GIS原理与应用课件_2 地球空间与空间数据基础_地理基础.ppt

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1、1第二章地球空间与空间数据基础球形的地代替了平面的地，引起了大地观念的彻底变化。这时人们无须扩展大地的圆盘以远远超过有人烟的地区，而认为有人烟的地区只包括地球的一小部分，更大的空余地面则可留待假说玄想去填充……阿尔夫雷德.赫特纳2一、地理基础3地理基础是地理信息数据表示格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以及统一的地理编码系统。统一的地图投影系统就是要为地理信息系统选择和设计一种或几种适用的地图投影系统和网格坐标系统。4地理坐标地表空间实体的位置按严格的数学

2、定义表达成地理坐标（球面坐标）或平面坐标，地理坐标以经度/纬度坐标表示。见下图一、地图投影5直接建立在球体上的地理坐标，用经度和纬度表达地理对象位置建立在平面上的直角坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置投影坐标参考系统—平面系统67地表的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。如果将大地水准面换成一个椭球面，人们也可以计算一个几何高度h或以椭球面为参考的高度。H-h即是大

3、地水准面和椭球面在基点的高度差。8地球表面水准面大地水准面铅垂线地球椭球体地球模型910简介：地球几何要素的量度地球的形状与大小地球上的点位描述地图上的点位描述111.地球的形状地球体大地体椭球体122.椭球的大小长半径a（赤道半径）短半径b（极半径）扁率=(a-b)/a第一偏心率e2=(a2-b2)/a2第二偏心率e`2=(a2-b2)/b2133.我国的椭球Hayford椭球体(1952年以前)克拉索夫斯基椭球体(1953-1980)GRS椭球体(1980年以后)144.地面点的坐标系统大地坐

4、标系/地理坐标系高程系15任意水准面大地水准面HAHA铅垂线AHBHBhAB坐标系统—高程系统16水准原点1985国家高程基准。29mm黄海海面1952-1979年平均海水面为0米175.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186.地图坐标系统平面直角坐标系(用于绘制地图)平面极坐标系(用于地图投影计算)197.地图坐标系统的建立由投影几何特征建立平面直角坐标系;自行规定坐标系(原点/横、纵轴).208.大中比例尺地形图坐标系

5、高斯－克吕格投影；Lambert投影；21复习回顾：地图投影的基本原理一、地图投影的基本分类1、根据投影面及其与球面相关位置的分类2、根据投影变形性质的分类3、根据投影探求的方法的分类透视——几何投影：这类投影完全依据透视的原理，根据视点、物点与像点之间的几何关系来建立投影的方程。几何——解析投影：这类投影的特点是首先根据经纬线形状确定投影方程的基本形式，再根据给定的某种条件解析地推求出特定投影的具体方程。解析投影——解析投影事先并不人为确定经纬线的形状，其投影后的经纬线形状与投影方程的形式完全依据

6、人们给出的条件逐步推求得到。22地图投影—投影实质231.地图投影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。一般通式为：24根据投影面与球面相关位置的分类图25地图投影的变形长度变形面积变形角度变形地图投影中不可避免地存在着变形，在建立一个投影时不仅要建立（x,y)与(,)之间的关系，而且要研究投影变形的分布与大小。地图投影的变形主要体现在：26投影变形示意图27地图投影变形的图解示例（摩尔维特投影－等积伪圆柱投影）长度变形角度变形28地图投影变形的图

7、解示例（UTM－横轴等角割圆柱投影）面积变形和长度变形29GIS中地图投影的设计与配置一、地理信息系统与地图投影的关系二、GIS中地图投影设计与配置的原则30统一的坐标系统是地理信息系统建立的基础地图投影与GIS的关系311）各国的GIS所采用的投影系统应与该国的基本地图系列所用的投影系统一致；2）各比例尺的GIS投影系统应与其相应比例尺的主要信息源地图所用的投影一致；3）各地区的GIS中的投影系统应与其所在区域适用的投影系统一致；4）各种GIS一般采用一种、或两种（至多三种）投影系统，以保证地理定

8、位框架的统一，一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺，GIS中地图投影设计与配置原则321）我国基本比例尺地形图（1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000）除1：100万外均采用高斯-克吕格投影为地理基础；2）我国1：100万地形图采用了Lambert投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致；我国GIS中常用的地图投影与配置333）我国大部分省区图以