演示文稿中的坐標(biāo)系

（優(yōu)選）中的坐標(biāo)系ppt講解現(xiàn)在是1頁\一共有25頁\編輯于星期三主要內(nèi)容：坐標(biāo)系統(tǒng)概述投影帶帶號和中央子午線計算坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換軟件操作演示現(xiàn)在是2頁\一共有25頁\編輯于星期三一、坐標(biāo)系統(tǒng)概述1、概念

坐標(biāo)系統(tǒng)是描述位置的一組數(shù)值，一般分為全球坐標(biāo)系統(tǒng)和二維、三維坐標(biāo)系統(tǒng)。將整個地表或某一部分投影到平面后，為了在地圖上準(zhǔn)確地定位，必須使用坐標(biāo)系統(tǒng)。其主要參數(shù)為：地形面（Topography），大地水準(zhǔn)面（Geoid），參考橢球面（ReferenceEllipsoid），基準(zhǔn)（Datum）。坐標(biāo)是地理數(shù)據(jù)的骨骼框架，能夠?qū)⑽覀兊臄?shù)據(jù)定位到相應(yīng)的位置，為地圖中的每一點提供準(zhǔn)確的坐標(biāo)，以確定項目區(qū)位置，為項目建設(shè)和區(qū)域規(guī)劃提供依據(jù)，并實現(xiàn)可視化?，F(xiàn)在是3頁\一共有25頁\編輯于星期三2、類別通常坐標(biāo)系統(tǒng)分兩種：地理空間坐標(biāo)系（大地坐標(biāo)）與投影坐標(biāo)系（平面直角坐標(biāo)）（1）地理空間坐標(biāo)系(Geographiccoordinatesystem)使用基于經(jīng)緯度坐標(biāo)描述地球上某一點所處的位置。某一個地理坐標(biāo)系是基于一個基準(zhǔn)面來定義的?；鶞?zhǔn)面是利用特定橢球體對特定地區(qū)地球表面的逼近，因此每個國家或地區(qū)均有各自的基準(zhǔn)面；也稱球面坐標(biāo)。我國常用的坐標(biāo)系有WGS1984（GPS點），Xian1980.prj，Beijing1954.prj?，F(xiàn)在是4頁\一共有25頁\編輯于星期三（2）投影坐標(biāo)系統(tǒng)（Projectioncoordinatesystem）

在球面上計算角度距離十分麻煩，而且地圖是印刷在平面紙張上，要將球面上的物體畫到紙上，就必須展平，這種將球面轉(zhuǎn)化為平面的過程，稱為“投影”。即平面直角坐標(biāo)是球面坐標(biāo)經(jīng)由投影換算而成的。

該坐標(biāo)系是使用X,Y值來描述地球上某個點所處的位置。這個坐標(biāo)系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對應(yīng)于某個地理坐標(biāo)系。平面坐標(biāo)系統(tǒng)地圖單位通常為米，也稱非地球投影坐標(biāo)系統(tǒng)（notearth），或者是平面直角坐標(biāo)。

投影坐標(biāo)系由以下兩項參數(shù)確定:

