在測繪工作中用以模擬地球形狀和大小的旋轉(zhuǎn)橢球，用于代表地球大小和形狀的數(shù)學(xué)曲面，大小和形狀通常用長半徑和扁率來表示。

具有一定幾何參數(shù)、定位及定向的用于代表某一地區(qū)大地水準(zhǔn)面的地球橢球

用于盡可能與大地水準(zhǔn)面貼合的一個橢球曲面，人為規(guī)定的，一個橢球體可以確定多個水準(zhǔn)面。

如下圖所示，從凹凸不平難以用數(shù)學(xué)建模的地球自然表面再到參考橢球，整個過程是在逐層逼近。

限制條件不同、研究方法不同，得到的地球橢球也不同，因此目前使用的參考橢球種類非常多，我國常用的參考橢球主要有

【注：CGCS2000和西安80坐標(biāo)系變率，從小數(shù)點第6位開始有差異】

有了參考橢球之后，指定大地水準(zhǔn)面，即可以建立局部地區(qū)的地理空間坐標(biāo)系統(tǒng)。

教科書上關(guān)于地理空間坐標(biāo)的分類更加具體，但是實際上我們常用的就兩類，地理坐標(biāo)系（球面坐標(biāo)系）和投影坐標(biāo)系（平面坐標(biāo)系）。

3.1 地理坐標(biāo)系

地理坐標(biāo)系（球面坐標(biāo)系）是以經(jīng)緯度為單位的地球坐標(biāo)系統(tǒng)，包含兩個重要部分，即地球橢球體（Spheroid）和大地基準(zhǔn)面（Datum）。

當(dāng)然，根據(jù)坐標(biāo)原點的不同，地理坐標(biāo)系又細(xì)分為參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系。

1. 參心坐標(biāo)系

參心坐標(biāo)系是以參考橢球的幾何中心為原點的大地坐標(biāo)系，參心即指參考橢球的中心。目前我國比較常用的參心坐標(biāo)系為：

北京54坐標(biāo)系：克拉索夫斯基橢球體

西安80坐標(biāo)系：IAG75橢球體

2. 地心坐標(biāo)系

地心坐標(biāo)系是以地球質(zhì)心為原點建立的空間直角坐標(biāo)系，或以球心與地球質(zhì)心重合的地球橢球面為基準(zhǔn)面建立的大地坐標(biāo)系。我國常用的地心坐標(biāo)系及橢球分別為：

WGS84坐標(biāo)系：WGS84橢球體（GPS星歷的坐標(biāo)系，全球統(tǒng)一使用，最新版于2002年修正）

CGCS2000坐標(biāo)系：CGCS2000橢球體（事實上，CGCS2000橢球和WGS84橢球極為相似，偏差僅有0.11mm，完全可以兼容使用）

我國常見的地理坐標(biāo)系如下圖：

3.2 投影坐標(biāo)系

投影坐標(biāo)系是利用一定的數(shù)學(xué)法則，將地球上的經(jīng)緯網(wǎng)表示到平面上，屬于平面坐標(biāo)系，數(shù)學(xué)法則指的是投影類型。

同樣根據(jù)坐標(biāo)原點的不同，投影坐標(biāo)系也分為參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系。

投影坐標(biāo)系的種類是非常多的，我國常見的投影坐標(biāo)系有：

①

②通用橫軸墨卡托投影（UTM投影）

--橫軸等角割圓柱投影

UTM投影=0.996高斯投影

基于緯度80°S和84°N，中央經(jīng)線投影后，是原長度的0.996倍

我國各種遙感影像的常用投影--在ArcGIS中的定義

WGS_1984_UTM_Zone_50N【W(wǎng)GS1984的GCS下，進(jìn)行UTM投影，投影帶是50N】

③墨卡托投影--正軸等角圓柱投影         

無角度變形面積變形較大，隨遠(yuǎn)離緯度而增大

具有等角航線表示成直線的特性，廣泛用于編制航海航空圖

④蘭伯特投影（Lambert）--等角圓錐投影

無角度變形

⑤阿伯斯投影（Albers）

⑥Web墨卡托（Web Mercator）

以上是我國一些比較常用的投影，各個投影的應(yīng)用場景大致如下：

4.1 基本概念

GIS中的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換說到底還是空間直角坐標(biāo)系的移動、旋轉(zhuǎn)問題。上一章提過不管是地理坐標(biāo)系還是投影坐標(biāo)系，都可以分為參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系。

在進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換時，只要設(shè)計到橢球體的變化，就需要相應(yīng)的參數(shù)，而參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系所需要的參數(shù)又是不一樣的，具體如下：

地心坐標(biāo)系的原點為地球質(zhì)心，因此不涉及原點的變化，只要3參數(shù)即可，而參心坐標(biāo)系需要考慮原點。

4.2 ArcGIS中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

1. 地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)地理坐標(biāo)系【以WGS84轉(zhuǎn)西安80為例】

①【Toolbox】-【數(shù)據(jù)管理工具】-【投影和變換】-【投影】  

②設(shè)置相應(yīng)的輸入輸出參數(shù)【W(wǎng)gs84-西安80，坐標(biāo)原點是不一樣的，需要7參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，7參數(shù)在我們國家是保密的，需要去測繪局找

③ 【Toolbox】-【數(shù)據(jù)管理工具】-【投影和變換】-【投影】

④設(shè)置相應(yīng)參數(shù)

⑤回到步驟②，選擇設(shè)定的地理變換參數(shù)，進(jìn)行投影

2. 地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)投影，不涉及橢球體變換

5.1坐標(biāo)信息缺失

提示信息：以下添加的數(shù)據(jù)源缺少空間參考信息，雖然可以在ArcMap中繪制這些數(shù)據(jù)，但不能投影

解決辦法：

（1）查看圖層屬性，確定圖層的范圍

紅框中可以看出圖層的范圍是73到135,3到53，很明顯這是經(jīng)緯度，所以可以給圖層設(shè)置為地理坐標(biāo)系

（2）給圖層添加地理坐標(biāo)系（定義投影工具）

5.2 地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)投影坐標(biāo)系（自定義地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換）

4.選擇方法：默認(rèn)第一個方法

然后確定，最后界面如下：

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