① 常用地理坐标系及转换
国家地理坐标系也基于当时的时代背景,也经历了一个发展演变的过程,从1954北京坐标系→西安80坐标系→2000国家大地坐标系。这些坐标系的参数在ArcGIS中都可以查看到。
国家现在要求2018年7月1日起,我国自然资源系统一律采用2000国家大地坐标系,同时也公布了其他坐标系与2000国家大地坐标系转换的标准。
(1)、全国及省级范围的坐标转换选择二维七参数转换模型;
(2)、省级以下的坐标转换可选择三维四参数模型或平面四参数模型;
(3)、独立平面坐标系统可采用平面四参数模型或多项式回归模型。
此时不需要转换参数,直接使用ArcGIS内置的工具即可完成。
打开【工具箱→Data Management Tools→投影与变换→要素→投影】工具,在弹出的对话框中进行设置,选择要转换的数据集或要素,并设置输出坐标系即可。
设置完成后,在对话框下面的【地理坐标变换】栏处,系统会自动加载变换参数,点击确定,完成坐标系转换。
打开【工具箱→Data Management Tools→投影与变换→创建自定义地理(坐标)变换】工具,在弹出的对话框中进行相关设置:
设置完成之后,在参数栏中列出需要我们输入的七个参数值,此时需要借助其他工具得到参数值,这里使用 COORD GM 软件。
因为在现在系统自带的椭球中没有CGCS2000,需要我们自己添加,单击【文件→椭球管理】,在椭球管理对话框中添加我们需要的椭球体,点击添加,可以看到在在左侧的椭球列表中,就有了我们需要的椭球体名称。
另外还需要设置一下 地图投影 ,单击【设置→地图投影】,在弹出的对话框中进行设置(这里选择自定义高斯投影,中央子午线设置为120E)。
接着就可以进行七参数计算了,单击【设置→计算七参数】,在弹出的对话框中,分别输入三组源坐标点和相对应的目标坐标点,输入完成之后点击计算即可得到七参数。
不过使用 COORD GM 软件计算得到的结果是以弧度为单位的,而ArcGIS中是以秒为单位的,所以需要将 COORD GM 软件得到的参数进行一下转换。
然后后转换后得到的参数,输入ArcGIS中创建自定义地理(坐标)变换窗口中的参数栏,点击确定,完成自定义坐标转换工具,然后使用【工具箱→Data Management Tools→投影与变换→要素→投影】工具完成坐标转换。
② 坐标转换
因为地球是一个球体,用平面表示时需要投影变换。投影变换方法很多,我国的地图采用等积图锥投影(Q1=25,Q2=47);而我们用的1:5万和1:10万及1:1万的地形图是采用高斯-克吕格投影。高斯-克吕格投影是用数学的方法解决球面展开成平面的矛盾,其特点是:在很小范围内,球面上的图形投影到平面后,图形的角度不变,即投影前后的图形是相似的。由于中央子午线和赤道投影后为一相互垂直的直线,从而建立平面直角坐标系统。为便于应用,在每一投影带内,引用一系列平行X轴和Y轴的直线组成直角坐标网,其间隔一般为1km或2km,故称公里格网。其横坐标Y位于中央子午线以东为正、以西为负,纵坐标X位于赤道以北为正、以南为负。我国领土全部位于赤道以北,故X值均为正,为了避免横坐标Y 值出现负值,我国规定将各带纵坐标轴向西移 500km,即将所有 Y 值加上500km,同时为了能从点的坐标值直接说明其所属的投影带,而在Y坐标值前再加上各带带号,以19带为例,原坐标值为Y=680204m,西移后为Y=1180204m,加带号通用坐标为Y=191180204m。请注意,这里的X,Y坐标与通常坐标系的X,Y方向相反标记。
多数GPS具有地理坐标和直角坐标系统,只要正确设置即可获得直角坐标。如果GPS没有设置直角坐标系统功能则需要坐标转换,也可以利用地理信息系统中函数进行转换,还可以自己编程或查表进行转换。但要注意坐标转换过程中,椭球参数的正确选择很重要,否则可能得到不正确的结论。
