

相對極坐標：是指出平面內某一點相對於上一點的位移距離、方向好態姿及角度，具體表示方法為：A（@d<α）。

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地理學上定義的坐標，即地理坐標系（Geographic Coordinate System），是使用三維球面來定義地閉殲球表面位置，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。

一個點的位置，可以用一組數(有序數組)來描述。例如，在平面上，可以作兩條相交的直線l1與l2;過平面上任一點M，作兩條直線分別與l1、l2平行且與l2、l1交於P2、P1兩點;這樣，M點就可以用它沿平行於l1、l2的方向到l2、l1的有向距離P2M、P1M來表示。這兩個有向距離，稱為點M的坐標，兩條直線稱為坐標軸，坐標軸的交點稱為原點，當兩直線相互垂直時，就是平面直角坐標系。

在空間，可以作三個友絕相交平面，空間中任一點M可以用沿著過這點且平行於兩相交平面交線之一，到另一平面的有向距離來表示。這三個有向距離，就是空間中一點M的坐標，三個平面稱為坐標面，任何兩個坐標面的交線，就是坐標軸。三條坐標軸的交點，就是原點。

在阿波羅紐斯的《圓錐曲線論》中，已使用術語「坐標線」。笛卡爾、費馬曾多次使用具有原點的基準線，萊布尼茲把縱橫的基準線，稱為坐標。

參考資料：

坐標（數學名詞）_網路

B. 地理的坐標

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。

隨著高科技的發展，人們對確定空中目標位置的准確性提出了更高的要求，例如雷達監測目標位置的地理坐標已經廣泛應用於各種科技領域。然而在實際應用中，針對不同的設計計算需求，結合各種坐標系的特點，必須對地理坐標進行轉換，以便於利用和進行輔助決策。例如，在大地測量學中，常用天文經緯度定義地理坐標；地圖學中以大地經緯度定義地理坐標，而在地圖學研究及地圖學的小比例尺制圖中，通常將橢球體當成正球體，採用地心經緯度。

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地理坐標分為天文坐標系、大地坐標系與地心坐標系。

（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。

C. 地圖數學基礎的地球坐標系與大地定位

地球表面上的定位問題，是與人類的生產活動、科學研究及軍事國防等密切相關的重大問題。具體而言，就是球面坐標系統的建立。 用經緯度表示地面點位的球面坐標。
① 天文經緯度：
表示地面點在大地水準面上的位置，用天文經度和天文緯度表示。
天文經度：觀測點天頂子午面與格林尼治天頂子午面間的兩面角。在地球上定義為本初子午面與觀測點之間的兩面角。
天文緯度： 在地球上定義為鉛垂線與赤道平面間的夾角。
② 大地經緯度：
表示地面點在參考橢球面上的位置，用大地經度 、大地緯度和大地高表示。
大地經度 ：指參考橢球面上某點的大地子午面與本初子午面間的兩面角。東經為正，西經為負。
大地緯度 ：指參考橢球面上某點的垂直線（法線）與赤道平面的夾角。北緯為正，南緯為負。
③ 地心經緯度：
即以地球橢球體質量中心為基點，地心經度同大地經度，地心緯度是指參考橢球面上某點和橢球中心連線與赤道面之間的夾角。
在大地測量學中，常以天文經緯度定義地理坐標。
在地圖學中，以大地經緯度定義地理坐標。
在地理學研究及地圖學的小比例尺制圖中，通常將橢球體當成正球體看，採用地心經緯度。 1.中國的大地坐標系
中國1952年前採用海福特（Hayford）橢球體 ；
1953—1980年採用克拉索夫斯基橢球體（坐標原點是前蘇聯玻爾可夫天文台） ；
自1980年開始採用 GRS 1975（國際大地測量與地球物理學聯合會 IUGG 1975 推薦）新參考橢球體系，並確定陝西涇陽縣永樂鎮北洪流村為「1980西安坐標系」大地坐標的起算點。
2.中國的大地控制網
由平面控制網和高程式控制制網組成，控制點遍布全國各地。
平面控制網 : 按統一規范，由精確測定地理坐標的地面點組成，由三角測量或導線測量完成，依精度不同，分為四等。
高程式控制制網 : 按統一規范，由精確測定高程的地面點組成，以水準測量或三角高程測量完成。依精度不同，分為四等。
中國高程起算面是黃海平均海水面。
1956年在青島觀象山設立了水準原點，其他各控制點的絕對高程均是據此推算，稱為1956年黃海高程系。
1987年國家測繪局公布：啟用《1985國家高程基準》取代《黃海平均海水面》，其比《黃海平均海水面》上升29毫米。

