ArcGIS坐标系篇之坐标转换及常见问题(三)

ArcGIS中的常用坐标系、坐标变换以及常见问题

一、ArcGIS中常用坐标系
1、地理坐标系(Geographic Coordinate System)
地理坐标是球面坐标,在ArcGIS中经常以十进制度或者度分秒的单位显示,我们常用的地理坐标系有GCS_Xian_1980、GCS_WGS_1984、GCS_China_Geodetic_Coordinate_System_2000,地理坐标系常见参数如下:
Angular Unit: Degree (0.0174532925199433)/角度单位
Prime Meridian: Greenwich (0.0)/起始经度
Datum: D_China_2000/大地基准面
Spheroid: CGCS2000/参考椭球体
Semimajor Axis: 6378137.0/长半轴
Semiminor Axis: 6356752.314140356/短半轴
Inverse Flattening: 298.257222101/反扁率
2、投影坐标系(Projected Coordinate System)
地理坐标系进行进行地图投影后就变成了投影坐标系,地图投影是按照一定的数学法则将地球椭球面上的点的经纬度坐标转换到平面上的直角坐标,需要说明一点,也有将坐标系称为空间参考的。
投影坐标系的主要参数有:
CGCS2000_3_Degree_GK_CM_102E
WKID: 4543 权限: EPSG
Projection: Gauss_Kruger/投影
False_Easting: 500000.0/东伪偏移
False_Northing: 0.0/北伪偏移
Central_Meridian: 102.0/中央子午线
Scale_Factor: 1.0/比例因子
Latitude_Of_Origin: 0.0/起始原点
Linear Unit: Meter (1.0)/线性单位
投影坐标系=地理坐标系+投影

二、ArcGIS中坐标转换
ArcGIS中常见的坐标转换有地理坐标系转投影坐标系、投影坐标系转地理坐标系、同一参考基准下投影坐标系之间的换带、投影坐标系之间的不同分带方式之间的转换,不同参考基准之间的坐标转换等,坐标系转换理论上可以在任意两个覆盖了数据范围的坐标系之间进行。
对于不同参考基准之间的三维坐标转换,转换过程需要提供七参数(3个平移参数、3个旋转参数、1个比例缩放参数)方可转换,因我国北京54、西安80、国家2000各参考基准之间的转换参数不公开,所以一般涉及不同参考基准之间的坐标转换需要到相关部门进行转换。
不同参考基准之间的二维平面坐标之间的转换需要提供四参数(2个平移参数、1个旋转参数、1个比例缩放参数)方可准确转换。

三、坐标转换方法(同一基准面)
1、矢量数据
ArcToolbox—数据管理工具—投影和变换—要素—投影
该转换方式适用于对矢量数据进行以下坐标转换:
3度带转6度带、6度带转3度带、地理坐标系转投影坐标系、投影坐标系转地理坐标系、中央经线转带号、带号转中央经线、不同带号转换。
2、栅格数据
ArcToolbox—数据管理工具—投影和变换—栅格—投影栅格
该转换方式适用于对栅格数据进行以下坐标转换:
3度带转6度带、6度带转3度带、地理坐标系转投影坐标系、投影坐标系转地理坐标系、中央经线转带号、带号转中央经线、不同带号转换。
注意:使用投影和投影栅格两个工具时必须要保证数据的原始坐标必须是正确的,否则使用时会出错。

四、ArcGIS中容易混淆的几个坐标概念
1、数据的真实坐标,简称为“真实坐标系”
数据的真实坐标系指数据记录本身所对应的坐标系。
2、数据属性所标称的坐标系,简称“属性坐标系”
属性坐标系是指数据文件的属性所标称的坐标系。在数据目录 里面右击该数据文件,可以直接修改该文件属性中的坐标系。
3、ArcMap中的数据框坐标系,简称“地图坐标系”
ArcGIS中显示出来的一定是数据框的投影坐标,因此经常会出现数据框显示的坐标与数据的真实坐标不一致得情况,要想解决这种问题,必须要保证数据与数据框的坐标系完全一致。

五、如何获取数据的正确坐标系(坐标系猜测)
坐标系猜测是指猜测数据的真实坐标系,并且把数据的属性坐标系设置为真实坐标系。可能出于保密或者错误操作,有时我们获得的数据坐标系未知或者不正确,这时我们就需要想办法获取正确的坐标系。
在这种情况下,一般有以下几种处理方法:
1、向数据的提供方询问数据的真实坐标系是什么。
2、查看所给数据列表里有没有.xml文件,此文件即为数据头文件。如果有,用记事本打开,里面记录着关于该文件的创建时间、存储位置、坐标系统等信息。
3、如果不得不猜测数据的真实坐标系,其基本原理是根据数据的坐标值特征来猜测。经验将会很重要。如果数据的坐标值看起来像是经纬度数值,那么可以认定该数据使用的是地理坐标系。如果数据的坐标值是地面长度(通常数值很大), 那么可以基本认为其真实坐标系为投影坐标系。如果知道该数据大概的空间范围,可以找出该空间范围内的坐标系正确的任一“参考数据”,将其与属性坐标系未知的“目标数据”加 载于同一地图中,并将地图坐标系设置为你怀疑的投影坐标系。当目标数据与参考数据范围吻合时,可以猜测此怀疑的投影坐标系即为目标数据的真实坐标系,并可辅以其他手段进行验证。怀疑的投影坐标系可以有很多个,选择哪些投影坐标系作为怀疑对象,需要基于经验根据数据的坐标值特征进行判断。比如,加投影带号与不加投影带号的投影坐标系中的数据 X 坐标值的大小在很多时候是有明显差异的。

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