地理坐標(biāo)系（由基準(zhǔn)面確定，比如:北京54、西安80、WGS84）投影方法（比如高斯－克呂格投影、Lambert投影）

現(xiàn)在是5頁\一共有25頁\編輯于星期三3、常用的坐標(biāo)系（1）北京54坐標(biāo)系北京54坐標(biāo)系是我國目前廣泛采用的大地測量坐標(biāo)系，源自于前蘇聯(lián)1942年普爾科夫坐標(biāo)系。以克拉索夫斯基橢球為基礎(chǔ)，以1956年青島驗潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn)，經(jīng)局部平差后產(chǎn)生的坐標(biāo)系，其成果得到了廣泛的應(yīng)用。但是隨著測繪新理論、新技術(shù)的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)該坐標(biāo)系存在如下缺點：橢球參數(shù)有較大誤差；參考橢球面與我國大地水準(zhǔn)面存在著自西向東明顯的系統(tǒng)性的傾斜，在東部地區(qū)大地水準(zhǔn)面差距最大達(dá)+60m。這使得大比例尺地圖反映地面的精度受到影響，同時也對觀測量元素的歸算提出了嚴(yán)格的要求；幾何大地測量和物理大地測量應(yīng)用的參考面不統(tǒng)一，這給實際工作帶來了麻煩；定向不明確。為此，我國在1978年在西安召開了“全國天文大地網(wǎng)整體平差會議”，提出了建立屬于我國自己的大地坐標(biāo)系，即后來的1980西安坐標(biāo)系?，F(xiàn)在是6頁\一共有25頁\編輯于星期三（2）西安80坐標(biāo)系1980年國家大地坐標(biāo)系采用地球橢球基本參數(shù)為1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會推薦的數(shù)據(jù)（IUG1975）。該坐標(biāo)系的大地原點設(shè)在我國中部的陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，位于西安市西北方向約60公里，故稱1980年西安坐標(biāo)系，又簡稱西安大地原點?；鶞?zhǔn)面采用青島大港驗潮站1952－1979年確定的黃海平均海水面（即1985國家高程基準(zhǔn)）。

西安80坐標(biāo)系是在1954北京坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上建立起來的，具有以下優(yōu)點：

a.

橢球面同似大地水準(zhǔn)面在我國境內(nèi)最為密合，并且是多點定位；

b.

定向明確；

c.

大地原點位置居中，比較適當(dāng)；

d.

大地高程基準(zhǔn)采用1985國家高程基準(zhǔn)

現(xiàn)在是7頁\一共有25頁\編輯于星期三（3）WGS-84坐標(biāo)系一種國際上采用的地心坐標(biāo)系，采用GPS衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)。坐標(biāo)原點為包括海洋和大氣在內(nèi)的整個地球質(zhì)心，空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向BIH（1984.0）定義的地極（CTP）方向，即國際協(xié)議原點CIO，它由IAU和IUGG共同推薦。X軸指向BIH定義的零度子午面和CTP赤道的交點，Y軸和Z,X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。WGS-84橢球采用國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第17屆大會測量常數(shù)推薦值。建立WGS-84世界大地坐標(biāo)系的一個重要目的，是在世界上建立一個統(tǒng)一的地心坐標(biāo)系。目前是世界通用的經(jīng)緯度坐標(biāo)系?現(xiàn)在是8頁\一共有25頁\編輯于星期三（4）2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）現(xiàn)行的大地坐標(biāo)系由于其成果受技術(shù)條件制約，精度偏低、無法滿足新技術(shù)的要求?？臻g技術(shù)的發(fā)展成熟與廣泛應(yīng)用迫切要求國家提供高精度、地心、動態(tài)、實用、統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系作為各項社會經(jīng)濟活動的基礎(chǔ)性保障。因此，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，根據(jù)《中華人民共和國測繪法》，我國自2008年7月1日起啟用2000國家大地坐標(biāo)系?，F(xiàn)有各類測繪成果，在過渡期內(nèi)可沿用現(xiàn)行國家大地坐標(biāo)系；2008年7月1日后新生產(chǎn)的各類測繪成果應(yīng)采用2000國家大地坐標(biāo)系?，F(xiàn)有地理信息系統(tǒng)，在過渡期內(nèi)應(yīng)逐步轉(zhuǎn)換到2000國家大地坐標(biāo)系。國家大地坐標(biāo)系的定義包括坐標(biāo)系的原點、三個坐標(biāo)軸的指向、尺度以及地球橢球的4個基本參數(shù)的定義。2000國家大地坐標(biāo)系的原點為包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心；2000國家大地坐標(biāo)系的Z軸由原點指向歷元2000.0的地球參考極的方向，X軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元2000.0）的交點，Y軸與Z軸、X軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系。采用廣義相對論意義下的尺度。2000國家大地坐標(biāo)系采用的地球橢球參數(shù)的數(shù)值為：

長半軸a=6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常數(shù)GM=3.986004418×1014m3s-2自轉(zhuǎn)角速度ω=7.292115×10-5rads-1現(xiàn)在是9頁\一共有25頁\編輯于星期三4、常用投影（1）高斯投影(GaussProjection)