D. 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。

E. 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。

F. 地輔坐標系的定義和作用

這個坐標的定義和作用如下：
根據快懂網路網的信息洞缺，地理坐標系定義：是使用三維球面來定義地球表面位置，以實現通過經緯度游隱對地球表面點位引用的坐標神顫廳系，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，在球面系統中，水平線是等緯度線或緯線。
作用：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，中國北斗導航體系的建立與完善，就是各領域對地理坐標系的精確定位提出更高要求的產物。

G. 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。

H. 地理坐標的正確表示方法

地理坐標的正確表示方法如下：

1、經度的劃分：從本初子午線向東劃分180度稱為東經，用」E」表示，向西劃分180度為西經，用「W」表示。

2、緯度的劃分：以赤道為0度，向南北各分出90度，南北極的讀數均是90度，北緯用「N」表示，南緯用「S」表示。

1、經緯度是由經度和緯度構成的坐標系，被稱為地理坐標系。

2、緯度線和經線一樣是人類為了容易測量而假設的輔助線。

3、經線也被稱為子午線，便於測量而假設的輔助線。

經緯度坐標是地理坐標，用緯度、經度表示地面點位置的球面坐標。

I. 地理坐標如何定義有更新的定義方式嗎

經線是在地面上連接兩極的線，表示南北方向。古人以「子」為正北，以「午」為正南。所以把經線叫做子午線子午線。經線和垂直於它的緯線構成地球上的坐標，既經緯網。地帶物困球上任何一個地方的位置都可以用一條經線和緯線的交叉點來表示。所螞歷有的經線長度都相等。科學家把開始計算經度的一條經線「0度經線」叫做本初子午線。1884年的10月1日，在美國的華盛頓召開了國際子午線會議。10月23日，大會通過一項決議向全世界各國政府正式建議，採用經過英國倫敦格林尼治天文檯子午儀中心的子午線，作為計算經度起點的本初子午線。從0°經線算起，向東劃分0°～180°，為東經度 ，向西劃分0°～180°，為西經度。1953年，格林尼治天文台遷移到東經0°20′25〃的地方，但全球經度仍然以原址為零點計算。在英國倫敦有一條本初子午線（0度經線）標志。本初子午線是地球上的零度經線蠢念，它是為了確定地球經度和全球時刻而採用的標准參考子午線，它不像緯線有自然起點——赤道。

此外，如你所言，地球的地軸實際上實在不斷變化的，而且地球的地磁南北極甚至會發生大幅度的遷移。而格林尼治天文台附近確實曾發生過地震，但隨後的經度起點仍以此前確定的位置為起點，
經緯度的真正作用是用於定位物體在地表的確定位置，故其再定下來以後，可不依之後的變化而變化。這只是一個約定俗成的的手段而已，

J. 如何在ArcMap中設置地理坐標系和投影坐標系

1、打開ArcGIS軟體——添加需要設置坐標的數據——打開工具箱——選擇數據管理工具——選擇投影與變換——選擇定義投影2、選擇需要設置投影的數據，在選擇投影的類型
即可如何在ArcMap中設置地理坐標系和投影坐標系