arcgis下平面坐标与大地坐标的转换

ARCGIS中坐标系的定义及投影转换方法ArcGIS中坐标系的定义及投影转换方法张卫东（安徽省环境信息中心合肥 230001 ）摘要：本文就我省GIS项目中地理数据所涉及的多种坐标系及地图投影转换等问题作了详细分析,并在ESRI公司的ArcGIS软件平台上介绍了不同坐标系的定义及投影转换方法。

关键词：坐标系; 地图投影一、问题的提出GIS技术在我省环保工作中已应用多年，现有多套基于不同坐标系的地理数据，如全省1：5万的北京54坐标系数据，主要城市1：1万的西安80坐标系数据，GPS采集的WGS84坐标系数据以及同是北京54坐标系但不同投影的遥感解译数据等，这些不同坐标系的数据给我们的使用带来了困难：如何将遥感解译数据和不同的地理数据转换到一起，GPS采集的经纬度数据如何正确加载到地图上，以前在北京54坐标系上使用的数据又如何转换到新的西安80坐标系上来？通过摸索，本人找到了解决问题的一些方法，现介绍如下，首先介绍一下相关的几个概念。

二、相关概念由于GIS所描述是位于地球表面的空间信息，所以在表示时必须嵌入到一个空间参照系中，这个参照系统就是坐标系，它是根据椭球体等参数建立的。

另外，为了能够将地图从球面转换到平面，还要进行投影。

1. 椭球体(Spheroid)、基准面(Datum)、坐标系（Coordinate System）及投影(Projection)尽管地球是一个不规则的椭球，但为了将数据信息以科学的方法存放到椭球上，我们需要用一个可以量化计算的椭球体作为地球的模型。

这样的椭球体用长半轴a(semimajor axis)，短半轴b(semiminor axis)，偏心率倒数1/f(Inverse flattening)来描述，这三个参数数学关系为：1/f=a/(a-b),实际中我们一般用长、短半轴二个参数来表示就可以了，根据需要人们定义了多种参考椭球体模型。

然而有了这个椭球体还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位，它的作用是来确定地球与椭球体之间的位置关系，由于每个国家或地区需要最大限度的贴合自己的那一部分不同，基准面也不同。

用ArcMAP进行CGCS2000坐标转换的方法本文以海南某地市专题矢量数据为例，论述了北京1954坐标系转2000国家大地坐标系的方法及注意事项。

标签：北京1954坐标系;西安1980坐标系;CGCS2000;投影变换;坐标转换针对北京1954和西安1980坐标系在使用过程中存在坐标系统不统一、精度偏低、使用混乱的情况。

经国务院批准，自2008年7月1日起，启用2000中国大地坐标系（CGCS2000），全国各地有关部门开展了现有测绘数据到2000国家大地坐标系的转换工作。

本文以应用最广的GIS软件ArcGIS为平台，探讨北京1954坐标系转2000国家大地坐标系的方法及注意事项。

2000国家大地坐标系采用的椭球参数为：长半轴：a=6378137m扁率f=l/298.257222101一、用ArcMAP进行CGCS2000的坐标转换如图l所示，源矢量数据“TEST”坐标系为“BeijinL1954_GK_20ne_17N”，将其转换为“CCCS2000_CK_20ne_17”。

坐标转换的具体步骤为：（一）GCS_BeijinL1954转CGCS2000。

即新建自定义地理坐标（变换），ArcGIS系统提供的地理变换方法不能满足實际需要，所以需要自定义地理变换。

具体方法：ArcToolhox-数据管理工具一投影和变换一创建自定义地理坐标（变换），如图2所示，方法选择七参数转换法“POSITION_VECTOR”。

其中，7个转换参数是由当地测得的控制点坐标计算得到。

（二）投影变换。

即一种地图投影转换为另一种地图投影，主要包括投影类型、投影参数和椭球参数等的改变。

具体方法为：ArcToolbox-数据管理工具一投影和变换一要素一投影，如图3所示，其中地理（坐标）变换选择上一步新建的“54-2000”地理变换。

结语：本文论述的方法适用于已有转换参数的坐标转换，对于无转换参数但有当地北京54和CGCS2000控制点的情况，适用“空间校正”的方法进行坐标转换。

如何解决地理坐标转换的问题地理坐标转换是一个在地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）领域非常重要的问题。

