地球橢球體(ellipsoid)、大地基準面(datum)及地圖投影(projection)三者的基本概念

《地球橢球體(ellipsoid)、大地基準面(datum)及地圖投影(projection)三者的基本概念》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、高斯-克呂格投影與UTM投影高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影與UTM投影（UniversalTransverseMercator，通用橫軸墨卡托投影）都是橫軸墨卡托投影的變種，目前一些國外的軟件或國外進口儀器的配套軟件往往不支持高斯-克呂格投影，但支持UTM投影，因此常有把UTM投影當作高斯-克呂格投影的現(xiàn)象。從投影幾何方式看，高斯-克呂格投影是“等角橫切圓柱投影”，投影后中央經線保持長度不變，即比例系數(shù)為1；UTM投影是“等角橫軸割圓柱投影”，圓柱割地球于南緯80度、北緯84度兩條等高圈，投影后兩條割線上沒有變形，中央經線上長度比0.9996。從計算結果看，兩者

2、主要差別在比例因子上，高斯-克呂格投影中央經線上的比例系數(shù)為1，UTM投影為0.9996，高斯-克呂格投影與UTM投影可近似采用X[UTM]=0.9996*X[高斯]，Y[UTM]=0.9996*Y[高斯]，進行坐標轉換（注意：如坐標縱軸西移了500000米，轉換時必須將Y值減去500000乘上比例因子后再加500000）。從分帶方式看，兩者的分帶起點不同，高斯-克呂格投影自0度子午線起每隔經差6度自西向東分帶，第1帶的中央經度為3°；UTM投影自西經180°起每隔經差6度自西向東分帶，第1帶的中央經度為-177°，因此高斯-克呂格投影的第1帶是UTM的第31帶。此外，兩投影

3、的東偽偏移都是500公里，高斯-克呂格投影北偽偏移為零，UTM北半球投影北偽偏移為零，南半球則為10000公里。高斯-克呂格投影與UTM投影坐標系高斯-克呂格投影與UTM投影是按分帶方法各自進行投影，故各帶坐標成獨立系統(tǒng)。以中央經線（L0）投影為縱軸X，赤道投影為橫軸Y，兩軸交點即為各帶的坐標原點。為了避免橫坐標出現(xiàn)負值，高斯-克呂格投影與UTM北半球投影中規(guī)定將坐標縱軸西移500公里當作起始軸，而UTM南半球投影除了將縱軸西移500公里外，橫軸南移10000公里。由于高斯-克呂格投影與UTM投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值，所以各帶的坐標完全相同，為了區(qū)別某

4、一坐標系統(tǒng)屬于哪一帶，通常在橫軸坐標前加上帶號，如(4231898m，21655933m)，其中21即為帶號。地球橢球體(Ellipsoid)、大地基準面(Datum)及地圖投影(Projection)三者的基本概念地球橢球體(Ellipsoid)眾所周知我們的地球表面是一個凸凹不平的表面，而對于地球測量而言，地表是一個無法用數(shù)學公式表達的曲面，這樣的曲面不能作為測量和制圖的基準面。假想一個扁率極小的橢圓，繞大地球體短軸旋轉所形成的規(guī)則橢球體稱之為地球橢球體。地球橢球體表面是一個規(guī)則的數(shù)學表面，可以用數(shù)學公式表達，所以在測量和制圖中就用它替代地球的自然表面。因此就有了地球橢球

5、體的概念。地球橢球體有長半徑和短半徑之分，長半徑(a)即赤道半徑，短半徑(b)即極半徑。f=（a-b）/a為橢球體的扁率，表示橢球體的扁平程度。由此可見，地球橢球體的形狀和大小取決于a、b、f。因此，a、b、f被稱為地球橢球體的三要素。對地球橢球體而言，其圍繞旋轉的軸叫地軸。地軸的北端稱為地球的北極，南端稱為南極；過地心與地軸垂直的平面與橢球面的交線是一個圓，這就是地球的赤道；過英國格林威治天文臺舊址和地軸的平面與橢球面的交線稱為本初子午線。以地球的北極、南極、赤道和本初子午線等作為基本要素，即可構成地球橢球面的地理坐標系統(tǒng)(Ageographiccoordinatesyst

6、em(GCS)usesathreedimensionalsphericalsurfacetodefinelocationsontheearth.AGCSincludesanangularunitofmeasure,aprimemeridian,andadatum(basedonaspheroid).)?？梢钥闯龅乩碜鴺讼到y(tǒng)是球面坐標系統(tǒng)，以經度/維度（通常以十進制度或度分秒(DMS)的形式）來表示地面點位的位置。地理坐標系統(tǒng)以本初子午線為基準（向東，向西各分了1800）之東為東經其值為正，之西為西經其值為負；以赤道為基準（向南、向北各分了900）之北為北緯其值為正，之南為南緯

7、其值為負。大地基準面（Geodeticdatum）大地基準面（Geodeticdatum），設計用為最密合部份或全部大地水準面的數(shù)學模式。它由橢球體本身及橢球體和地表上一點視為原點間之關系來定義。此關系能以6個量來定義，通常（但非必然）是大地緯度、大地經度、原點高度、原點垂線偏差之兩分量及原點至某點的大地方位角。讓我們先拋開測繪學上這個晦澀難懂的概念，看看GIS系統(tǒng)中的基準面是如何定義的，GIS中的基準面通過當?shù)鼗鶞拭嫦騑GS1984的轉換7參數(shù)來定義，轉換通過相似變換方法實現(xiàn)，具體算法可參考科學出版社