高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影簡稱“高斯投影”，又名“等角橫切橢圓柱投影”。德國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家高斯（CarlFriedrichＧauss，1777~1855）于十九世紀(jì)二十年代擬定，后經(jīng)德國大地測量學(xué)家克呂格（JohannesKruger，1857~1928）于1912年對投影公式加以補充，故名。

高斯-克呂格投影在長度和面積上變形很小，中央經(jīng)線無變形，自中央經(jīng)線向投影帶邊緣，變形逐漸增加，變形最大之處在投影帶內(nèi)赤道的兩端。由于其投影精度高，變形小，而且計算簡便（各投影帶坐標(biāo)一致，只要算出一個帶的數(shù)據(jù)，其他各帶都能應(yīng)用），因此在大比例尺地形圖中應(yīng)用，可以滿足軍事上各種需要，能在圖上進(jìn)行精確的量測計算。

橫軸：赤道，用Y表示；縱軸：中央經(jīng)線，用X表示；坐標(biāo)原點：中央經(jīng)線與赤道的交點，用O表示?赤道以南為負(fù)，以北為正；中央經(jīng)線以東為正，以西為負(fù)?我國位于北半球，故縱坐標(biāo)均為正值，但為避免中央經(jīng)度線以西為負(fù)值的情況，將坐標(biāo)縱軸西移500公里?YX現(xiàn)在是10頁\一共有25頁\編輯于星期三（2）UTM投影UTM投影全稱為“通用橫軸墨卡托投影”，是等角橫軸割圓柱投影（高斯-克呂格為等角橫軸切圓柱投影），該投影將地球劃分為60個投影帶，每帶經(jīng)差為6度，已被許多國家作為地形圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。UTM投影與高斯投影的主要區(qū)別在南北格網(wǎng)線的比例系數(shù)上，高斯-克呂格投影的中央經(jīng)線投影后保持長度不變，即比例系數(shù)為1，而UTM投影的比例系數(shù)為0.9996。高斯-克呂格投影與UTM投影可近似采用Xutm=0.9996*X高斯，Yutm=0.9996*Y高斯進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在是11頁\一共有25頁\編輯于星期三分度方法:有3度和6度分帶法1、6度分帶法從零度子午線開始，自西向東每個經(jīng)差6度為一投影帶，全球共分60個帶，中央經(jīng)線為3°，9°，15°，依此類推，投影帶號為1，2，3…30表示。東半球從東經(jīng)0～6度為第一帶，其中央經(jīng)線的經(jīng)度為東經(jīng)3度，東經(jīng)6～12度為第二帶，其中央經(jīng)線的經(jīng)度為9度?

其投影帶號n和中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式為：L0=(6n-3)；

西半球投影帶從180°回算到0°，編號為31-60，

其投影帶號n和中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式為：L0=360-(6n-3)°一般中小比例尺，1：2.5萬到1：50萬的地形圖采用6度分帶投影。我國的經(jīng)度范圍西起73°東至135°，可分成六度帶11個，各帶中央經(jīng)線依次為75°、81°、87°、……、129°、135°。新疆經(jīng)度范圍為73度東至96度東，各帶中央經(jīng)線依次為75°、81°、87°、93°。二、投影帶帶號和中央子午線計算現(xiàn)在是12頁\一共有25頁\編輯于星期三模型首子午線第1帶0°12°6°央子中午線赤道NS現(xiàn)在是13頁\一共有25頁\編輯于星期三

2、3度分帶法

3度帶是在六度帶的基礎(chǔ)上分成的，它的中央子午線與六度帶的中央子午線和分帶子午線重合，即自1.5度子午線起每隔經(jīng)差3度自西向東分帶，帶號依次編為三度帶第1、2…120帶。即東經(jīng)1.5～4.5度為第1帶，其中央經(jīng)線的經(jīng)度為東經(jīng)3度，東經(jīng)4.5～7.5度為第2帶，其中央經(jīng)線的經(jīng)度為東經(jīng)6度。

