当前位置：文档之家 › 投影变换的知识

投影变换的知识

  • 格式：doc
  • 大小：93.50 KB
  • 文档页数：30

GPS手持机坐标数据转换及在mapgis下自动成图的方法

挣钱用的，体谅一下，别笑话，不当之处欢迎指正

一、GPS手持机坐标数据转换

目前，我国地矿系统及测绘系统通常采用BJ1954坐标系，而Garmin手持机中未提供该坐标系，如何进行转换呢？

可以通过用户自定义的方式来实现。方法如下：

1、进入"主菜单页面"的"设置"子页面中，按动方向键选择“单位”按输入键进入坐标设置的页面，将"位置格式"的选项改为" User UTM Grid "（自定义坐标格式）。

2、在出现的参数输入页面中输入相关的参数，包括中央经线，投影比例（该数值为1），东西偏差（该数值为500000），南北偏差（该数值为0）。

3、按下屏幕上的"存储"按钮后，再将"地图基准"（有的机器称之为"坐标系统"）的选项改为"User"（自定义坐标系统）。

4、在出现的参数输入页面中输入相关参数，包括DX，DY，DZ，DA和DF。其中DA的数值为-108，DF的数值为0.0000005。按下屏幕上的"存储"按钮后，机器显示的位置将用北京54坐标来表示了。如果是80坐标，则DA=-3，DF=0。

5、DX，DY，DZ三个参数因地区而异，具体如何求解可以让他们首先与本地测绘部门去咨询，如果不给的话，可以通过如下方法来求解：

首先知道一个点的已知BJ54坐标，然后用手持机测此点的坐标（WGS84坐标），通过坐标转换程序，即可求出DX，DY，DZ。需要注意的是，此程序中的y为6位数，也就是要将Bj54坐标中的前两位（带数）去掉。如果不知道BJ54坐标的高程，可以输入与WGS84坐标相同的即可（使用的坐标转换程序EasyPar可以去北京合众思壮科技有限责任公司网站下载）。

通过上述设置后，即将本机坐标系转换为BJ54坐标系。

二、mapgis下自动成图的方法

1、在计算机上安装Garmin手持机系列的mapsource软件。

2、运行mapsource，在编辑/首选项界面上，点击“位置”栏，在“网格”栏内选“用户定义的坐标”，点击“属性”输入与GPS中相同的参数。在“地图基准”栏内选择“用户定义的基准”点击“属性”输入与GPS中相同的参数。

3、用GPS数据线将GPS与计算机相连。选择传送/从GPS接收，将GPS上的数据导入到计算机上。此时，显示的数据类型即为BJ1954。

4、将数据另存为文本文件，运行mapgis主程序，在实用服务/投影变换子程序下，选择投影变换/用户文件投影变换，选择另存的文本文件进行转换，然后将生成的图形文件保存下来，在转换过程中要根据自己所需的图形比例尺选择合适的投影参数。

地图投影，是GIS知识体系中重要的组成部分，每个GIS软件都会涉及到这一部分知识，并不是只有MAPGIS软件中才有，MAPGIS软件中的投影变换相比国外的软件更具有针对性，更符合我们国家的国情，比如标准框等。我这里只是给大家说说我对投影变换的一个理解，讲很多的知识点串起来，不正确的地方，还请大家给予批评指正。

投影变换的知识

投影变换，我个人理解，就是对“投影”进行“变换”。只要把握住了这个核心的思想，其他的就不在那么难理解了。那么下面就要搞清楚两个问题，就是“什么是投影？”、“为什么要进行投影？”。然后再来理解“如何变换”。

那么什么是投影呢？

我们知道，地球是一个近似于梨型的不规则椭球体，而GIS软件所处理的都是二维平面上的地物要素的信息。所以首先要考的一个问题，就是如果如何将地球表面上的地物展到平面上去。

最简单的一个方法，或者说是最容易想到的一个方法就是将地球表面沿着某个经线剪开，然后展成平面，即采用这种物理的方法来实现。可采用物理的方法将地球表面展开成地图平面必然产生裂隙或褶皱，大家可以想象一下，如果把一个足球展成平面的，会是什么结果。所以这种方法存在着很大的误差和变形，是不行的。

那么我们就可以采用地图投影的方法，就是建立地球表面上的点与地图平面上点之间的一一对应关系，利用数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上，这样就可以很好的控制变形和误差。凡是地理信息系统就必然要考虑到地图投影，地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性，在各类地理信息系统的建立过程中，选择适当的地图投影系统是首先要考虑的问题。

