為什麼要進行地理坐標系轉換

⑴ 經緯度坐標和地理坐標有什麼不同,怎麼轉換

一看就不同啊，經緯度帶度分秒上標和NESW的。

地理坐標系，也可稱為真實世界的坐標系，是用於確定地物在地球上位置的坐標系。

一個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，其中橢球體是一種對地球形狀的數學描述，而地圖投影是將球面坐標轉換成平面坐標的數學方法。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。

最常用的地理坐標系是經緯度坐標系，這個坐標系可以確定地球上任何一點的位置，如果我們將地球看作一個球體，而經緯網就是加在地球表面的地理坐標參照系格網，經度和緯度是從地球中心對地球表面給定點量測得到的角度，經度是東西方向EW，而緯度是南北方向NS，經線從地球南北極穿過，而緯線是平行於赤道的環線

需要說明的是經緯度坐標系不是一種平面坐標系，因為度不是標準的長度單位，不可用其量側面積長度

平面坐標系（又稱笛卡兒坐標系），因其具有以下特性：可量測水平X方向和豎直Y方向的距離，可進行長度、角度和面積的量測，可用不同的數學公式將地球球體表面投影到二維平面上而得到廣泛的應用，而每一個平面坐標系都有一特定的地圖投影方法。

平面直角坐標網的坐標系以中央經線投影後的直線為X軸，以赤道投影後的直線為Y軸，它們的交點為坐標原點。這樣，坐標系中就出現了四個象限。縱坐標從赤道算起向北為正、向南為負；橫坐標從中央經線算起，向東為正、向西為負

大地測量中以參考橢球面為基準面。地面點P的位置用大地經度L、大地緯度B和大地高H表示。當點在參考橢球面上時，僅用大地經度和大地緯度表示。

在地形圖上，經緯線只以圖廓線的形式直接表現出來，並在圖角處注出相應度數。為了在用圖時加密成網，在內外圖廓間還繪有加密經緯網的加密分劃短線(圖式中稱「分度帶」)，必要時對應短線相連就可以構成加密的經緯線網。

⑵ 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。

⑶ 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。

⑷ 經緯度坐標和地理坐標有什麼不同，怎麼轉換

在大地測量學中,坐標系分為兩大類：地心坐標系和參心坐標系.
地心坐標系是坐標系原點與地球質心重合的坐標系,參心坐標系是坐標系原點位於參考橢球體中心,但不與地球質心重合的坐標系.
我國使用的1954北京坐標系,1980西安坐標系都屬於參心坐標系.GPS中使用的世界大地坐標系WGS－84屬於地心坐標系,我國最近開始啟用的中國大地坐標系2000（即CGCS2000）,也屬於地心坐標系.
以上兩大類坐標系都有下列幾種表達形式：
1.空間大地坐標系,即大地經緯度（B,L,H）形式
2.空間直角坐標系,即三維空間坐標（X,Y,Z）形式
3.投影平面直角坐標系.即二維平面坐標（x,y,h）形式
在工程測量和施工中,我國普遍使用的是1954北京或1980西安的高斯投影平面直角坐標系.
但為滿足工程施工精度要求,通常會在測區建立獨立的地方坐標系,且獨立地方坐標系都能夠通過轉換公式換算為國家統一的坐標繫上,如1954北京坐標系或1980西安坐標系.樓主說的施工圖紙上面標的那個是測量坐標可能是
國家平面直角坐標系和獨立的地方平面坐標系之一.

⑸ 坐標數據文件轉換生成shp文件時為什麼要設置地理坐標系

沒必要必須設置，但是地理數據都是有位置信息的，一般都會有一個坐標信息，否則數據就沒有意義

⑹ 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。

(6)為什麼要進行地理坐標系轉換擴展閱讀

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。

⑺ 什麼時候用地理坐標系，什麼時候用投影坐

在野外用地理坐標系，整理資料包括剖面還有儲量計算什麼，都要投影。
地理坐標系：為球面坐標。 參考平面地是橢球面，坐標單位：經緯度；
投影坐標系：為平面坐標。參考平面地是水平面，坐標單位：米、千米等；
地理坐標轉換到投影坐標的過程可理解為投影。（投影：將不規則的地球曲面轉換為平面）

⑻ 地理坐標的種類

地理坐標

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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。[1]

