地理坐标系与投影坐标系
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发布时间：2022-09-01 15:59
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时间：2024-05-15 18:15
地理坐标系统使用三维球面来定义地球表面位置，以实现通过经纬度对地球表面点位引用的坐标系。一个地理坐标系包括角度测量单位、本初子午线和参考椭球体三部分。而投影坐标系统投影坐标系使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。所以有投影坐标系必须有地理坐标系！
我们日常的地图是怎么做出来的呢？
1.众所周知，地球是不规则的椭球体，其物理表面叫做 大地水准面 ，即平均海平面通过*延伸勾画出的一个连续封闭曲面。是描述地球形状的一个重要物理参考面，也是海拔高程系统的起算面。
2.但现实中，为了方便，我们重新定了一个椭球体，实现对地球的*近。近似地代表地球大小和形状的数学曲面，一般采用旋转椭球。称之为 大地椭球体 。
此外通过设置椭球体的不同参数，来实现不同国家地区对于数据的不同利用方式。是与某个区域如一个国家大地水准面最为密和的椭球面。称之为 参考椭球体 。我国的大地原点，即椭球定位做最佳拟合的参考点位于陕西省泾阳县永乐镇。
3. 大地基准面 是用于尽可能与大地水准面密合的一个椭球曲面，是人为确定的。不过要注意的是，椭球面和地球肯定不是完全贴合的，因而，即使用同一个椭球面，不同的地区由于关心的位置不同，需要最大限度的贴合自己的那一部分，因而大地基准面就会不同。椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的大地基准面显然是不同的。
每个国家或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体（IAG75）建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前大地测量基本仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。因此相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的。
4.以上就是地理坐标系的内容啦。那么我们要制作地图，就要把球面上的东西放到平面上来，因此就需要投影，将球面坐标 转化 为地图平面坐标。
5.由于地球是一个赤道略宽两极略扁的不规则的梨形球体，故其表面是一个不可展平的曲面，所以运用任何数学方法进行这种转换都会产生误差和变形，为按照不同的需求缩小误差，就产生了各种投影方法。
7.如果在选择投影时发现研究区畸变较大需要重新选择投影时，我们需要地图投影转换。原理就是先由平面转到球面，球面因为大地基准面的不同而需要重新选择，最后再由球面转到平面。