所以一句话，投影：就是建立地球表面上点（Q，λ）和平面上的点（ｘ，ｙ）之间的函数关系式的过程。 这时候就有一个问题要问了，就是随着地图制图理论及科学技术的不断发展，就会有不同的国家，不同的人，提出了不同的数学法则。这就表示存在着很多的投影方式。有时候我们需要将不同的投影方式变换成同一种投影方式，或者将不同的投影参数，变换成相同的投影参数，这都需要进行投影变换。

所以一句话，投影变换：就是将不同的地图投影函数关系式变换的过程。

在MAPGIS中的“投影变换”的定义如下：将当前地图投影坐标转换为另一种投影坐标，它包括坐标系的转换、不同投影系之间的变换以及同一投影系下不同坐标的变换等多种变换。

下面我们就来看看“投影”和“变换”过程中所涉及到的知识点。

地球椭球体

地图投影是指建立地球表面上点（Q，λ）和平面上的点（ｘ，ｙ）之间的函数关系式的过程。那我们先来看看，如何在地球表面上表示地物要素的空间信息。只有先将地球表面上的地物要素的空间信息描述好了以后，在将它们通过函数关系式，投影到地图平面上去，这样才可以进行空间分析或者其它的运算。

我们知道：如果要描述地物要素的空间信息，或者不同地物要素之间的相对空间关系，首先要在地球上建立一个参考系，只有建立了参考系，才能去准确的描述每个地物的坐标等信息。这涉及到很多地球的形状及椭球体方面的知识。 1、地球的形状

地球自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面，有高山、丘陵和平原，又有江河湖海。地球表面约有71%的面积为海洋所占用，29%的面积是大陆与岛屿。陆地上最高点与海洋中最深处相差近20 公里。这个高低不平的表面无法用数学公式表达，也无法进行运算。所以在量测与制图时，必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面。当海洋静止时，它的自由水面必定与该面上各点的重力方向（铅垂线方向）成正交，我们把这个面叫做水准面。但水准面有无数多个，其中有一个与静止的平均海水面相重合。可以设想这个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面，这就是大地水准面

大地水准面所包围的形体，叫大地球体。由于地球体内部质量分布的不均匀，引起重力方向的变化，导致处处和重力方向成正交的大地水准面成为一个不规则的，仍然是不能用数学表达的曲面。大地水准面形状虽然十分复杂，但从整体来看，起伏是微小的。它是一个很接近于绕自转轴（短轴）旋转的椭球体。所以在测量和制图中就用旋转椭球来代替大地球体，这个旋转球体通常称地球椭球。

2、地球的大小

关于地球椭球体的大小，由于采用不同的资料推算，椭球体的元素值是不同的。现将世界各国常用的地球椭球体的数据列表如下：

各种地球椭球体模型

椭球体名称 年代 长半轴（米） 短半轴（米） 扁率

白塞尔(Bessel) 1841 6377397 6356079 1：299.15 克拉克(Clarke) 1880 6378249 6356515 1：293.5

克拉克(Clarke) 1866 6378206 6356584 1：295.0

海福特(Hayford) 1910 6378388 6356912 1：297

克拉索夫斯基（北京54）1940 6378245 6356863 1：298.3

I．U．G．G （西安80） 1975 6378140 6356755 1：298.25

WGS-84 1979 6378137 6356759 1：298.26

3、MAPGIS中的椭球体

在MAPGIS软件中最常用的就是两种椭球体，它们在MAPGIS软件中是以选择“北京54坐标系”或“西安80坐标系”的方式表现出来的。比如在做标准框时，系统提示我们选择椭球体，这时我们要么选择“北京54”，要么选择“西安80”或者其他。所以说在MAPGIS中，当提到“北京54坐标系”或“西安80坐标系”时，它们所代表的含义不是大地测量中的大地坐标系，而是指不同的椭球参数，这个一定要搞清楚。

下面我们就了解一下我们国家的坐标系。

当前我国采用坐标系主要有：1954 年北京坐标系、1980年西安坐标系、新1954 年北京坐标系、WGS84坐标系。

⑴、1954 年北京坐标系

该坐标系是通过与原苏联1942年坐标系联测而建立的。解放后，为了建立我国天文大地网，鉴于当时历史条件，在东北黑龙江边境上同苏联大地网联测，推算出其坐标作为我国天文大地网的起算数据；随后，通过锁网的大地坐标计算，推算出北京点的坐标，并定名为1954年北京坐标系。因此，1954 年北京坐标系是苏联1942 年坐标系的延伸，其原点不在北京，而在苏联普尔科沃。该坐标系采用克拉索夫斯基椭球作为参考椭球，高程系统采用正常高，以1956 年黄海平均海水面为基准。

