《空间数据坐标变换》PPT课件

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1、空间数据的坐标变换地球与地理参数地球是一个近似球体，其自然表面是一个极其复杂的不规则曲面为描述和表达地球表面，必须选择一个与地球形状、大小相接近的椭球体来近似代替它地球椭球的两个主要参数为长轴半径a，短轴半径b，以及三个派生参数：扁率、第一偏心率和第二偏心率梨形球体WEPNPSAabOφλ地球椭球体扁率：第一偏心率：第二偏心率：常用的地球椭球体数据椭球体名称提出年代长轴半径（m）短轴半径（m）扁率Everest1830637727663560751：300.8Bassel1841633737963560791：299.15Clarke1880637824963565151：293.5Cla

2、rke1886637820663565841：295.0Hayford1910637838863569121：297克拉索夫斯基1940637824563568631：298.3IUGG1976637816063567751：298.25WGS841984637813763567521：298.26不同的地方，由于变形规律的特点，因此根据自己国家的具体位置和采用的投影选择适合自己的椭球体。例如我国。中国使用的地球椭球体1）海福特椭球(1910)我国52年以前基准椭球a=6378388mb=6356911.9461279mα=0.336700336702）克拉索夫斯基椭球(1940Krass

3、ovsky)北京54坐标系基准椭球a=6378245mb=6356863.018773mα=0.33523298692中国使用的地球椭球体3）1975年I.U.G.G推荐椭球(国际大地测量协会1975)西安80坐标系基准椭球a=6378140mb=6356755.2881575mα=0.00335281317784）WGS-84椭球(GPS全球定位系统椭球、17届国际大地测量协会)WGS-84GPS基准椭球a=6378137mb=6356752.3142451mα=0.00335281006247地图投影建立地球表面上点与投影平面上点之间的一一对应关系通过将不可展的球面投影到一个可展曲面上

4、，然后将该曲面展开成为一个平面实质是建立地球椭球面上的地理坐标（经纬度）和平面上直角坐标之间的函数关系地图投影地球表面上一点：地理坐标φ、λ（经纬度）地图采用直角坐标x、y地图投影的基本分类基于投影面与球面相互位置的分类通常地图投影过程所采用的可展曲面有圆锥面、圆柱面和平面，对应的地图投影有圆锥投影、圆柱投影和方位投影方位投影：以平面作为投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。圆柱投影：以圆柱面作为投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。圆锥投影：以圆锥面作为投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影

5、到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。投影面与地球的相对位置：正轴投影（投影面的中心轴与地轴重合）斜轴投影（投影面的中心轴与地轴斜交）横轴投影（投影面的中心轴与地轴垂直）投影面与地球椭球体的相交位置切投影（投影面与椭球体相切）割投影（投影面与椭球体相割）基于投影方法的分类透视-几何投影：依据透视原理，根据视点、物点与像点之间的几何关系，来建立投影方程几何-解析投影：首先根据经纬线形状确定投影方程的基本形式，然后再依据某种约束条件解析地推求出特定投影的基本方程解析投影：依据人们给出的约束条件逐步推求经纬线的形状与投影方程基于投影变形的分类等角投影：投影后任意点处由任意两条微分线段构成的角度不

6、产生变形。该种投影可以使得投影前后的形状保持不变，。等面积投影：无论是微分面积还是区域面积在投影前后均保持不变。任意投影：既不保持角度不变，也不保持面积不变，可能还存在长度变形。但当投影方向选择合适时，可以保证某一方向上的长度不变。长度变形、面积变形和角度变形的关系1）等积投影上不能保持等角特性，2）等角投影上不能保持等积特性；3）任意投影上不能保持等角和等积的特性；4）等积投影的形状变形比较大；5）等角投影的面积变形比较大；6）等距投影的面积变形小于等角投影，角度变形小于等积投影。地图投影变形地球上同纬度带经差相同的网格必具有相同的大小和形状。但是它们在投影中不一定能保持原来的大小和形状

7、，甚至彼此间有很明显的差异.7.2.1地图投影变形种类可以发现变形表现在长度、面积和角度三个方面。分别用长度比、面积比的变化显示投影中长度变形和面积变形。如果长度变形或面积变形为零，则没有长度变形或没有面积变形。角度变形即某一角度投影后角值与它在地球表面上固有角值之差。1）长度变形地图上的经纬线长度与地球仪上的经纬线长度特点并不完全相同，地图上的经纬线长度并非都是按照统一比例缩小的。地球仪上经纬线的长度具有下列特点：纬线