投影系统资料

地图投影知识的强调

投影的概念

在数学中，投影的含义是指建立两个曲面点集的对应关系。在地图学中，地图投影是指建立地表曲面和投影平面两个点集间的一一对应关系，亦即研究如何将地球曲面表示到地图平面的方法与过程。

重要性 – 正确的地图投影是复合/叠加不同来源空间数据的基础。理解不好地图投影,不可能用好GIS软件解决实际问题!

作者：LionGG

2008-5-21 09:13 　回复此发言

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地球的近似逼近 – 地球椭球体 / 大地基准点

地球的自然表面是一个有山、谷、江、湖、海洋等等起伏的复杂曲面,是一个不规则的、不能用简单的数字模型来表达的曲面。

为了解决测量中所产生的几何问题，通常选择一个形状和大小都很接近于地球而其数学运算又较方便的体形，来近似代替地球的形状.

作者：LionGG

2008-5-21 09:13 　回复此发言

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地球椭球体 (Spheroid or Ellipsoid)
可以假想，大地球体绕短轴(地轴)旋转，形成一个表面光滑的球体，即旋转椭球体（双轴椭球体）。一般称为地球椭球体，为世界各国普遍采用。地球椭球体的三要素: 长半轴a，短半轴b，扁率f=(a-b)/a。

大地基准点 (Geodetic Datum)
A datum is defined by a spheroid, which approximates the shape of the Earth, and the spheroid’s position relative to the center of the Earth.

作者：LionGG

2008-5-21 09:13 　回复此发言

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中国大地坐标系
1954年北京坐标系，坐标原点位于苏联西部普尔科夫(Pulkovo)，采用了克拉索夫斯基(Krasovsky)椭球体。
1980年西安坐标系，坐标原点位于西安市以北泾阳县永乐镇北洪流村，采用1975年国际大地测量及地球物理联合会(IUGG/IAG)推荐的地球椭球体。
中国高程系
1956年黄海高程系，青岛水准原点(设在青岛市观象山山洞中)高程为72.289米。
1985年国家高程基准，根据新的验潮资料，水准原点高程值修正为72.260米。

作者：LionGG

2008-5-21 09:14 　回复此发言

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国内地球椭球体
1952年以前，International 1909 (Hayford)
1953 – 1978,Krasovsky 1940
1978年以后，IUGG/IGA 1975

作者：LionGG

2008-5-21 09:14 　回复此发言

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GIS软件中大地基准点的自定义方法

世界坐标系 - WGS84是由卫星定位决定的,地球椭球体为WGS84,大地基准点(Datum)为球体中心.
目前,通过每个Datum与世界坐标系的WGS84之间的正逆转换,可以实现任意两个Datum之间的转换.
各Datum到WGS84的转换(geocentric model), 通常使用 Bursa-Wolf参数: <dx, dy, dz> {rx, ry, rz, ds}. 其中,
<dx, dy, dz>表示当前Datum的椭球体原点到世界坐标系WGS84椭球体原点的偏移量(in meters)。
<rx, ry, rz>表示三个方向的旋转(in arc-seconds).
<rs>表示缩放系数(in parts-per-million).

作者：LionGG

2008-5-21 09:16 　回复此发言

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地图投影方法 – (按地图投影的构成方法分类)
方位投影(Azimuthal Projections):以平面作为辅助投影面，使球体与平面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到平面上。相切 – tangent 相割 - secant
圆柱投影(Cylindrical Projections) : 以圆柱体面为辅助投影面，使球体与圆柱相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到圆柱体面上，再将圆柱体面沿母线展成平面。
圆锥投影(Conical Projections) : 以圆锥体面为辅助投影面，使球体与圆锥体面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到圆锥体面上，再将圆锥体面沿母线展成平面。

作者：LionGG

2008-5-21 09:17 　回复此发言

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上述投影又可根据球面与投影面的相对位置不同，分为：
- 正轴投影 (the normal aspect)
- 横轴投影 (the transverse aspect)
- 斜轴投影 (the oblique aspect)

作者：LionGG

2008-5-21 09:17 　回复此发言

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地图投影方法 – (按地图投影的变形性质分类)

等角投影(Conformality，Conformal Projection), 投影面上某点的任意两方向线夹角与地球椭球体面上相应的夹角相等的投影,也称为正形投影(Orthomorphic)。投影时，保持经线上的长度变形比m与纬线上的长度变形比n相等，即m=n。
等积投影 ( Equivalence, Equal- area Projection, Equivalent Projection ), 投影面上任意图形面积与地球椭球体面上相应的图形面积相等的投影。投影时，调整经线长度，使得m x n = 1，从而保持面积不变。
任意投影, 除等角、等积投影外的所有投影，它同时存在长度、角度和面积变形。较常见的是等距投影(Equidistance, Equidistant Projection), 等距投影并不是不存在长度变形，只是保持变形椭圆一个主方向长度比为1(a=1或b=1