❶ WebGIS中的坐標系和瓦片地圖
本文主要介紹坐標系和瓦片地圖的相關知識, 他們是進行WebGIS開發的基礎。
坐標系分為地理坐標系和投影坐標系,他們的定義如下:
地理坐標系 (Geographic Coordinate System):
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。包括角度測量單位、本初子午線和參考橢球體三部分。
投影坐標系 (Projection Coordinate System):
是使用基於X,Y值的坐標系統來描述地球上某個點所處的位置。它由地理坐標系和投影方法兩個要素所決定。
地球表面是崎嶇不平的,人們為了精確表示地球表面的位置,引入了 旋轉橢球體 的概念。即用一個規則的旋轉橢球體去逼近真實的地球表面。一個旋轉橢球體的參數主要有以下三個:長半軸、短半軸、扁率。跡汪定義了這三個參數,也就唯一確定了一個旋轉橢球體。
定義了橢球體的形狀後,還需要確定橢球體的位置。橢球體表面與真實地球表面存在差異,並且在世界的不同地區,這種差異也不盡相同。因此橢球體的定位直接決定了地理坐標與真實位置的誤差。橢球體定位就是需要確定 大地基準面 ,從而確定橢球體與地球的相對位置。有以下兩類大地基準面:
確定了旋轉橢球體的 形狀 和 位置 ,那麼地理坐標系的基礎就確定了。接下來需要定義地球上任意一點的地理坐標表示方法。
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。其中使用較多的是大地經緯度,其使用大地坐標(L,B,h)表示地面點在橢球面上的位置三個要素,他們的定義如下:
圖示:
這樣就完成了地理坐標系的定義,地球上任意一點都能獲得經緯度坐標了。
在橢球面上表示的地球上物體的坐標,會給實際使用帶來一些麻煩。更多的時候我們希望將地物展現在平面上,這時就需要引入投影坐標系的概念。
在地球橢球面和平面之間建立點與點之姿亂仔間函數關系的數學方法,稱為 地圖投影 。
地圖投影的一般公式為:x = F(λ,φ), y = G(λ,φ)
確定了投影方法後,也就確定了函數F和G,只要知道地面點的經緯度(λ,φ),便可以在投影平面上找到相對應的平面位置(x,y)。
投影方法有以下幾類:
以上兩種方法都要進行分帶投影。即按一定的間隔選取經線作為投影的中央經線,中央經線兩側一定范圍內的地區按所選中央經線進行投影。這樣做的目的是減小投影變形,方便在工程中使用。
具體的投影方法請點擊小標題查看。
選擇一個地理坐標系,以及一個地圖投影方法,就唯一確定了一個投影坐標系,從而可以使用平面坐標表示地球上物體的位置了。
在Web地圖領域,使用最為廣泛的坐標系統就是 WGS84 Web Mercator 。谷歌地圖、Virtual Earth、Bing Maps、網路地圖、Mapabc、ArcGIS Online等都是採用這種坐標系。作為一個投影坐標系,需要兩個基本的要素,一個是地理坐標系,還有一個是投影方法。我們分別來看:
從名字可以看出,WGS84 Web Mercator坐標系採用的地理坐標系是WGS84坐標系,它屬於地心坐標系,坐標系的原點位於地球質心,其基本參數如下:
從名字上可以看出,WGS84 Web Mercator坐標系的投影方法和Mercator(墨卡托)投影有關,但是這個投影方法和不是標準的墨卡托投影。他們之間的區別在陪正於,WGS84 Web Mercator在投影時將地球橢球當做圓球看待,這會導致本來是等角投影的墨卡托投影變得不再等角了,而是近似等角,也就是出現角度變形。
以赤道為標准緯線,以本初子午線為中央經線,分別得到X軸和Y軸。兩者的交點設為原點,規定緯度向北為正,向南為負;經度向東為正,向西為負。
對應於經緯度的范圍就是:
討論坐標系不得不提到EPSG,EPSG的英文全稱是European Petroleum Survey Group,中文名稱為歐洲石油調查組織。這個組織成立於1986年,2005年並入IOGP(International Association of Oil & Gas Procers),中文名稱為國際油氣生產者協會。EPSG對幾乎所有常用的坐標系統都進行了編號,統一了坐標系的表示,於是我們經常會看到使用EPSG編號來指代某一坐標系。
以下是幾個常用坐標系的EPSG編號和單位:
至於為何WGS84 Web Mercator有兩個編號,這裡面還是有一段故事的,可以去 這里 查看。
