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arcgis 中北京1954 高斯克呂格投影說明

ArcGIS自帶了多種座標系統,在$ {ArcGISHome}\Coordinate Systems\目錄下Geographic Coordinate Systems、Projected Coordinate Systems,中文翻譯為地理座標系、投影座標系。

   關於地理座標系和投影座標系的區別,網路上有相關的文章介紹--地理座標系與投影座標系的區別,簡而言之,投影座標系=地理座標系+投影過程。

   1 Geographic Coordinate Systems 地理座標系統 

   在Geographic Coordinate Systems目錄中,我們可以看到已定義的許多座標系資訊,典型的如Geographic Coordinate Systems\World目錄下的WGS 1984.prj,裡面所定義的座標引數: 

   GEOGCS["GCS_WGS_1984",DATUM["D_WGS_1984",SPHEROID["WGS_1984",6378137,298.257223563]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT["Degree",0.017453292519943295]] 

   裡面描述了地理座標系的名稱、大地基準面、橢球體、起始座標參考點、單位等。

   2 Projected Coordinate Systems   投影座標系統 

   在Projected Coordinate Systems目錄中同樣存在許多已定義的投影座標系,我國大部分地圖所採用的北京54和西安80座標系的投影檔案就在其中,它們均使用高斯-克呂格投影,前者使用克拉索夫斯基橢球體,後者使用國際大地測量協會推薦的IAG 75地球橢球體。如Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj定義的座標引數: 

   PROJCS["Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_75E",GEOGCS["GCS_Beijing_1954",DATUM["D_Beijing_1954",SPHEROID["Krasovsky_1940",6378245.0,298.3]],PRIMEM

["Greenwich",0.0],UNIT["Degree",0.0174532925199433]],PROJECTION["Gauss_Kruger"],PARAMETER["False_Easting",500000.0],PARAMETER

["False_Northing",0.0],PARAMETER["Central_Meridian",75.0],PARAMETER["Scale_Factor",1.0],PARAMETER["Latitude_Of_Origin",0.0],UNIT["Meter",1.0]] 

   可以看出,引數裡除了包含地理座標系的定義外,還有投影方式的資訊。 

   北京54和西安80是我們使用最多的座標系,在ArcGIS檔案中,對於這兩種座標系統的命名有一些不同,簡單看去很容易讓人產生迷惑。在此之前,先簡單介紹高斯-克呂格投影的基本知識,瞭解就直接跳過,我國大中比例尺地圖均採用高斯-克呂格投影,其通常是按6度和3度分帶投影,1:2.5萬-1:50萬比例尺地形圖採用經差6度分帶,1:1萬比例尺的地形圖採用經差3度分帶。具體分帶法是:6度分帶從本初子午線開始,按經差6度為一個投影帶自西向東劃分,全球共分60個投影帶,帶號分別為1-60;3度投影帶是從東經1度30秒經線開始,按經差3度為一個投影帶自西向東劃分,全球共分120個投影帶。為了便於地形圖的測量作業,在高斯-克呂格投影帶內佈置了平面直角座標系統,具體方法是,規定中央經線為X軸,赤道為Y軸,中央經線與赤道交點為座標原點,x值在北半球為正,南半球為負,y值在中央經線以東為正,中央經線以西為負。由於我國疆域均在北半球,x值均為正值,為了避免y值出現負值,規定各投影帶的座標縱軸均西移500km,中央經線上原橫座標值由0變為500km。為了方便帶間點位的區分,可以在每個點位橫座標y值的百千米位數前加上所在帶號,如20帶內A點的座標可以表示為YA=20 745 921.8m。 

   在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目錄中,我們可以看到四種不同的命名方式:

   Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj

   Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25.prj

   Beijing 1954 GK Zone 13.prj

   Beijing 1954 GK Zone 13N.prj

   對它們的說明分別如下:

   三度分帶法的北京54座標系,中央經線在東75度的分帶座標,橫座標前不加帶號

   三度分帶法的北京54座標系,中央經線在東75度的分帶座標,橫座標前加帶號

   六度分帶法的北京54座標系,分帶號為13,橫座標前加帶號

   六度分帶法的北京54座標系,分帶號為13,橫座標前不加帶號

   在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Xian 1980目錄中,檔案命名方式又有所變化:

   Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj

   Xian 1980 3 Degree GK Zone 25.prj

   Xian 1980 GK CM 75E.prj

   Xian 1980 GK Zone 13.prj

   西安80座標檔案的命名方式、含義和北京54前兩個座標相同,但沒有出現“帶號+N”這種形式,為什麼沒有采用統一的命名方式?讓人看了有些費解。

  需要注意的是:

①大家經常希望能夠通過座標轉換,將北京54或西安80中的地理座標系轉換到WGS84,實際上這樣做是不準確的,北京54或西安80的投影座標可以通過計算轉換到其對應的地理座標系,但由於我國北京54和西安80中的地理座標系到WGS84的轉換引數沒有公開,因此無法完成其到WGS84座標的精準計算。其他公開了轉換引數的座標系都可以在ArcToolbox中完成轉換。

我國跨越的頻寬:
六度帶我國跨11個6°帶(為13-23帶),一般用於1:2.5萬及1:5萬地形圖;
三度帶我國跨22個3°帶(為24-45帶),一般用於1:1萬的地形圖。

各個分帶的中央經線演算法:
六度帶為:帶號×6°-3°(如16帶中的中央經線為16×6°-3°=93°)
三度帶為:帶號×3°(如31帶的中央經線為31×3°=93°)
我國經度跨度為: 73°E~135°E(最西端新疆的帕米爾高原上-黑龍江與烏蘇里江的主航道匯合);
故而我國的六度跨帶為13~23帶,三度帶為24 ~45帶。
一個好記的方法:在中華人民共和國陸地範圍內,座標(Y座標,8位數,前兩位是帶號)帶號小於等於23的肯定是6度帶,大於等於

24的肯定是3度帶。

地形圖上公里網橫座標前2位為帶號,例如1:5萬地形圖上的橫座標為20345486,其中20即為帶號,345486為橫座標值。