③ 大地坐标如何转换为经纬度
大地坐标-----→经纬度(地理坐标)
1、输入大地坐标数据,格式为 Y空格X,输入到文本就行如下,原始的大地坐标由一8位的Y和一个7位的X组成
这组坐标数据中的Y的前两位为31,是分带号,一般使用的分带有三分带,六分带,这里的坐标是三分带的,记下Y前的这两位数,在原始数据中去除掉,现在数据变为,Y,6位,X,7位
保存这个TXT的文本文件。
2,打开MAPGIS,启动坐标投影变形程序
接下来选择 投影转换>>>>用户文件投影转换
点打开文件,打开刚才的大地坐标的文本文件,
设置输入数据的格式,点击 用户投影参数,并完成设置。
这里我们的大地座标为3度带的第31带,注意填好,坐标单位为米
好了以为设置输出的格式,我们要求输出的是经纬度,点结果转换参数,完成以下设置
这个参数设置里第一行有一个很重要的参数,椭球参数这一项,很多博友没有到正确的结果就是因为该项参数没有设定,中国地图一般只有两种,一种是北京54,还有就是80黄海
正确设定好这个就能得到正确的结果啦,笔者用的是80黄海的参考椭球,不过中国大部分是用54坐标系的!!!
我们输出的经纬度的单位应该是DDDMMMSS。SS注意
点写到文件,保存就大功告成了,注意保存的文件要写上.TXT的后缀
下面是计算出的结果文件
XP为经度,1234234。357就是123度42分34。357秒,
YP为纬度,403950。225就是40度39分50。255秒(纬度最多90,所以没有三位数)
④ 坐标转换经纬度
一、直角坐标转经纬度(大地坐标---地理坐标)
将需要转换的直角坐标另存为txt文本格式,如下图格式:
大地坐标系,一般是x7位,y6位,转换时txt文件中6位的写在前面,如“679443”=“17679443”,“17”为分带号,可以省略不写。
1、“打开mapgis”——“实用服务”——投影变换——“p投影转换”——“U用户投影转换”——弹出对话框,如图
2、点击“打开文件”,选择步骤1中保存的txt文件,如图
选中对话框中任意一个坐标,点“用户投影参数”,如下图设置后,再点击确定
注意椭球参数选择:选择你需要转换的坐标是54就选54坐标系,是80就选80坐标系
点“结果投影参数”,如下图设置后,再点击确定
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“用户投影参数“和”结果投影参数”都设置好后,点“写到文件”,保存后将文件名后缀改成“txt”,打开TXT文件就能看到坐标转换结果了。
⑤ 地理坐标系转换方法中的参数(三参数,七参数)
地心变换,也就是我们常说的三参数变换,是最简单的基准面变换方法。地心变换在 XYZ 或 3D 直角坐标系中对两个基准面间的差异情况进行建模。定义一个基准面使其中心为 0,0,0。相距一定距离定义另一个基准面(dx,dy,dz 或 ΔX,ΔY,ΔZ,单位为米)。
这两种方法是我们常说的七参数变换,或者 布尔沙模型 。通过对三参数变换再增加四个参数可实现更复杂和精确的基准面变换。七个参数是指三个线性平移量 (dx,dy,dz)、绕各轴的三个角度旋转值 (rx,ry,rz) 和一个比例尺因子。旋转值以十进制秒为单位给定,而比例尺因子采用百万分率 (ppm)。
另外,莫洛金斯基–巴德卡斯(Molodensky_Badekas)方法是七参数方法的变型。它具有三个附加参数,用于定义旋转点的 XYZ 原点。
莫洛金斯基方法直接在两种地理坐标系之间转换,实际上无需转换到 XYZ 系统。莫洛金斯基方法需要三个平移量 (dx,dy,dz) 以及两个旋转椭球体的长半轴 (Δa) 和扁率 (Δf) 的差。