查詢全部的EPSG編號和詳細信息請訪問 EPSG官網 。
互聯網地圖服務,常常通過採用構建瓦片地圖的方式,加快用戶的訪問,減少數據傳輸量。具體而言,瓦片地圖就是對投影後的地圖在不同尺度(層)下進行切片,每個尺度得到的地圖切片數量不同、表示範圍不同、詳細程度不同,但是圖片的尺寸相同(一般為256*256),最終構成一個「瓦片金字塔「」。根據用戶所瀏覽的區域范圍,自動確定所要返回的切片層級,在滿足用戶查詢需求的同時,保證了地圖傳輸的效率。
在投影坐標系的選擇上,目前主流的地圖服務提供商基本都選擇的是WGS84 Web Mercator坐標系。但是在如何對投影後的地圖進行切片並編號時,不同廠商之間存在較大的差異。
以地圖左上角為原點,X軸向右,Y軸向下,從0開始分別進行編號。Z的取值范圍為[0, 18],在第z級別,x,y方向的瓦片個數均為:2 z 個,即x,y取值范圍是[0 , 2 z -1]。
WMTS較為特殊,WMTS中的TileMatrix對應於z,TileRow對應於y,TileCol對應於x。編號方式和谷歌與OSM相同。
以地圖左下角為原點,X軸向右,Y軸向上,從0開始分別進行編號。Z的編碼規則與谷歌地圖相同。
z=1時,這兩種瓦片的編號如下圖所示。
微軟Bing地圖Z的編碼規則與谷歌相同,同一層級的瓦片不用XY兩個維度表示,而只用一個整數表示,該整數服從四叉樹編碼規則(QuadTree)。
網路地圖的瓦片定義的方式比較獨特,原點的位置在經緯度都為0的地方,X向左為正,向右為負;Y向上為正,向下為負。切分的方式不像上述3種方法在每一級進行二等分,而是通過定義每一級的 地圖解析度 ,確定每一級應該劃分的行列數。地圖解析度的表達式為:2 18-z ,其含義是每個像素所對應的實際長度。由此,可得每一級應該劃分的行列數為:2πR/(256*2 18-z ),其中R為地球的半徑,單位是米。
參考: https://blog.csdn.net/lxxlxx888/article/details/51897838
本文記錄了與WebGIS相關的坐標系和瓦片地圖的知識,說明了他們直接的相互關系。希望WebGIS開發者有所幫助。
❷ ArcGIs經緯度如何轉換成2000坐標
1、 打開ArcGIS中的相關屬性表,確定經緯度坐標的檔笑大X和y。
(2)gis地理坐標系是多少擴展閱讀:
主要你要轉的是矢量數據還是柵格數據?不同類型的數據投影升做轉換工具不同;
那麼參考空間的經緯度是多少?① 如果是CGCS2000,只需使用投影轉換工具轉換到要投影的2000投影坐標!② 如果不是CGCS2000,則取決於兩個坐標的參考橢球是否相同。如果它們不相同,就不能通過投影直接變換。投影變換只能在地理變換參數或控制點校正注冊後才能實現!
所以你得先弄清楚你的處境?
❸ arcgis里怎麼轉換坐標系
arcgis里轉換坐標系的步驟如下:
需要工具:電腦,ArcGIS 10.0
1、首先我們要查看數據當前坐標系統是什麼,我們點擊「開始」,然後點擊「ArcGIS」目錄下的「ArcCatalog」,從而打開扮昌電腦里的打開ArcCatalog。
❹ ArcGIS中的地理坐標系與投影坐標系有什麼區別
地理坐標系指的是在球面系統中的坐標系,如某點的經緯度表示某點相對於赤道和格林尼治分界線的距離,是三維立體坐標系,目前使用最廣泛的是WGS1984坐標系。而投影坐標系指的是使用某種方法將球面系統投影到平面系統中,目前有多種投影方法,如Albers等,這樣的話,因為是將球體上的信息投影到平面上去,原有信息就會有拉伸,變形,所以我們看到的地圖各有不同,主要是根據使用目的不同重點突出某一塊,使得那一塊地區盡量不變形或少變形等,在投影坐標繫上才可以計算某一塊區域的面積。
❺ 在GIS中,為什麼不使用地理參考坐標系(經緯度坐標系統)而使用平面直角坐標系統存儲空間數據
GIS的數據可以用地理參考坐標系(經緯度坐標系)或投影坐標系(平面直角坐標系)
在日常工作中,如道路工程施工,不可能用經緯度來表示道路的位置吧,那樣子道路距離量算都需要經過復雜的轉換(需要考慮地球曲率、緯度對距離的影響)。
❻ 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。
❼ 為什麼我導入Arcgis的中國地圖是扁的,坐標系用的是WGS84
原因:矢量地圖數據有坐標系,但ArcMap數據框沒有坐標系或坐標系不匹配。
調整後的地圖