東半球有60個投影帶，編號1-60，各帶中央經(jīng)線計算公式：

L0=3n,中央經(jīng)線為3°、6°...180°

西半球有60個投影帶，編號1-60，各帶中央經(jīng)線計算公式：

L0=360°-3°n,中央經(jīng)線為西經(jīng)177°、...3°、0°我國三度帶22個，新疆三度帶中央經(jīng)緯線依次為：75°、78°、81°、84°、87°、90°、93°。一般三度帶用于大比例尺（如1：10000）測圖，城建坐標(biāo)多采用三度帶的高斯投影。

地形圖上公里網(wǎng)橫坐標(biāo)前2位就是帶號，例如：1：5萬地形圖上的橫坐標(biāo)為20345486，其中20即為帶號，345486為橫坐標(biāo)值?，F(xiàn)在是14頁\一共有25頁\編輯于星期三（1）帶號計算

6度帶是以中央經(jīng)線正負(fù)3度，帶號N6等于所在位置經(jīng)度除以6取整數(shù)再加1，若沒有余數(shù)則商數(shù)就是帶號，即N=Int(X/6)+1。例如：所在位置經(jīng)度為126°07′，除以6之后，商數(shù)為21，余數(shù)為07′，帶號N6=21+1=22

3度帶帶號N3等于所處位置經(jīng)度除以3四舍五入取整數(shù)。即：

N=X/3。例如：烏魯木齊經(jīng)度87°28′27″E，除以3，商數(shù)為29.2，所以N3取整為29。3、帶號及中央經(jīng)緯線的計算現(xiàn)在是15頁\一共有25頁\編輯于星期三（2）中央經(jīng)線計算六度帶中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算：L0=(6n-3)，并由此可反算帶號n=(L0+3)/6例如：地形圖上的橫坐標(biāo)為20345468，其所處的六度帶的中央經(jīng)線經(jīng)度為：6°×20-3°=117°。三度帶中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算：

L0=3×n?例如：帶號為20，其所處的三度帶的中央經(jīng)線經(jīng)度為：3×20=60°?，F(xiàn)在是16頁\一共有25頁\編輯于星期三三?坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換由于不同基準(zhǔn)和不同坐標(biāo)系的存在，在實際應(yīng)用中常常導(dǎo)致需要在他們之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換分為兩個基本類型：1.

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

2.

基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換1、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

定義：指的是同一點的坐標(biāo)在相同基準(zhǔn)下，由一種坐標(biāo)系下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為另一種坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。比如，同一坐標(biāo)參照系下空間直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換。

特點：（1）坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換不涉及基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換（即不涉及橢球參數(shù)及其定位和定向的轉(zhuǎn)換，也即它們不變）；（2）坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換中的兩種坐標(biāo)實際上是同一點不同坐標(biāo)表達(dá)方式間的變換，具有一一對應(yīng)的關(guān)系。2、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換

定義：就是兩種坐標(biāo)系由于采用的橢球參數(shù)、定位、定向或者由于尺度設(shè)置不同等原因?qū)е聝煞N基準(zhǔn)之間的變換?；鶞?zhǔn)變換和坐標(biāo)系變換是本質(zhì)上的區(qū)別?；鶞?zhǔn)變換常見的是地心系與參心系之間的變換。如：北京54與西安80坐標(biāo)間的轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在是17頁\一共有25頁\編輯于星期三3、常見的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

我們常用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換主要為大地坐標(biāo)與平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換、同一坐標(biāo)系不同帶的轉(zhuǎn)換。

以下主要介紹我們常用的兩個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件，即coord軟件和實用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具，進(jìn)行經(jīng)緯度坐標(biāo)和公里網(wǎng)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。經(jīng)檢驗兩種方法計算的結(jié)果是一致的。當(dāng)用GPS在外業(yè)中測得經(jīng)緯度坐標(biāo)后可以轉(zhuǎn)換為公里網(wǎng)坐標(biāo)在圖紙上應(yīng)用。方法如下：現(xiàn)在是18頁\一共有25頁\編輯于星期三（1）coord軟件