中文名
地理坐標
外文名
Geographic Coordinates
適用學科
大地測量學
應用領域
測繪科學與技術
組成要素
緯度，經度
快速
導航
分類

應用
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[2] 。
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[2] 。
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。
分類
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[3] 。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。[3] 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。
應用
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。
參考資料
[1] 朱良 韓雪培．新編地圖學教程．高等教育出版社，2008.4
[2] 王光霞．地圖設計與編繪．測繪出版社，2011年
[3] 孔祥元，郭際明，劉宗泉．大地測量學基礎．武漢大學出版社，2016年

⑼ 地理直角坐標 經緯度 轉換

你這是GPS換算啊。。。真是麻煩的題目，我找了一下方法
能方便快捷性地測定出點位坐標，無論是操作上還是精度上，比全站儀等其他常規測量設備有明顯的優越性。隨著我國各地GPS差分台站的不斷建立以及美國SA政策的取消，使得單機定位的精度大大提高，有的已經達到了亞米級精度，能夠滿足國土資源調查、土地利用更新、遙感監測、海域使用權清查等工作的應用。在一般情況下，我們使用的是1954年北京坐標系或1980年西安坐標系（以下分別簡稱54系和80系），而GPS測定http://www.inyue.net的坐標是WGS-84坐標系坐標，需要進行坐標系轉換。對於非測量專業的工作人員來說，雖然GPS定位操作非常容易，但坐標轉換則難以掌握，EXCEL是比較普及的電子表格軟體，能夠處理較復雜的數學運算，用它來進行GPS坐標轉換、面積計算會非常輕松自如。要進行坐標系轉換，離不開高斯投影換算，下面分別介紹用EXCEL進行換算的方法和GPS坐標轉換方法。

一、用EXCEL進行高斯投影換算

從經緯度BL換算到高斯平面直角坐標XY（高斯投影正算），或從XY換算成BL（高斯投影反算），一般需要專用計算機軟體完成，在目前流行的換算軟體中，存在一個共同的不足之處，就是靈活性較差，大都需要一個點一個點地進行，不能成批量地完成，給實際工作帶來許多不便。筆者發現，用EXCEL可以很直觀、方便地完成坐標換算工作，不需要編制任何軟體，只需要在EXCEL的相應單元格中輸入相應的公式即可。下面以54系為例，介紹具體的計算方法。

完成經緯度BL到平面直角坐標XY的換算，在EXCEL中大約需要佔用21列，當然讀者可以通過簡化計算公式或考慮直觀性，適當增加或減少所佔列數。在EXCEL中，輸入公式的起始單元格不同，則反映出來的公式不同，以公式從第2行第1列（A2格）為起始單元格為例，各單元格的公式如下：

單元格
單元格內容
說明

A2
輸入中央子午線，以度.分秒形式輸入，如115度30分則輸入115.30
起算數據L0

B2
=INT(A2)+(INT(A2*100)-INT(A2)*100)/60+(A2*10000-INT(A2*100)*100)/3600
把L0化成度

C2
以度小數形式輸入緯度值，如38°14′20〃則輸入38.1420
起算數據B

D2
以度小數形式輸入經度值
起算數據L

E2
=INT(C2)+(INT(C2*100)-INT(C2)*100)/60+(C2*10000-INT(C2*100)*100)/3600
把B化成度

F2
=INT(D2)+(INT(D2*100)-INT(D2)*100)/60+(D2*10000-INT(D2*100)*100)/3600
把L化成度

G2
=F2-B2
L-L0

H2
=G2/57.2957795130823
化作弧度

I2
=TAN(RADIANS(E2))
Tan(B)

J2
=COS(RADIANS(E2))
COS(B)

K2
=0.006738525415*J2*J2

L2
=I2*I2

M2
=1+K2

N2
=6399698.9018/SQRT(M2)

O2
=H2*H2*J2*J2

P2
=I2*J2

Q2
=P2*P2

R2
=(32005.78006+Q2*(133.92133+Q2*0.7031))

