空间参考.docx

肄空间参考(SpatialReference)薁坐标系统(CoordinateSystem)节投影(Projection)螇基准面(Datum)蒆椭圆体(Ellipsoid)芄在谈到地理投影或者坐标系统的时候很多人会分不清楚上面提到的那些词语,更不用说这些词语之间的区别和联系。有时候你会听到有人这样说:“我的数据是WGS84坐标系统的”,这句话真正的意思是什么呢?下面就上面说到的词语一一给出说明,最后在回到这句话上来,或者到时候就知道这句话的表面意义和内涵了。蚈CoordinateSystem坐标系统袈说起坐标系统,很多人首先想到的是笛卡尔坐标系统,很显然它也是坐标系统中的一种。笛卡尔坐标的特点就是得定义一个原点和坐标轴(方向),任何放入笛卡尔坐标系统内的点都必须相对于这个原点和方向才显得有意义,这也道出了坐标系统的本质:相对性。在实际的生产应用中有三种比较流行的坐标系统。oordinateSystem蚅如图1。这是一种原点在地心、用(X,Y,Z)进行表示的坐标系统。这种坐标系统在实际生活中用得比较少,原因很简单:这种坐标系统缺少常见的方位概念,东、西、南、北和上、下。就算用到了这种坐标系统,一般也不会直接显示出来而是转换成其他的坐标系统间接显示出来。蚃膃图2SphericalCoordinateSystem腿球坐标系统(地理坐标系统)Spherical蚇见图2,这是在实际生活中用得最多的坐标系统,叫球坐标系统,也是就是常说的地理坐标系统。它的原点是本初子午线(这条经线穿过英国的格林尼治天文台,在那里建有相应的标志塔),用经纬度加以表示,经度是东(E)西(W)各180度,纬度是南(S)北(N)各90度。如果要用这个系统来表示有关高程的东西,一般的做法是给定的某个高度或高程是相对于平均海平面或者基准面。肅薂图3CartesianCoordinateSystem罿笛卡尔坐标系统CartesianCoordinateSystem螈见图3。和前面的两种坐标系统明显不一样的地方就是这种坐标系统是一种“平面”的坐标系统,这种坐标系统是二维的,这里的平面两个字加上引号是因为地球的表面不是真的平面的,而是一种球面。在实践中用得最多的一种就是通用横轴墨卡托投影系统(UniversalTransverseMercator简称UTM)。但是具体到地球上某个地方的时候,测量人员一般不会直接采用这种投影,而是一种成为本地平面投影坐标系统,这涉及到本地基准面等概念。有了笛卡尔坐标系统,人们可以非常方便地在地图上进行各种量算:距离长度、角度和面积,这些都和下面说到的投影密切相关。膄基准面(Datum)和椭圆体(Ellipsoid)羁上面提到的坐标系统有一些明显的特点就是这些坐标系统都是通过相对于地心这样的原点而建立起一种具有相对意义的坐标系统,而地心坐标系统的高程也同样的道理:此坐标系统下的高程是相对于地球表面。说到这里,很多人会问:地心?那么地心的位置在哪里?如果确定?地球的形状到底如何?是球体还是椭球体?虿薆图4薆科学发展到现在,相信大家都知道了地球不是标准的球体,更不是平面的。那么应该如何去定义地球的表面形状呢?如果我们把平均的海平面定义为地球的表面形状,我们无法得到一个球体状或者是一个椭圆体,虽然海平面跟其下面的地球表面是处处平行的,原因很简单:海平面是跟其所在地球表面的