该坐标系有两个缺陷：①、因为它是在东北黑龙江边境上同苏联大地网联测，推算出其坐标作为我国天文大地网的起算数据，所以随着误差的不断累计，到了中国西部以后，测量的数据必须经过严格修正后，才能达到要求。②、1954 年北京坐标系采用克拉索夫斯基椭球作为参考椭球，这一点和其他国家的参考椭球不一致，所以该坐标系的数据必须经过变换后才可以在国际上得到认可。

⑵、1980 年西安坐标系

1978 年4 月召开的“全国天文大地网平差会议”上决定建立我国新的坐标系，称为1980 年国家大地坐标系。其大地原点设在西安西北的永乐镇，简称西安原点。椭球参数选用1975年国际大地测量与地球物理联合会第16 界大会的推荐值。简称IUUG-75地球椭球参数或IAG-75 地球椭球。

⑶、新1954年北京坐标系

将全国大地网整体平差的结果整体换算到克拉索夫斯基椭球体上，形成一个新的坐标系，称为新1954 年北京坐标系。该坐标系与1980年国家大地坐标系的轴定向基准相同，网的点位精度相同。

⑷、WGS84 坐标系

在GPS 定位中，定位结果属于WGS-84 坐标系。该坐标系是使用了更高精度的VLBL、SLR等成果而建立的。坐标系原点位于地球质心，Z 轴指向BIH1984.0 协议地极(CTP)。

不同的投影方式

前面提到，随着地图制图理论及科学技术的不断发展，就会有不同的国家，不同的人，提出了不同的数学法则。这就表示存在着很多的投影方式。下面对不同投影方式做一下归类，详细的资料可以参考有关的书籍。

⑴、按地图投影的构成方法分：

a、 几何投影：几何投影源于透视几何学原理，并以几何特征为依据，将地球椭球面

的经纬网投影到平面上或投影到可以展成平面的圆柱表面和圆锥表面等几何面上，从而构成：方位投影、圆柱投影、圆锥投影；

①、方位投影：以平面作为辅助投影面，使球体与平面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到平面上构成的一种投影；

合集下载

ARCGIS投影变换

ARCGIS投影变换

ARCGIS投影变换、平移、校正

1、 在ArcCatalog中给数据一个当前正确的投影信息

2、 在→→

→

找到Project

第一栏输入要投影的数据

第三栏输出数据的存放位置

第四栏输出数据的投影信息

OK

投影转换结束

3、平移

比如要加代号可以将SHP格式直接导入带有代号投影信息的geodatabase格式数据之下，这样数据就带上了代号。

平移结束

4、 校正

打开ArcMap的→More Editing Tools→

Spatial Adjustment(此时弹出工具条) →Start Editing

→工具条中的Spatial Adjustment→Set Adjust Data→

→OK

→Links→View Links Table→→

→加至少四个点（如果想不动加只加代号用左键单击两次中间有些许停顿）→核对下表中的对应点数据Source是现在坐标，Destination是要校正的目的坐标是否是正确的。

→→Adjust→→Save Edits

校正完成

初三-上册第五章投影与三视图知识点

初三-上册第五章投影与三视图知识点

投影与视图；

一． 投影：

1. 光源

点 光 源：像手电筒、路灯、台灯都可以看成一个点光源。

平行光源：太阳光可以看成是一个平行光源

2. 概念

定义：一般地，用光线照射物体，在某个平面（地面、墙壁等）上得到的影子叫做物体的投影，照射光线叫做投影线，投影所在的平面叫做投影面。

（1） 平行投影：

由平行光线（太阳的光线是平行光线）形成的投影。

（2） 中心投影：

由同一点（点光源发出的光线）形成的投影。

（3） 两者区别与联系：

区 别

联系 光线 物体与投影面平行时的投影

平行投影 平行的投射线 全等 都是物体在光线的照射下，在某个平面内形成的影子。(即都是投影) 中心投影 从一点出发的投射线 放大(位似变换)

