基于MAPGIS矢量数据跨带投影转换

MAPGIS平台解决方案之投影变换篇（上）中地数码科技有限公司辛后林2006-12-8 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。

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。

MAPGIS是国家科技部和建设部推广的国产GIS软件，是国内优秀GIS平台之一，目前在城市勘测单位使用越来越广泛，很多单位用它来做矢量化、数据编辑、入库的平台。

但由于大部分城市勘测单位都是做1：500到1：2000的大比例尺地形图，对投影变换用的比较少，偶尔要用到地方坐标系和国家坐标系的转换，以及换带计算等就觉得非常困难，笔者经过大量的生产实践发现：巧用MAPGIS的投影变换不仅可以轻松解决各种坐标系之间的转换问题，还可以进行坐标展点及高斯坐标的正反算等，下面就对这些问题的参数设置、操作过程进行详细的说明。

在具体说明之前，先对几个关键词的含义进行说明。

地图投影即按某种数学规则将椭球球面上一点与地图平面上的一点相对应。

地图投影的参数有椭球的长半径，短半径，扁率，第一偏心率，第二偏心率。

数学规则有等角映射、等面积映射等。

我国地图制图普遍采用的是高斯-克吕格（GAUSS-KRUGER）投影，它是一种等角横切椭圆柱投影，该投影以中央经线和赤道投影后为坐标轴，为控制长度变形，一般采取分带投影。

我国1：2.5-1：50万的地形图均采用6度分带，1：1万及更大比例尺地形图采用3度分带。

MAPGIS的坐标系为数学坐标系，与投影平面直角坐标系中的X、Y坐标相反，即横坐标为X，纵坐标为Y，未经投影变化之前均为毫米表示。

MAPGIS的用户坐标系是指由用户指定的相对二维坐标系，一般与实际地物定位无关；地理坐标系是以经纬度表示的，经度的起点在格林威治，向东为正，纬度自赤道起，向北为正，常用来坐标定位；投影平面直角坐标系是将地球球面投影到平面后所设定的坐标系。

我们常说的1954年北京坐标系，1980年西安坐标系均为高斯投影的投影平面直角坐标系，只不过它们采用了不同的椭球参数；北京坐标系使用克拉索夫斯基椭球，西安坐标系采用IAG1975年推荐椭球。

TIC点为已知理论坐标的控制点，可以是三角点、导线点，也可以是方里网点，理论值可以是大地直角坐标，也可以是地理经纬度。

MAPGIS是国家科技部和建设部推广的国产GIS软件，是国内优秀GIS平台之一，目前在城市勘测单位使用越来越广泛，很多单位用它来做矢量化、数据编辑、入库的平台。

但由于大部分城市勘测单位都是做1：500到1：2000的大比例尺地形图，对投影变换用的比较少，偶尔要用到地方坐标系和国家坐标系的转换，以及换带计算等就觉得非常困难，笔者经过大量的生产实践发现：巧用MAPGIS的投影变换不仅可以轻松解决各种坐标系之间的转换问题，还可以进行坐标展点及高斯坐标的正反算等，下面就对这些问题的参数设置、操作过程进行详细的说明。

在具体说明之前，先对几个关键词的含义进行说明。

地图投影即按某种数学规则将椭球球面上一点与地图平面上的一点相对应。

地图投影的参数有椭球的长半径，短半径，扁率，第一偏心率，第二偏心率。

数学规则有等角映射、等面积映射等。

我国地图制图普遍采用的是高斯-克吕格（GAUSS-KRUGER）投影，它是一种等角横切椭圆柱投影，该投影以中央经线和赤道投影后为坐标轴，为控制长度变形，一般采取分带投影。

我国1：2.5-1：50万的地形图均采用6度分带，1：1万及更大比例尺地形图采用3度分带。

MAPGIS的坐标系为数学坐标系，与投影平面直角坐标系中的X、Y坐标相反，即横坐标为X，纵坐标为Y，未经投影变化之前均为毫米表示。

MAPGIS的用户坐标系是指由用户指定的相对二维坐标系，一般与实际地物定位无关；地理坐标系是以经纬度表示的，经度的起点在格林威治，向东为正，纬度自赤道起，向北为正，常用来坐标定位；投影平面直角坐标系是将地球球面投影到平面后所设定的坐标系。

我们常说的1954年北京坐标系，1980年西安坐标系均为高斯投影的投影平面直角坐标系，只不过它们采用了不同的椭球参数；北京坐标系使用克拉索夫斯基椭球，西安坐标系采用IAG1975年推荐椭球。

TIC点为已知理论坐标的控制点，可以是三角点、导线点，也可以是方里网点，理论值可以是大地直角坐标，也可以是地理经纬度。

跨带投影_20061008首先将MAPGIS平台的工作路径设置为“…..\跨带投影演示数据”文件夹下。

下面来讲解跨带投影的操作方法和步骤，共分为两部分：一、演示数据的生成和说明：在“投影变换”模块下分别生成3幅1：50万的标准框，并在“输入编辑”模块中将其改成不同的颜色（“FRAM_50_左.W~“表示“FRAM_50_左.WL”和“FRAM_50_左.WT”）：名称起始经度（DDMMSS）起始纬度（DDMMSS）中央经线（DDMMSS）FRAM_50_左.W~ 1140000 280000 1170000FRAM_50_中.W~ 1170000 280000 1170000FRAM_50_右.W~ 1200000 280000 1230000因为在投影过程中采用的是“高斯—克吕格投影”，且1：50万的标准图框的经线跨度为3°，所以当同时打开这三幅标准图框时，会发现“FRAM_50_左.W~”和“FRAM_50_右.W~”二者重叠在了一起,如图1所示：图1如果想实现三个标准框连续排列，则需要经过跨带投影。

