常用坐标系介绍

Sep 29, 2024GIS

坐标系类型

平面坐标系类型

  1. 全球UTM坐标系

共60个区,需要锁定UTM区号,区号决定平面坐标的原点。 UTM(UNIVERSAL TRANSVERSE MERCARTOR GRID SYSTEM,通用横墨卡托格网系统)坐标是一种平面直角坐标。在UTM系统中,北纬84度和南纬80度之间的地球表面积按经度6度划分为南北纵带(投影带)。从180度经线开始向东将这些投影带编号,从1编至60(北京处于第50带)。

  1. 横轴墨卡托投影坐标

北京54、西安80以及CGCS2000等平面坐标系均是由相对应的大地坐标系经过横轴墨卡托投影(又称高斯-克吕格投影)建立的。

  • 北京54平面坐标系
  • 西安80平面坐标系
  • CGCS2000平面坐标系

经纬度坐标系类型

  1. WGS-84

世界标准经纬度坐标系,国际上通用的经纬度坐标系,绝大多数GPS、北斗设备获取的经纬度值就是WGS84坐标系,谷歌地球上获取的也是WGS-84坐标值。

  1. GCJ-02

中国GCJ-02经纬度坐标系,又称为"火星坐标系",国家测绘地理信息局在02年发布的坐标体系。

  • 国家规定,互联网地图在国内必须至少使用GCJ-02进行首次加密。
  • 该坐标系是国内最广泛使用的坐标体系,如百度高德腾讯等地图在中国境内都使用它。
  1. 其他特殊坐标系

一般都是由火星坐标通过偏移算法计算得出的,如百度地图使用的BD-09坐标系。

3度带与6度带

选择投影坐标,首先要确定自己是用 3 度带还是 6 度带,带有 3_Degree 的为 3 度带的投影坐标,而不带有 3_Degree 的则为 6 度带的投影坐标。

坐标 CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_41 中 41 为带号;坐标 CGCS2000_GK_CM_105E 中,105E 代表中央子午线为东经 105。

3度带

三度带可用于大比例尺(如 1:10000)测图,城建坐标多采用三度带的高斯投影。 从东经1.5度的经线开始,每隔3度为一带,用1,2,3,……表示,全球共划分120个投影带。 即东经1.5~ 4.5度为第1带,其中央经线的经度为东经3度。

  1. 中央经线经度的计算 中央经线经度 = 3° × 当地带号(适用于1∶1万地形图)。

  2. 计算当地的中央子午线

  • 当地经度 / 3 = N;中央子午线 L = 3 * N(带号)
  1. 带号个数 三度带 22 个(24 号带 — 45 号带)。各带中央经线依次为(72°、75°、…、132°、135°)。

6度带

六度带可用于中小比例尺(如 1:25000,1:50000)测图。 即经差为6度,从零度子午线开始,自西向东每个经差6度为一投影带,全球共分60个带,用1,2,3,4,5,……表示。 即东经0~6度为第一带,其中央经线的经度为东经3度,东经6~12度为第二带,其中央经线的经度为9度。

  1. 中央经线经度的计算 当地中央经线经度=6°×当地带号-3°,例如:地形图上的横坐标为20345,其所处的六度带的中央经线经度为:6°×20-3°=117°(适用于1∶2.5万和1∶5万地形图)。

  2. 计算当地的中央子午线

  • 当地经度 / 6 = N;中央子午线 L = 6 * N (带号)
  • 当没有除尽,N 有余数时, 中央子午线 L = 6 * N - 3
  1. 带号个数 六度带 11 个(13 号带 — 23 号带),各带中央经线依次为(75°、81°、…、123°、129°、135°);

带号

地形图上公里网横坐标前2位就是带号,例如:1∶5万地形图上的横坐标为20345486,其中20即为带号,345486为横坐标值。

判断是3度带还是6度带坐标

  1. 如 (4231898, 21655933) 其中 21 为带号,同样所定义的东伪偏移值也需要加上带号,如 21 带的东伪偏移值为 21500000 米。假如你的工作区经度在 120° 至 126° 范围,则该坐标系为 6 度带坐标系,该带的中央经度为 123°。
  2. 如 (2949320, 36353822) 其中 36 为带号,已知该地点位于贵阳市附近,而从地图上我们看到贵阳大概的经度是东经 108 度左右,因此可以 363 = 108,所以该坐标系为 3 度带坐标系,该带的中央经度为 108 度。而不可能为 6 度带:366 = 216。

坐标值位数

在 ArcGIS 的投影坐标系中,y 坐标一定是 7 位的,x 坐标则有两种:6 位8 位

  • 6 位 X :省略带号,这是中央经线形式的投影坐标,一般投影坐标中会带 CM 字样,如:CGCS2000_3_Degree_GK_CM_117E。
  • 8 位 X :包括带号,一般投影坐标中会带 Zone 字样,如:CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_39。

地理坐标系与投影坐标系 WKID 查询

  1. 地理坐标系链接: https://developers.arcgis.com/javascript/3/jshelp/gcs.htm
  2. 投影坐标系链接参考:

GCS 和 PCS 之间有什么区别

  • 地理坐标系统(GCS)是一个参考框架,其限定在地球的模型的特征的位置。它的形状像一个球体——球形。它的单位是角度,通常是度。
  • 投影坐标系(PCS)是平坦的。它包含一个 GCS,但它使用数学(投影算法)和其他参数将该 GCS 转换为平面。它的单位是线性的,最常见的是米。
  • GCS 是数据了解地球表面确切位置所必需的。在平面地图上绘制数据需要 PCS。

基准面和地理坐标系有什么区别

  • 基准面是地理坐标系 (GCS) 中的一个参数。
  • 所述基准是GCS的一部分,用于确定哪些模型(球体)来表示地球表面和在那里相对于表面的位置。由于地球表面并非完全光滑或圆形,因此为世界不同地区设计了许多不同的基准面。
  • 一个GCS是如何配合的坐标值在地球上的真实位置的完整定义。除了基准面,GCS 还包括本初子午线(指定 0° 经度的位置)和角度单位(通常为度)。
  • 基准面包括一个椭球体,该椭球体由其长半轴、短半轴和反展平值定义。

投影和投影坐标系有什么区别

  • 投影是投影坐标系 (PCS) 中的一个参数。
  • 该投影是所述数学算法定义如何呈现圆接地平面地图上。可以在支持的地图投影列表中查看 ArcGIS 中可用的所有投影https://pro.arcgis.com/zh-cn/pro-app/latest/help/mapping/properties/list-of-supported-map-projections.htm
  • 一个PCS是一个特定的圆形地球模型是如何投影到平面地图的完整定义。除了投影之外,PCS 还包括地理坐标系(定义地球模型)、单位(通常为米)和一组因投影而异的参数值(东移、中央子午线、标准平行线、等等)。这些可用于将 PCS 集中在世界不同地区。
  • 顾名思义,PCS 是一个坐标系。投影不是坐标系;它是一种用于创建 PCS 的算法。

WKT 和 WKID 有什么区别

都是识别坐标系的方法,可以确保使用的参数与其他人完全相同。

  • Well-Known Text (WKT)是一个字符串,用于定义坐标系的所有必要参数。保存任何坐标系的投影文件 (.prj) 并在文本编辑器中打开它以查看其 WKT。
  • 该ID(WKID)是分配给坐标系的唯一编号。可以在坐标系详细信息窗口中找到 WKID。一旦知道了这个数字,就可以方便地在以后搜索坐标系。
  • WKID 的权威是EPSG(欧洲石油调查组)或 Esri,但这些数字不重叠,因此无需担心是哪个权威定义了 ID。