3. 投影知识点：

测量同一时刻物体的高度和影长时：

①若两物体的高度之比等于影长之比时，则这两个物体的影子是平行投影。

②若两物体的高度之比不等于影长之比时，则这两个物体的影子是中心投影

4. 投影的性质：

①将两个等高物体垂直于与地面放置时，离点光源较近的物体的影子较短，反之则越长。

②将两个等高物体平行于与地面放置时，离点光源较近的物体的影子较长，反之则越短。

5．易错题整理：

1）直线的平行投影一定是直线（×）原因：

2）矩形的投影一定是矩形（×）原因：

3）一个圆在平面上的投影一定是圆。（×）原因：

二．视图：

1.概念：

用正投影的方法绘制的物体在投影面上的图形，称为物体的视图。

2.分类：

视图有：主视图、左视图、俯视图

3.正方体的主要视图及展开：

正方体的展开图有11种：

1）1-4-1型：6种 2）2-3-1型：3种

3）2-2-2型：1种 4） 3-3 型：1种

4.看视图确定物体有多少正方体组成：在俯视图中画圈标注法，取较小数值的和。

投影映射知识点梳理汇总

投影映射知识点梳理汇总

投影概念：投影指的是在两个点集之间建立一一映射关系。

长度变形：地球仪上，纬线长度不等；同一纬线上，经差相同，纬线长度相同；同一经线上，纬差相同而经线长度不同；所有经线长度相等。

面积变形：地球仪上，同一纬度带内，经差相同的网格面积相等；同一经度带内，纬度越高，面积越小。

角度变形：地球仪上，经线与纬线处处呈直角相交。

按变形性质分类：

等角投影：角度变形为零。等积投影：面积变形为零。任意投影：长度、角度和面积都存在变形

地图投影的选择

中国分省（区）地图

正轴等角割圆锥投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆柱投影、高斯一克吕格投影（宽带）

大比例尺地图

多面体投影（北洋时期）等角割圆锥投影（兰勃特投影）（解放前）高斯一克吕格投影（解放以后）

高斯一克吕格投影

是横轴椭圆柱等角投影，它的中央经线和赤道为互相垂直的直线，其他经线均为凹向并对称于中央经线的曲线，其他纬线均为以赤道为对称轴的向两极弯曲的曲线，经纬线成直角相交。角度没有变形，长度和面积均有变形，且距离中央经线愈远变形愈大。 高斯投影特征：

中央经线和赤道投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴投影后无角度变形，即保角投影

中央经线无长度变形，同一条经线上，纬度越低，变形越大，赤道处最大同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大；为了保证地图的精度，采用分带投影方法，即将投影范围的东西界加以限制，使其变形不超过一定的限度,这样把许多带结合起来，可成为整个区域的投影。

地图投影的选择主要考虑以下因素：

制图区域的范围、形状和地理位置；地图的用途、出版方式及其他要求等。

高斯投影减少误差的基本思想是什么？

由于高斯一克吕格投影采用了分带方法，各带的投影完全相同，分带投影可以限制变形的程度，但也给投影带来了连续的问题。因为两相邻投影带的公共边缘子午线在两带投影平面上的投影的弯曲方向，使得位于该边缘子午线附近，分别居于两带的地形图不能拼接。

拓扑关系：是不考虑度量（距离）和方向的空间物体之间的关系。

投影几何中的向量运算和坐标变换

投影几何中的向量运算和坐标变换

投影几何中的向量运算和坐标变换

在三维空间中的向量运算和坐标变换是投影几何中的重要概念之一。它们不仅被广泛应用于各种三维图形的计算和表示，还是计算机图形学和机器人学等领域的基础。在本文中，我们将深入探讨三维向量的运算法则和坐标变换的实现方法。

1. 向量的加法和减法

在三维空间中，向量的加法和减法是基本的向量运算。它们的计算法则如下：

向量加法：设向量A=(x1, y1, z1)，B=(x2, y2, z2)，则A+B=(x1+x2, y1+y2, z1+z2)。

向量减法：设向量A=(x1, y1, z1)，B=(x2, y2, z2)，则A-B=(x1-x2, y1-y2, z1-z2)。

这两个运算法则的本质是取两个向量的各个分量相加或相减，得到一个新的向量。这种向量运算在三维图形中的应用非常广泛。例如，我们可以用向量加法计算两个顶点之间的距离，用向量减法计算两个向量之间的夹角等。

2. 向量的点积和叉积

向量的点积和叉积是两个重要的向量运算。它们的计算法则如下：

向量点积：设向量A=(x1, y1, z1)，B=(x2, y2, z2)，则A·B=x1x2+y1y2+z1z2。

向量叉积：设向量A=(x1, y1, z1)，B=(x2, y2, z2)，则A×B=(y1z2-z1y2, z1x2-x1z2, x1y2-y1x2)。

向量点积和叉积的本质是用向量的分量进行数学运算，得到一个标量或向量。在三维图形中，向量的点积和叉积有着非常重要的作用。例如，我们可以用向量点积计算两条直线之间的角度，用向量叉积计算三角形的面积等。

3. 坐标变换

坐标变换是投影几何中的另一个重要概念。它的本质是将三维空间中的坐标点从一个坐标系变换到另一个坐标系。坐标变换可以分为平移、旋转和缩放三个基本操作。

平移变换：平移变换是将坐标系沿着x、y、z三个轴方向上移动一定的距离。设T=(tx, ty, tz)为平移向量，则空间中的点P(x, y,