本次主要介紹經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)為：

數(shù)據(jù)格式須設(shè)置為“度：分：秒”，如：87°21′04.43“，須設(shè)置為：

87:21:04.43

①雙擊coord.exe程序，打開轉(zhuǎn)換軟件界面，選擇源坐標(biāo)類型和目標(biāo)坐標(biāo)類型，橢球基準(zhǔn)均選擇北京54坐標(biāo)系。經(jīng)度緯度87°21′04.43"43°57′40.09"87°20′52.87"43°57′43.59"87°20′38.43"43°57′29.88"87°20′50.29"43°57′26.17"現(xiàn)在是19頁\一共有25頁\編輯于星期三②坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

在“坐標(biāo)轉(zhuǎn)換”菜單下選擇“投影設(shè)置”選項，彈出投影設(shè)置對話框。根據(jù)需轉(zhuǎn)換坐標(biāo)的經(jīng)度87°21′04.43”，判斷6度帶的中央經(jīng)線為87度。在投影設(shè)置對話框中選擇高斯投影6度帶，填寫中央子午線87度，單擊確定。然后輸入源坐標(biāo)，格式為：度:分:秒，B為緯度，L為經(jīng)度，單擊轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，則一組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成?，F(xiàn)在是20頁\一共有25頁\編輯于星期三經(jīng)度緯度XY87°21′04.43"43°57′40.09"4869650.04528189.7387°20′52.87"43°57′43.59"4869756.97

527931.55

87°20′38.43"43°57′29.88"4869332.47

527611.38

87°20′50.29"43°57′26.17"4869219.07

527876.29

由此類推，轉(zhuǎn)換其他三組數(shù)據(jù)，最后轉(zhuǎn)換結(jié)果如下表，再根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果上圖，畫圖。③批量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：首先在打開界面中選擇“文件轉(zhuǎn)換”，其源坐標(biāo)類型、目標(biāo)坐標(biāo)類型、橢球基準(zhǔn)及投影設(shè)置和單點坐標(biāo)的設(shè)置相同。然后設(shè)置“格式”，根據(jù)設(shè)置的格式創(chuàng)建源文件（txt文檔），然后選擇“瀏覽”，單擊轉(zhuǎn)換按鈕，最后查看轉(zhuǎn)換結(jié)果。其具體操作在軟件的實際操作中進(jìn)行詳解?，F(xiàn)在是21頁\一共有25頁\編輯于星期三（2）實用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具

轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和coord軟件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)相同，數(shù)據(jù)格式為“度.分秒”，如：87°21′04.43“，須設(shè)置為87.210443格式。①雙擊運行程序，打開軟件界面，單擊“轉(zhuǎn)換”菜單，選擇“大地坐標(biāo)變換為平面直角坐標(biāo)”；

②設(shè)置坐標(biāo)系和投影：單擊“1954北京坐標(biāo)系”，選擇坐標(biāo)系；單擊“中國高斯投影（6度分帶）”，彈出“當(dāng)前平面直角坐標(biāo)系”對話框，去掉標(biāo)準(zhǔn)分帶的“√”，設(shè)置3度（6度）分帶和中央子午線的經(jīng)度87度，單擊確定；③設(shè)置起始行、起始列，單擊“打開”按鈕選擇需轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，單擊“運行”按鈕，查看轉(zhuǎn)換結(jié)果，保存轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在是22頁\一共有25頁\編輯于星期三注意事項：1、必須是txt文檔；2、在txt文檔中，緯度在前，經(jīng)度在后；3、從excel中拷貝的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，必須將原有空格替換為英文狀態(tài)下的空格；4、起始行、列的設(shè)置必須和txt文檔中經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的起始行、列，如：數(shù)據(jù)有一行和一列表頭，則起始行列為2,2。一般情況下最好不要設(shè)置表頭，起始行列設(shè)置為1,1?，F(xiàn)在是23頁\一共有25頁\編輯于星期三（3）北京54坐標(biāo)系轉(zhuǎn)西安80坐標(biāo)系

參數(shù)計算數(shù)據(jù)選擇內(nèi)蒙古自治區(qū)測繪局測量的礦區(qū)周邊的8