S2
=6367558.49686*E2/57.29577951308-P2*J2*R2+((((L2-58)*L2+61)*

O2/30+(4*K2+5)*M2-L2)*O2/12+1)*N2*I2*O2/2
計算結果X

T2
=((((L2-18)*L2-(58*L2-14)*K2+5)*O2/20+M2-L2)*O2/6+1)*N2*(H2*J2)
計算結果Y

表中公式的來源及EXCEL軟體的操作方法，請參閱有關資料，這里不再贅述。按上面表格中的公式輸入到相應單元格後，就可方便地由經緯度求得平面直角坐標。當輸入完所有的經緯度後，用滑鼠下拉即可得到所有的計算結果。表中的許多單元格公式為中間過程，可以用EXCEL的列隱藏功能把這些沒有必要顯示的列隱藏起來，表面上形成標準的計算報表，使整個計算表簡單明了。從理論上講，可計算的數據量是無限的，當第一次輸入公式後，相當於自己完成了一軟體的編制，可另存起來供今後重復使用，一勞永逸。

二、GPS坐標轉換方法與面積計算

GPS所採用的坐標系是美國國防部1984世界坐標系，簡稱WGS-84，它是一個協議地球參考系，坐標系原點在地球質心。GPS的測量結果與我國的54系或80系坐標相差幾十米至一百多米，隨區域不同，差別也不同，經粗落統計，我國西部相差70米左右，東北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。由此可見，必須將WGS-84坐標進行坐標系轉換才能供標圖使用。坐標系之間的轉換一般採用七參數法或三參數法，其中七參數為X平移、Y平移、Z平移、X旋轉、Y旋轉、Z旋轉以及尺度比參數，若忽略旋轉參數和尺度比參數則為三參數方法，三參數法為七參數法的特例。這里的Z、Y、Z是空間大地直角坐標系坐標，為轉換過程的中間值。在實際工作中我們常用http://www.chong123.cn的是平面直角坐標，是否可以跳過空間直角坐標系，省略復雜的運算，進行簡單轉換呢？為此，筆者進行了長期的實踐，證明是可行的。其在原理是：不把GPS所測定的WGS-84坐標當作WGS-84坐標，而是當作具有一定系統性誤差的54系坐標值，然後通過國家已知點糾正，消除該系統誤差。我們暫把該方法稱作坐標改正法，下面以WGS-84坐標轉換成54系坐標為例，介紹數據處理方法：

首先，在測區附近選擇一國家已知點，在該已知點上用GPS測定WGPS-84坐標系經緯度B和L，把此坐標視為有誤差的54系坐標，利用54系EXCEL將經緯度BL轉換成平面直角坐標X』Y』，然後與已知坐標比較則可計算出偏移量：

△X=X－X』

△Y=Y－Y』

式中的X、Y為國家控制點的已知坐標，X』、Y』為測定坐標，△X和△Y為偏移量。

求得偏移量後，就可以用此偏移量糾正測區內的其他測量點了。把其他GPS測量點的經緯度測量值，轉換成平面坐標X』Y』，在此XY坐標值上直接加上偏移值就得到了轉換後的54系坐標：

X=X』+△X

Y=Y』+△Y

在上述EXCEL計算表的最後兩列，附加上求得的改正數並分別與計算出來的XY相加後，即得到轉換結果。若測量路線是一閉合區域的話，可把計算結果按路線順序排列起來，再輸入相應的計算公式，即可計算出該區域的面積。有關用坐標計算面積的原理與公式，這里不再敘述，讀者可參閱有關資料。需要說明的是，面積的計算精度基本上不受坐標轉換精度的影響，若只需要求算面積的話，可不進行坐標系轉換這一步，只需要把BL化成XY就行了。

就1：1萬比例尺成圖而言，在一般的縣行政區范圍內（如40Km×40Km），用此簡單的坐標改正法進行轉換與較復雜的七參數法沒有多大差別。能否滿足1：1萬比例尺變更調查的要求，主要取決於GPS接收機本身的精度，與轉換方法的選擇關系不大。當面積較大時，使用該方法可能會使誤差增大，這時可考慮分區域轉換。

汗，希望對你有幫助，這個實在太麻煩了

⑽ 關於地理坐標轉換

首先，把需要轉的坐標按照兩列復制到excel中，第一列為橫坐標，第二列為縱坐標，保存退出；
其次，運行arcmap，添加上一步保存的excel文件，並通過arcmap軟體菜單中tools下面的add events layers（添加事件圖層）工具，將該excel文件變為圖形顯示，並另存為shape文件；
再次，對該shape文件定義投影（即該坐標對應的投影，似乎這些數據是高斯投影的），然後再做投影變換，將其變換為地理投影（geographic coordinate system）
最後，在arctoolbox中找到add data coordinate工具，即可計算出經緯度