“2000坐标”成了标配,你还不懂坐标系定义和转换?(含西安80/WGS84转2000实操)
国土空间规划明确要求“统一采用2000国家大地坐系”和“1985年国家高程基准”作为空间定位基础,可是很多时候我们拿到的数据坐标并不是“2000国家大地坐标系”,需要进行坐标转换,这可就犯了难?
其实不只是国土空间规划,其他需要应用ArcGIS的行业同理——
坐标系统是GIS数据重要的数学基础,用于表示地理要素、图像和观测结果的参照系统,坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离,缺少坐标系统的GIS数据是不完善的。
本课,我们来学习下ArcGIS中坐标定义与转换的相关知识。
ArcGIS中的坐标系统 ArcGIS中预定义了两套坐标系统,地理坐标系(Geographic coordinate system)和投影坐标系(Projectedcoordinate system)。 GCS_Beijing_1954(Krasovsky_1940) GCS_Xian_1980(IAG_75) GCS_WGS_1984(WGS_1984) GCS_CN_2000(CN_2000) 投影坐标系是个啥? 将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。 投影坐标系的实质是平面坐标系统,地图单位通常为米。 投影坐标系在二维平面中进行定义。 与地理坐标系不同,在二维空间范围内,投影坐标系的长度、角度和面积恒定。投影坐标系始终基于地理坐标系,即:
“投影坐标系=地理坐标系 投影算法函数“。
我国的投影坐标系——
我们国家的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影,分为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(prime meridian)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,中国跨13-23带;
3度分带是从东经1度30分经线(1.5°)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,中国跨25-45带。
ArcGIS中的投影坐标系——
在CoordinateSystems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目录中,我们可以看到四种不同的命名方式:
Part 2
ArcGIS定义坐标系 ArcGIS中所有地理数据集均需要用于显示、测量和转换地理数据的坐标系,该坐标系在 ArcGIS 中使用。如果某一数据集的坐标系未知或不正确,可以使用定义坐标系统的工具来指定正确的坐标系,使用此工具前,必须已获知该数据集的正确坐标系。 该工具为包含未定义或未知坐标系的要素类或数据集定义坐标系,位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations—Define Projections Input Dataset:要定义投影的数据集或要素类 CoordinateSystem:为数据集定义的坐标系统 Part 3 ArcGIS投影转换 在数据的操作中,我们经常需要将不同坐标系统的数据转换到统一坐标系下,方便对数据进行处理与分析,软件中坐标系转换常用以下两种方式: ArcGIS软件中已经定义了坐标转换参数时,可直接调用坐标系转换工具,直接选择转换参数即可。工具位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations——Feature—Project(栅格数据投影转换工具 Raster—Project raster),在工具界面中输入以下参数: Inputdataset:要投影的要素类、要素图层或要素数据集 OutputDataset:已在输出坐标系参数中指定坐标系的新要素数据集或要素类。 out_coor_system:已知要素类将转换到的新坐标系 GeographicTransformation:列表中为转换参数,以GCS_Beijing_1954转为GCS_WGS_1984为例,各转换参数含义如下: Beijing_1954_To_WGS_1984_1 15918 鄂尔多斯盆地 Beijing_1954_To_WGS_1984_2 15919 黄海海域 Beijing_1954_To_WGS_1984_3 15920 南海海域-珠江口 Beijing_1954_To_WGS_1984_4 15921 塔里木盆地 Beijing_1954_To_WGS_1984_5 15935 北部湾 Beijing_1954_To_WGS_1984_6 15936鄂尔多斯盆地 该方法转换后会有不同程度的偏差,需要进行地理配准或空间校正。 当ArcGIS软件中不能自动实现投影间直接转换时,需要自定义七参数或三参数实现投影转换,(首先你要获得参数)以七参数为例,转换方法如下: 在ArcToolbox中选择Create CustomGeographic Transformation工具,在弹出的窗口中,输入一个转换的名字,如wgs84ToBJ54。在定义地理转换方法下面,在Method中选择合适的转换方法如 COORDINATE_FRAME,然后输入七参数,即平移参数、旋转角度和比例因子,如图所示: 打开工具箱下的Data management tools—Projections and Transformations>Feature>Project,在弹出的窗口中输入要转换的数据以及Output Coordinate System,然后输入第一步自定义的地理坐标系如wgs84ToBJ54,开始投影变换,如图所示完成投影转换: Part 4 一.矢量数据坐标系转换 工具:【工具箱---数据管理工具--投影和变换----投影/批量投影】 原理:将西安80坐标系的数据 坐标系投影为西安80地理坐标系,然后再次操作投影为地理2000坐标系,最后重新认定2000投影坐标系 步骤: 1.将原始80坐标系的矢量数据投影为80地理坐标系,等待投影成功 2.定义刚刚生成的80地理坐标系的数据的坐标系为地理坐标系2000,保存 3.将定义为2000坐标系的影像重新投影 4.完成,结果 批量投影操作和单个投影一致,处理多个数据可以使用批量投影 二.影像数据坐标系转换(WGS84转2000) 工具:【工具箱---数据管理工具--投影和变换----栅格---投影栅格】 原理:将wgs84坐标系的数据 坐标系投影为wgs84地理坐标系,然后再次操作投影为地理2000坐标系,最后重新认定2000投影坐标系 步骤: 1.将原始84坐标系的影像数据投影为84地理坐标系,等待投影成功 2.定义刚刚生成的84地理坐标系的影像的坐标系为地理坐标系2000,保存 3.将定义为2000坐标系的影像重新投影 4.完成,查看最终结果自定义七参数地理转换
投影转换
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