它涉及到将不同坐标系统下的地理位置相互转换，以满足不同系统的要求。

尽管有许多现成的软件和算法可供使用，但解决地理坐标转换问题仍然具有一定的挑战性。

本文将从几个不同的角度探讨如何解决地理坐标转换的问题。

一、基本概念和原理在开始讨论具体解决方案之前，我们需要了解一些基本概念和原理。

首先是地理坐标系统的不同类型。

常见的地理坐标系统包括经纬度坐标系统和投影坐标系统。

经纬度坐标系统用纬度和经度的度量来表示地球上的地理位置，而投影坐标系统将地球表面上的位置投影到一个平面上。

另一个重要的概念是坐标转换的数学原理。

通常情况下，坐标转换可以通过一系列的数学公式来实现。

这些公式基于地球的形状和尺寸以及不同坐标系统之间的关系。

一些常见的坐标转换方法包括大地坐标系和空间直角坐标系之间的转换、经纬度坐标系和投影坐标系之间的转换等。

二、软件工具为了解决地理坐标转换的问题，我们可以使用各种GIS软件和库。

这些软件和库提供了丰富的功能和算法，可以方便地进行地理坐标转换。

其中一些常用的工具包括ArcGIS、QGIS、Proj等。

这些工具通常提供了图形界面和命令行接口来满足不同用户的需求。

此外，许多编程语言也提供了地理坐标转换的库，例如Python的Pyproj库和JavaScript的Proj4库。

三、地理数据源在进行地理坐标转换之前，我们需要获得准确的地理数据。

地理数据源可以是卫星影像、地理数据库、地图等。

对于不同的地理坐标转换问题，我们可以使用不同的数据源。

例如，在进行经纬度坐标转换时，我们可以使用全球卫星影像进行精确的位置定位。

而在进行投影坐标转换时，我们可以使用地图或地理数据库中的地理数据。

四、质量控制地理坐标转换的结果可能受到多种因素的影响，包括数据质量、算法选择、参数设置等。

为了确保转换结果的准确性，我们需要进行质量控制。

坐标转换1.不同椭球基准的转换1. 确定中央经线。

6度带：带号N=round[(L+3)/6]，即对(L+3)/6的值四舍五入取整数，L为当地经度；则中央子午线经度L0=6 × N-3。

3度带：带号N=round(L/3)，即对(L/3)的值四舍五入取整数，L为当地经度；则中央子午线经度L0=3 × N。

2. 在COORD中，点击“坐标变换”，点击“投影设置”，输入中央经线，选择投影，其他缺省。

如下图：3. 在坐标转换下点击“计算七参数”4. 选择“源坐标”和“目标坐标”的“椭球基准”。

当坐标为BLH时，一定要确认是度还是度分秒，并正确选择。

简单地说，如果小数点后面第一位有大于6的数值，则一定是度为单位的。

注意，80坐标系和WGS84坐标系的换算一定是以WGS84为源坐标（经试验，以西安80为原坐标系转换的时候会有一定的问题，原因未明）。

4. 逐点输入“源坐标”和“目标坐标”的坐标，注意不要输错坐标。

4.1 输入点坐标4.2 点击增加4.3 当输入三个点以上时，点击计算，观察右上角的“计算结果”。

4.4 增加其他点。

如果某个点的RMS过大，要检查：4.4.1 是否输入错误4.4.2 如果非输入错误，则在ArcGIS中检查该点是否可以去掉（原则：点数>=3且均匀分布）4.4.3 如果不能去掉，则核实该点是否正确。

4.5 按“导出”则可导出计算文件，包含转换参数和正反算误差以及RMS等。

注意，求得的转换参数中的第4-6个为弧度单位。

4.5 计算完及参数后，点击“坐标转换”中的"七参数设置"，程序已经自动设置好了，注意DX，DY，DZ和最后的k是一样的，而三个旋转参数则由计算参数乘以206265转换为了秒。

4.5 对一批点转换时，点击“格式“，点击”自定义格式“，设置要转换的文件的名称，扩展名和数据格式，如下：4.6 点击”完成新建“，点击”确定“4.7 在主界面上，点击”格式“，选择刚刚新建的文件格式，如下：4.8 点击”浏览“，找到要转换的坐标的文件。