GIS中的投影

???? ??坐標(biāo)系統(tǒng)是GIS數(shù)據(jù)重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),用于表示地理要素、圖像和觀測結(jié)果的參照系統(tǒng),坐標(biāo)系統(tǒng)的定義能夠保證地理數(shù)據(jù)在軟件中正確的顯示其位置、方向和距離,缺少坐標(biāo)系統(tǒng)的GIS數(shù)據(jù)是不完善的,因此在ArcGIS軟件中正確的定義坐標(biāo)系統(tǒng)以及進行投影轉(zhuǎn)換的操作非常重要。

1.地理坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系

GIS中的坐標(biāo)系統(tǒng)分為地理坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系兩種。地理坐標(biāo)系(GCS) 基于三維球面,使用經(jīng)緯度來表示球面上的點位。將球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為平面坐標(biāo)的過程稱為投影,投影坐標(biāo)系(PCS)實質(zhì)是平面坐標(biāo)系統(tǒng),地圖單位通常為米。從投影的定義可以知道,對數(shù)據(jù)進行投影的前提是數(shù)據(jù)要有地理坐標(biāo)系,即:

投影坐標(biāo)系=地理坐標(biāo)系+投影方法

我們常說的WGS 1984、北京54、西安80、國家2000這些是地理坐標(biāo)系,確定地理坐標(biāo)后,將球面坐標(biāo)通過投影轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo),常用的投影方法有:高斯投影、UTM投影、蘭伯特投影、Albers投影等等。兩者的結(jié)合就構(gòu)成了GIS數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng),如WGS 1984 Albers。

2.ArcGIS中的定義投影和投影轉(zhuǎn)換

ArcGIS中的投影工具在ArcToolbox的“投影和變換”工具集下。如圖可以看到共有三個與投影相關(guān)的工具,即:投影柵格、投影、定義投影。三者的區(qū)別如下:

投影柵格柵格數(shù)據(jù)的投影變換

投影矢量數(shù)據(jù)的投影變換

定義投影無投影的矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)定義投影

3.動態(tài)投影問題

每一個投影坐標(biāo)系統(tǒng)必須要求有地理坐標(biāo)系統(tǒng)的參數(shù)(橢球和基準(zhǔn)面)。先將擁有坐標(biāo)系的shp文件加載進地圖中,后面加載文件將自動關(guān)聯(lián)上第一個shp文件的坐標(biāo)系。若是后面的文件無投影或者投影不一致,會提示坐標(biāo)系不一致,但在效果上會疊加顯示,本身投影是不會發(fā)生改變的,這個屬于ArcGIS的動態(tài)投影。

動態(tài)投影原理是:在ArcGIS中,每一個地理數(shù)據(jù)框架(MXD文件)可以有一個獨立于數(shù)據(jù)的空間參考坐標(biāo)系,而這個坐標(biāo)系可以與數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系相同,也可以不相同;不同數(shù)據(jù)之間的坐標(biāo)系也可以相同,也可以不同,只要是同一個地理空間范圍的數(shù)據(jù)并定義了正確的坐標(biāo)系,那么在同一個地理數(shù)據(jù)框架(MXD)文件中,他們就能正確的空間疊加顯示和分析。當(dāng)兩個不同數(shù)據(jù)加載到同一個MXD圖層框架中時,兩個不同坐標(biāo)系不同的數(shù)據(jù)圖層能自動對齊。

當(dāng)然,有時候如果同一個地理空間范圍兩個具有相同的坐標(biāo)系的數(shù)據(jù),不能同時顯示,需要自行地理配準(zhǔn)解決。

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