第七章_地理空间参考与地图投影



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1、一、一、ArcGIS中的地图投影系统中的地图投影系统 ArcGIS中的地图投影系统有Continental(大陆地图投影系统)、Country Systems(国家地图投影系统)、Gauss Kruger(高斯克吕格地图投影)、National Grids(国家格网地图投影系统)、Polar(两极地图投影系统)、State Plane(政府地图投影系统)、State Systems(州级地图投影系统)、UTM(通用横轴墨卡托地图投影系统)、World(世界地图投影系统)。 我国常用的投影系统 我国的各种地理信息系统中都采用了与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统,这就是:u比例大于等于1
2、:500000时采用高斯克吕格投影;u 1:1000000时采用正轴等角割圆锥投影。1、高斯克吕格投影、高斯克吕格投影 通常是按6或3分带投影。 我国国家基本比例尺地形图中的大、中比例尺图,一律采用高斯克吕格投影。其中:u 1:1万比例尺的地形图采用按经差3分带;u 1:25万1:50万比例尺地形图采用经差6分带。3带中央经线经度的计算: 中央经线经度3当地带号(适用于1:1万)6带中央经线经度的计算:当地中央经线经度6当地带号3 为了便于地形图的量测作业,在高斯克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统。具体构成方法是: 以中央经线为x轴,赤道为y轴,中央经线与赤道交点为坐标原点。同时规定,x值在
3、北半球为正,南半球为负。 y值在中央经线以东为正,中央经线以西为负。 由于我国疆域均在北半球,x值皆为正值。为避免y值出现负值,还规定各投影带的坐标纵轴均西移500km。2、阿尔伯斯双标准纬线多圆锥投影(正轴等角圆、阿尔伯斯双标准纬线多圆锥投影(正轴等角圆锥投影)锥投影) 我国新编的1:100万地图采用双标准纬线正轴等角圆锥投影,即圆锥面与椭球面相割的两条纬线圈,称之为标准纬线。 阿尔伯斯双标准纬线多圆锥(Albers EqualArea Conic)投影,也称为正轴等面积割圆锥投影,由亚尔波斯(Albers)于1805年创拟。 在我国有两套参数,即中央经线105E和中央经线112E。 我国一
4、般都选择投影参数为:中央经线:东经105南标准纬线:北纬25北标准纬线:北纬47椭球体:Krasovsky坐标系起始纬度:0纵坐标西移:3000000m横坐标偏移:0m二、地图参考二、地图参考 精确的GIS分析需要精确的空间信息,对于栅格影像数据来说,无论是卫星遥感影像、航空遥感影像,还是扫描地图、扫描图片,如果要把它应用于GIS中,通常需要将它与已知的真实地理坐标进行地理配准(Georeference)。 需要进行地理配准的栅格影像有有4种情况:种情况:u 没有地理坐标信息;u 从数字化仪或扫描仪获得的图像;u 作为维护经准空间数据库中的一部分工作,需要整合新老数据或将精度不高的数据以高精度
5、数据为参考来提高精度;u 包含几何畸变,畸变处地物位置不正确或数字化扫描误差(扫描地图)的栅格影像,当一个矢量Coverage以图形方式显示于一个栅格影像上时,这种畸变或位置不精确会很明显。 为了与其他具有地理坐标的栅格影像数据或矢量图形数据进行叠加显示分析,就必须以已知的真实地理坐标对上述类型的栅格影像进行地理配准。(一)(一)ArcGIS中的地图参考工具中的地图参考工具(二)ArcGIS中的地图参考过程 对影像的配准有很多方法,下面介绍一种常用的方法。(1)打开ArcMap,打开Georeferencing工具栏(2)把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中,会发现Georeferenci
6、ng工具栏中的工具被激活。(3)在校正中需要知道一些特殊点的坐标,即控制点。可以使经纬线网格的交点、公里网格的交点或者一些典型地物的坐标,可以从图中均匀地取几个点,一般在实际中,这些点应该能够均匀分布。如果已知这些点在矢量坐标系内的坐标,则用以下方法输入点的坐标值,如果不知,则间接获取。(4)首先将Georeferncing工具栏的Georeferncing下拉菜单中的Auto Adjust命令取消选中状态。(5)在Georeferncing工具栏中单击Add Control Point按钮。(6)使用该工具在影像上精确地寻找一个控制点并单击,然后右击,在弹出的快捷菜单中选择Enter Coo
7、rdinates命令,在打开的Enter Coordinates对话框中输入该店的实际坐标位置的值。(7)用相同的方法,在影像上增加多个控制点,输入它们的实际坐标值。(8)选择View|Link Table菜单命令,打开Link Table对话框检查各控制点残差(Residual)及均方差(Total RMS),根据上述原则对控制点进行修改,直到符合要求。(9)增加所有控制点后,在Georeferencing下拉菜单中单击Update Display命令。(10)更新后,影像就变成真实的坐标。(11)在Georeferencing下拉菜单中单击Rectify命令,打开Save As对话框,将更
8、新后的影像另存。其中参数Cell Size选择与更新前相同,Resample Type(重采样方法)有3种: Nearest Neighbor(最近邻法)、Bilinear Interpolation(双线性内插法)和Cubic Convolution(立方卷积法),最近邻法不改变输入像元的值,得出的结果较粗糙;双线性内插法稍好;立方卷积法最光滑。 一般对栅格地图来说采用最近邻法为好。三、坐标定义三、坐标定义 ArcGIS Desktop可以定义数据的地理坐标和投影坐标,在ArcMap、ArcCatalog、ArcToolBox中都能进行。3.1 空间数据坐标定义空间数据坐标定义 对于不同的数
9、据类型,进行的操作也不同。(一)在(一)在ArcCatalog中定义中定义 在ArcCatalog中对不同的数据格式进行地理坐标系统的定义,其有些过程存在一定的差异,具体过程如下:1、Shapefile文件的坐标定义文件的坐标定义 利用ArcCatalog,可以定义Shapefile的坐标系统,包括选择一个ArcCatalog提供的预定义的坐标系统,直接输入另一数据源的坐标系统,或定义一个自己的坐标系统。 定义后的坐标系统信息存储在与Shapefile同名、同目录的.prj文件中,Shapefile的坐标系统被确定以后,还可以单击【空间坐标特性】对话框中的【修改】按钮对其进行修改。具体操作如下