空间数据的坐标与投影

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1、12.1地理空间2.2地球的表示2.3地图坐标2.4GIS投影第2章GIS数据的坐标与投影2第1节地理空间一、地理空间的定义空间（Space）在不同的学科有不同的解释。从物理学角度：空间指宇宙在三个相互垂直方向上所具有的广延性；从天文学角度：指时空连续体系的一部分；在地理学上，地理空间指物质、能量、信息的存在在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。地理空间上至大气电离层，下至地幔莫霍面，是生命过程活跃的场所，也是宇宙过程对地球影响最大的区域。3——地理信息系统的中空间的概念常用“地理空间”（G

2、eo-spatial）来表述。地理空间被定义为绝对空间和相对空间两种形式。绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，它由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间是具有空间属性特征的实体的集合，它由实体间的空间关系构成。4地理空间一般包括地理空间定位框架及其所连接的特征实体，地理空间定位框架即大地测量控制，由平面控制网和高程控制网组成。（即：地理空间依赖空间参照系统来确定）第1节地理空间5假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从平均海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面，这就是大地水准面

3、。6坐标参考系统—高程系统任意水准面大地水准面H´AHA铅垂线AH´BHBhAB7坐标参考系统—高程系统水准原点1985国家高程基准，72.2604米1956黄海高程系，72.2893米1950-1956年平均海水面为0米以1952-1979年青岛验潮站测定的平均海水面作为高程基准面青岛验潮站观象山8国家水准原点9三轴椭球体模型，是以大地水准面为基准建立起来的地球椭球体模型。设椭球体短轴上的半径记为c，它表示从极地到地心的距离；椭球体长轴上的半径和中轴上的半径记为a和b，它们分别是赤道上的两个主轴。第2节地球的表示2

4、.1地球椭球10由于赤道扁率较极地扁率要小得多，因此可假定赤道面为圆形。因此，为便于计算，广泛采用双轴椭球体作为地球形体的参考模型，即用a代替b，双轴椭球体亦称为旋转椭球体。因此上面的方程就变为：旋转椭球体是地球表面几何模型中最简单的一类模型，为世界各国普遍采用作为测量工作的基准。美国环境系统研究所（ESRI）的ARC/INFO软件中提供了多达30种旋转椭球体模型。我国目前一般采用克拉索夫斯基椭球体作为地球表面几何模型。112.2地球椭球体的逼近一级逼近:大地水准面(重力等位面)包围的球体，称为大地球体（三轴椭球体）

5、。二级逼近:双轴椭球体。地球椭球体的三要素:长半轴a，短半轴b，扁率f=(a-b)/a。三级逼近:与局部地区的大地水准面符合得最好的一个地球椭球体，称为参考椭球体。通常不同国家地区采用不同的参考椭球体。12常见地球椭球体的主要参数一览表YearEllipsoidSemimajorAxisa(m)FlatteningfUse1984WGS846378137.001/298.26NewlyAdopted1980GRS806378137.001/298.26NewlyAdopted1975IUGG6378140.001/2

6、98.257China1940Krasovsky6378245.001/298.30Russia,China1909International6378388.001/297MuchofWorld1880Clark18806378249.151/293.47France,MostofAfrica1866Clark18666378206.401/294.98NorthAmerica1841Bessel6377397.161/299.15MidEurope,Indonisia13有了参考椭球，在实际建立地理空间坐标系统的时

7、候，还需要指定一个大地基准面将这个椭球体与大地体联系起来。2.3大地基准面（Datum）这里所说的大地基准是指能够最佳拟合地球形状的地球椭球的参数及椭球定位和定向。椭球定位是指确定椭球中心的位置。椭球定向是指确定椭球旋转轴的方向，不论是局部定位还是地心定位，都应满足两个平行条件:①椭球短轴平行于地球自转轴；②大地起始子午面平行于天文起始子午面14GeodeticDatums(大地基准)ReferenceframeforlocatingpointsonEarth’ssurfaceAsetofparametersdefi

8、ningacoordinatesystemonearth’ssurfaceDefinesorigin&orientationoflatitude/longitudelinesDefinesthepositionofthespheroidrelativetoEarth’scenter.15椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