GIS地圖投影的幾分感想

轉自：http://blog.csdn.net/fenghuayoushi/article/details/6095043

一般高校裡的GIS（地理資訊系統，簡稱"地信"）和測繪專業都會學到的一門專業課——地圖投影。

對於地信學生來說如果對地圖投影的概念不清晰的話，即使其他方面像解譯、空間分析、專業軟體學得很好都是一種不嚴謹的學術態度，或者說是不負責任的態度。因為地圖投影是GIS的根基所在，不正確的投影會導致後面幾乎所有的成果都是有偏差的。最簡單就是面積和長度的統計，不正確的投影設定，會導致這些基本的要素產生較大誤差，繼而傳遞給後面的以這些基本要素為基礎的分析（如景觀分析LandscapeAnalysis、映像分類等）。而且正因為投影問題而產生的誤差由於缺少實際應用的檢驗，和在使用GIS軟體時候的不容易察覺，導致了很多學生對地圖投影的忽視。

如果地信和測繪，特別是地信，的學生在做與專業相關的操作和分析的時候能正確選擇、設定和轉換好投影的話，對日後養成必要的嚴謹學習習慣有很大協助，為日後工作和科研打好最踏實的基礎。

下面列舉一些積累吧，會不斷修改，以後翻開來看也有個統一的思路：

希望大家多多指正！

 

1、地理座標系、投影座標系、空間座標系這個幾個容易混淆的概念（其實很容易理解）

#空間座標系（3維座標系，同於數學的），一般是指純粹的三維空間的座標系，表示方式大致有x、y、z座標和a、b、r極座標，就是數學裡的概念；

#地理座標系（3維的，與地球表面切合的），既然有地理兩個字肯定與地理的東西有關，首先要知道地理座標系的目的（就是為了定位好在地球表面的城市等地理要素的位置），它的形式與空間一樣，，但由於地球表面高度不同、受重力場影響不同、受海洋與陸地的不同性質的影響，在地球裡面的哪個位置才是只是要處理一下哪裡是球心、原點、半徑有多大。要定位一個位置不難，但要對一個地區定位就有點難了（因為到時候再投影到二維平面上時會產生不同程度的誤差，我們要盡量減少這個誤差）。通常一個地理座標系需要的要素有：對地球表面或對某部分地區國家的地表進行類比的實際地球的代替品——橢球體、要有統一基準作為高度起算點的基準面，也正因為不同類型的橢球體（長軸、短軸、扁率不同而異）對每個國家或地區的地表擬合效果不同（也就造成類比效果與投影為平面時誤差的不同和與實際重力磁場等實際要素的不同），可能這個橢球體對於這個國家的實際狀況類比很貼切，而對於另一些國家卻會有很大誤差。

#投影座標系（是將3維座標按照特定方式投影后的2維座標系），同樣的確定好橢球體後還要投影到二維平面才能方便我們日常觀看和分析，這時怎樣的投影方式才能更好在平面上反映實際的地面狀況呢？與確定橢球體一樣——不同投影方式對不同地區會有不同的反映效果，所以哪個最好，說不準，也就造成會有這麼多的投影了

 

2、WGS84地理座標系與北京1954、西安1980等的轉換（這個要特別注意，涉及到GPS定位和切合我國實際情況的投影兩者的問題）

#WGS84（World Geodetic System 1984，是為GPS全球定位系統使用而建立的地理座標系統。詳見各個百科的WGS84條目）、北京1954地理座標、西安1980地理座標這三者都是地理座標系，但是：————（摘抄）需要注意的是，大家經常希望能夠通過座標轉換，將北京54或西安80中的地理座標系轉換到WGS84，實際上這樣做是不準確的，北京54或西安80的投影座標可以通過計算轉換到其對應的地理座標系，但由於我國北京54和西安80中的地理座標繫到WGS84的轉換參數沒有公開，因此無法完成其到WGS84座標的精準計算。正因為這個原因，在ArcGIS從WGS84轉到beijing54地理座標系時會提示有6種轉換的選擇:

只能靠一些經驗資料來類比轉換,這就是沒有公開轉換參數導致的麻煩結果.

 

3、注意好投影的分帶(主要是橫軸圓柱形投影會有分帶) （分帶的起始位置、分帶的度數3°還是6°帶、在南還是北半球、是否有帶號開頭）和預設位移量(我國很多時候會位移500km)，當然了，也要分辨清什麼是中央經線、什麼是標準緯線、割圓柱還是切圓柱之類的基本概念。

 

4、問題：ArcGIS中映像的參考系和投影顯示

WGS_1984_UTM_Zone_49N: 和

WGS_1984:

為什麼只有WGS1984地理座標系就可以了呢？不是應該有個投影的嗎？還是ArcGIS預設以某種投影方式來顯示了？

 ----------對於這個問題，現在終於知道為什麼了，arcgis預設一個普通的線性投影給這些地理座標系，arcgis官方對這個普通投影的命名是PlateCarree，投影計算是：經緯度乘以同一個係數即為平面上的座標值，很簡單，最簡單，所以如果是全世界的經緯網的話，這個預設投影后的樣子是一個經緯度距離都相等的方格網，最直觀。之所以arcgis預設以這種所謂的投影作為無投影的地理座標的投影，是因為這樣的計算最方便，直觀性也不會太差，個人認為。

 

參考:

1. http://bbs.godeyes.cn/showtopic.aspx?forumid=111&topicid=369678&forumpage=1&go=prev
2. http://topic.csdn.net/u/20091202/20/b1335b59-5644-4d87-aeec-3515385cb4da.html