envi遥感图像处理实验教程 实验二 坐标定义与投影转换ok

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1、实验二坐标定义与投影转换——以北京54和西安80为例指导教师：胡娟一．地理投影的基本原理常用到的地图坐标系有2种，即地理坐标系（Geographiccoordinatesystem）和投影坐标系。地理坐标系是以经纬度为单位的地球坐标系统，地理坐标系中有2个重要部分，即地球椭球体（spheroid）和大地基准面（datum）。有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统才可以使用。1.椭球体由于地球表面的不规则性，它不能用数学公式来表达，也就无法实施运算，所以必须找一个形状和大小都很接近地球的椭球体来代替地球，这个椭球体被称为地球椭球

2、体，我国常用的椭球体如下：椭球体名称年代长半轴（米）短半轴（米）扁率WGS8419846378137.06356752.31：298.257克拉索夫斯基（Krasovsky）19406378245.06356863.01：298.3IAG-7519756378140.06356755.31：298.257表1我国常用椭球体2.大地基准面有了椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面；如WGS1984（GPS点），

3、Xian1980.prjBeijing1954.prj。北京54和西安80坐标系实际上指的是我国两个大地基准面，WGS84坐标系(世界大地坐标系统)1954北京坐标系1954年，建立原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃，北京54:长半轴a=6378245m:短半轴b=6356863m扁率f=1/298.31980西安坐标系我国于1978年在陕西省泾阳县设立了新的大地坐标原点，西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m扁率f=1/298.25由于长、短半轴不一样，西安80坐标系与北京54坐标系转换是不严密不存在统一的公式地球上同

4、一点，各个坐标系的经纬度是不一样的WGS-84（(WordGeodeticSystem）原点是地球的质心，以经纬度为单位存储例如:Datum（大地基准面）:D_Beijing_1954Spheroid（参考椭球体）:Krasovsky_19402．投影坐标系(每一个投影坐标系统都必须要求有GeographicCoordinateSystem参数)投影坐标系是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上，属于平面坐标系。数学法则指的是投影类型，目前我国普遍采用的是高斯——克吕格投影，在英美国家称为横轴墨卡托投影（TransverseMerc

5、ator）。高斯克吕格投影又称等角横切椭圆柱投影，设想用一个椭圆柱横套在地球外面，并与某一子午线相切，椭圆柱的中心轴位于地球椭球的赤道上，将中央子午线两侧一定经差范围内的椭球面正形投影于椭圆柱面，并将此椭圆柱展平，即为高斯－克吕格投影。高斯克吕格投影的中央经线长度比等于1，UTM投影规定中央经线长度比为0.9996N赤道S中央子午线高斯－克吕格投影的特点：1.中央经线没有任何变形2.除中央经线的长度比为1外，其它任何点上长度比均大于13.在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带的边缘4.在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最

6、大值位于赤道上5.投影属于等角性质，没有角度变形，面积比为长度比的平方6.长度比的等变形线平行于中央子午线6°带和3°带：我国大中比例尺地图均采用高斯-克吕格投影，其通常是按6度和3度分带投影，1:2.5万－1:50万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。具体分带法是：6度分带从本初子午线开始，按经差6度为一个投影带自西向东划分，全球共分60个投影带，带号分别为1－60；3度投影带是从东经1度30秒经线开始，按经差3度为一个投影带自西向东划分，全球共分120个投影带。我国领土共包括11个投影带；1：1万及更大比例尺

7、地形图采用30分带方案，全球共分为120个投影带。两种分带法的中央经线计算方法；3度分带中央经线：L0=3°N6度分带中央经线:L0=6°N-3°为了便于地形图的测量作业，在高斯-克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统，具体方法是，规定中央经线为X轴，赤道为Y轴，中央经线与赤道交点为坐标原点，x值在北半球为正，南半球为负，y值在中央经线以东为正，中央经线以西为负。由于我国疆域均在北半球，x值均为正值，为了避免y值出现负值，规定各投影带的坐标纵轴均西移500km，中央经线上原横坐标值由0变为500km。因为一个投影带的范围很大，分的图幅也很多，为能迅

8、速确定点点的坐标，制图时就用平行线的办法，以一公里为单位，分别作中央经线和赤道的平行线构成正方形格网，叫做平面直角坐标网，在1：5万地形