二、跨带投影的操作步骤启动“投影变换”模块，单击“文件”菜单下“打开文件”命令，将“FRAM_50_左.W~”、“FRAM_50_中.W~”、“FRAM_50_右.W~”三个标准框添加进来，如图2所示：图21、单击“投影转换”菜单下“MAPGIS文件投影/选转换线文件”文件命令，系统弹出“选择文件”对话框，选择“FRAM_50_右.WL”，单击“确定”按钮，如图3所示：图32、设置文件的Ti c点，因为在生成标准图框时MAPGIS自动为其添加4个Ti c点，所以这里不再作详细的说明；3、单击“投影转换”菜单下“编辑当前投影参数”命令，系统弹出“输入投影参数”对话框，如图4所示：坐标系类型：投影平面直角坐标系椭球参数：西安80投影类型：高斯－克吕格投影比例尺分母：500000坐标单位：毫米投影中心点经度（DMS）：1230000通常情况下，因为是标准框，所以系统会自动的读取其各项参数，所以只需检查各项参数设置是否有错即可；图44、单击“投影转换”菜单下“设置转换后参数”命令，系统弹出“输入投影参数”对话框，如图5所示：坐标系类型：投影平面直角坐标系椭球参数：西安80投影类型：高斯－克吕格投影比例尺分母：500000坐标单位：毫米投影中心点经度（DMS）：1170000（注意前后中央经线发生了变化）图55、单击“投影转换”菜单下“进行投影变换”命令，系统弹出“输入转换后位移值”对话框，单击“开始转换”按钮，系统开始按照设定的参数转换线文件，如图6所示：图6以同样的操作步骤和参数设置，将FRAM_50_右.WT文件进行投影转换；6、单击鼠标右键，选择“复位”命令，系统弹出“选择文件名”对话框，可以看到系统生成了两个新的文件：“NEWLIN.WL”、“NEWPNT.WT”，依次选中“FRAM_50_左.W~”、“FRAM_50_中.W~”及两个新生成的文件，然后单击“确定”按钮，如图7所示：图7最终结果如图8所示：图8补充：中央经线的设置方法跨带投影的过程中涉及到一个很重要的参数就是中央经线，因为“高斯－克吕格投影”采用的是分带的思想，所以在每个投影带都会有一个中央经线，中央经线设置错误，则投影变换的结果就会有问题，尤其是跨带投影的情况下。

基于MAPGIS矢量数据跨带投影转换：
1.如图有1、2两个矢量数据，1为35°带，2为34°带，
1
2
2.现因处理图的需要，我们要把两张图叠在一起，我们把2——34°带转换带1——35°带上。

3.数据处理：没有加带号的给图加带号，其他——整图变换——键盘输入参数
4.实用服务——投影变换，然后打开我们要转带号的文件；菜单栏——投影转换——工作区直接投影转换
5.选择文件——然后设置当前投影转换，目的投影转换。

6.当前投影参数如下
7.目的投影参数如下
这里要注意坐标单位默认为毫米，务必修改。

8把第三个勾选去除（转换过程中使用文件中的TIC点）
最后请记得保存一下文件
9.你添加转换过的文件会跳一个参数不匹配致，请点确认转换。

10.我转换后的成果
11.这个一般适用于跨带的州县之间的图件叠加过程中参数转换。

遥感影像投影变换处理方案（处理遥感影像跨带问题）本次林地落界数据处理中，湖南部分地区遥感影像数据存在跨带情况，需要要对遥感影像数据中跨带的部分进行影像投影变换，使遥感影像数据处于统一带内，才能与矢量数据完全套合。

影像投影变换在县市级林地保护利用规划系统和林地落界系统中都能进行，以湘潭市的几幅遥感影像为例，遥感影像为37和38度带。

第一步：确认需要投影变换的遥感影像确认跨的是哪两个带，将影像全部添加到系统中，再将矢量图层叠加进去，与矢量图层不套合的影像就是需要进行投影变换的影像。

图1 添加图层和影像的显示效果由图1看出需要进行投影变换的影像为右边的影像第二步：复制需要投影变换的遥感影像将需要投影变换的影像找出，复制到对应一个文件夹中。

（建议建立两个文件夹，一个存放需要投影变换的影像，一个存放投影变换后的影像，如下图2所示。

）图2文件夹设置窗口第三步：影像投影变换具体操作步骤1.显示影像投影变换窗口在规划系统中点击数据转换—— >影像投影变换——>批量投影，如下图3所示（或者在落界系统里点击影像预处理——>批量投影变换，以下步骤相同）：图3 影像投影变换菜单窗口点击批量投影，如下图4所示：图4 批量投影变换窗口2.设置批量投影参数将原始投影参数以及结果投影参数类型设为Geotif格式，选择原始目录以及结果目录的位置，如下图5所示：图5 批量投影参数设置3.设置原始投影参数点击。

3.1设置坐标系参数将坐标系设成投影平面直角坐标系，如下图6所示：图6 原始投影参数坐标系参数设置3.2设置地理坐标系将标准椭球设置成，单位设成度，本初子午线名称设为格林威治，如下图7所示。

图7原始投影参数地理坐标系参数设置3.3设置投影坐标系将投影类型设为5:高斯-克吕格(横切椭圆柱等角)投影坐标系，投影带设成3带，投影带序号设为原始的投影带号（如湘潭市的为37），长度单位设成米，点击确定，如下图8所示：图8原始投影参数投影坐标系参数设置4设置目标投影参数点击。