gis系统中的常用坐标转换和地图投影功能实现

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1、GIS系统中的常用坐标转换和地图投影功能实现及其应用摘要：木文论述了现实世界屮的经纬度坐标和GIS系统的图形、设备坐标之W的转换，结合在通信设备网管系统中的应用给出了相应的实现方法。关键词：GIS,经纬度，地阁投影，坐标系统，网管系统1引言在信息社会中，80%的信息与位置信息冇关，大多数信息都可以通过位置信息中连起来进行管理，因此位置信息是许多信息系统必须首先获収的信息，比如在GPS定位、车辆导航、通信设备管理、土地管理、城市规划、智能交通、管网设备管理等系统中。所以可以处理位S信总的地理信息系统（G1S）的应川现在十分广泛，通过GIS系统可以将

2、位S信息以图形方式直观的进行显示、分析和管理。在GIS系统屮，电子地图表示的稃需要与K在现实世界具体地理位置（经纬度）对应和关联，比如在通信网管系统中，电孑地图中地物（行政区、道路、水系、点地物等）要通过经纬度和现实世界对应，通信设备（恭站、直放站等）也需要通过经纬度來和电子地图进行关联。这种对应和关联是通过将地物的经纬度平标进行华U•转换和地图投影，最终转换成G1S系统屮的图形没备华U•來实现的。华标转换和地图投影是一个比较复杂的转换过程，木文结合实际应用屮网管系统，给出了经纬度坐标和GIS系统中的图形叱标正向、逆向转换的详细实现方法。2坐标系

3、统坐标系通指的是描述空M位置的表达形式，即采用什么方法来表示空問位置。人们为了描述空间位置，采用丫多种方法，从而也产生了不同的坐标系，如直角坐标系、极坐标系等。在实际的应用转挽中需耍用到下而的几种坐标系统：1.空间大地坐标系采川人地经、纬度和人地高来描述空间位S的。纬度足空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的火角，经度是空阆屮的点与参考椭球的tb转轴所在的血与参考椭球的起始子亇面的夹角，大地高是空间点沿参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。各种经纬度少标，比如当前通用GPS接收到的经纬度坐标WGS-84坐标系就是属于空间大地坐标系。2.平面直角坐标

4、系平面直角啤标系足利川投影变换，将空间哗标（空间直角少标或空间人地华标）通过某种数学变换映射到平面上，这种变换又称为投影变换。投影变换的方法有很多，如UTM投影、Lambuda投影等。迕我国木比例尺的大中比例尺图采川的高斯-克5格投影，也称为高斯投影，h100万采用的是等角割圆锥投影。北京坐标系、西安坐标系、地方坐标系和GIS系统巾的图形华标都是属于平面直角蜥标系。GIS系统屮的嵴标系定义由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及K对灰的转换参数确定，W此欲正确定义GIS系统坐标系，首先必须弄清地球椭球体（Ellipsoid）

5、、大地53^jfl

6、'（Datum）及地图投影（Projection）三者的雄木概念及它们之间的大系。基准而是利用特定椭球体对特定地区地球表而的逼近，W此每个国家或地区均有各fl的难准側，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个人地菇准ififo我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基（Krassovsky）椭球体迷立了我国的北克54少标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地平标系一西安80坐标系。椭球体勾基准而之间的大系是一对多的失系，也就是基准而是迕椭球体基础上建立的，但椭球

7、体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo1942、非洲索'马里的Afgooye基准面都采川丫Krassovsky椭球体，它们的基准面敁然是不M的。地图投影是将地罔从球面转换到平面的数学变换，如果有人说：该点北京54.來标值为X=4231898,Y=21655933,实际上措的是北京54基准面下的投影平标，也就是北京54基准面下的经纬度华标在直角〒面华标上的投影结果。1.空间直角坐标系空间直角坐标系的坐标系原点位于参考椭球的中心，Z轴桁向参考椭球的北极，X轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道面上，且按右手系与

8、X轴呈90°夹角。某点在空间中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴t的投影来表示。3坐标系统间转换流程在坐标转换中，首先需耍搞清楚转换的严密性问题，在M—个椭球甩的各种转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密的。举个例了，在WGS-84坐标和西安80坐标之间足不存在一食转换参数可以全国通川的，在每个地方会不一样，因为仑们足两个不同的椭球基准。两个椭球间的坐标转换一般而言比较严密的是用七参数法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K。耍求得七参数就需耍迕一个地区需耍3个以上的己知点，如果区域范围不大，最远点间的距离不大

9、于30Km（经验值），这可以用三参数，即X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K视为0，所以三参数只是七参数的一•