《GIS的地理基础》PPT课件

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1、第四章地理信息系统的地理基础兰州大学资源环境学院马金辉地理信息系统的地理基础地理基础是地理信息数据表示方式与规范的重要组成部分。它主要包括：统一的地图投影系统统一的地理网格坐标系统统一的地理编码系统第一节、地图投影第二节、制图综合第三节、地理信息编码胡友元等，计算机地图制图，测绘出版社，1987年；A.H.罗宾逊等，地图学原理（第5版），测绘出版社，1989年；张文中等，微机地理制图，高教出版社，1990年；徐庆荣等，计算机地图制图原理，武汉测绘科技大学出版社，1993年；…….参考书目第一节、地图投影地图投影

2、的相关概念和原理地图投影的分类中国常用的地图投影地图投影的概念所谓地图投影就是建立地图平面上的点（x,y)和地球表面上的点(,)之间的函数关系。准确表示地物的地理位置。一般通式为：投影变换的必要性1、图层的空间关系2、表示空间位置的两种坐标系3、投影转换的原因1）、图层的空间匹配关系研究区域的图层往往被分成许多幅和许多专题。这些图层的组织方式或空间关系可分为两种：垂直结构组织：同一研究区域中包含不同地理要素的一组图层（例如：土壤、土地利用、河流和道路）水平结构组织：一组构成同一专题的空间邻接图层（称‘层片’）

3、。A、水平匹配结构图示B、垂直匹配结构图示2）、投影转换的原因之一地图的显示设备是平面，而地球表面是曲面，将曲面直接展示为平面，必然产生重叠或裂缝，导致以地理坐标系来定位的地理实体并不能直接表示在地图上和显示在计算机屏幕上。需要采取某种方法，将基于球面的经纬度坐标转换为平面直角坐标，这种转换过程就是地图投影。2）、投影转换的原因之二由于地球是个椭球体，经度1°的距离随纬度而变化。纬度1°的距离也随纬度而变化。经度1°的距离和纬度1°的距离也不一样，而且这个距离随位置而变化。由于采用经纬度表示位置时，距离和面积量测

4、的不一致性，使基于距离和面积的空间信息查询和空间分析不能进行。因此为了有效地进行空间测量和进行空间分析，有必要将球面坐标转换为平面坐标，使距离或面积在空间上反映实际的情况。3）地图投影与GIS的关系一、地图投影的相关概念地球几何形状地面坐标系统地图坐标系统1、地球几何形状Ellipsoid(椭球体)地球自西向东旋转产生的离心力导致地球中部的凸起而两极的偏平Geoid(大地水准面）将地球表示为最近似平均海平面的等重力面（equigravitational）面，由于重力的空间变化，大地水准面并不和椭球体完全重合（10

5、0米的差）Geoidheight（水准高度）椭球面和大地水准面之间的高度差在小比例尺（1：1000，000）情况下，将地球看作球体。但在大比例尺情况下，必须将地球看作椭球体。地球椭球体的大小长半径a（赤道半径）semiminor短半径b（极半径）semimajor扁率=(a-b)/a第一偏心率e2=(a2-b2)/a2第二偏心率e`2=(a2-b2)/b2通过长轴和短轴来度量地球的形状。不同的方法其长短轴参数不一样，所适用的地区也就不同。在北美通常使用CLARKE1866，在我国和前苏联使用克拉索夫斯基椭球体K

6、RASOVSKY。在CLARKE1866椭球体长轴是6,378,206.4m，短轴是6,356,583.8m。Datum椭球体是描述地球形状的数学模型；datum定义了椭球体相对于地心的位置，它提供了一种测量地表位置的框架；实质上是将椭球体和地球表面的某个特定区域尽可能地配准；它定义了经纬网的原点和走向。DatumsNorthAmericanDatums(局地datum选择不同的椭球体位置来逼近特定区域的地表）NAD27(NorthAmericanDatumof1927)NAD83(NorthAmericanDa

7、tumof1983)WorldDatums(全球Datum以地球质量质心为原点，常用的有WGS84，全球Datum来源于卫星测量结果，大多用于GPS定位。)OtherDatumsEuropeanDatumof1979OrdnanceSurveyDatumofGreatBritain,1936AustralianGeodeticDatum,19842、地面点的坐标系统大地坐标系/地理坐标系高程系1）、地理坐标地表空间实体的位置按严格的数学定义表达成地理坐标（球面坐标），地理坐标以经度坐标/纬度坐标表示。2）、地表的

8、垂直和水平基准面地表以最近似平均海平面的地球重力等势面作为高度为零的大地水准面（Geoid)，以大地水准面为参考测量得到的高度H被用于地形制图，它是一种正射（视）高度。3）我国的大地坐标系和高程系1954年北京坐标系1980年国家大地坐标系1956年黄海高程系1985年国家高程基准3、地图坐标系统地理坐标系平面直角坐标系(用于绘制地图)平面极坐标系(用于地图投影计算)地图