投影坐标，平面以及坐标转换

     1.空间坐标（球面）主要分为地心坐标和参心坐标，地心坐标：WGS84，国家2000坐标。参心坐标：北京54，西安80，以及地方坐标。

      表现方式:大地坐标（L,B,H),空间直角坐标（x,y,z），这两种坐标均基于球面，，前者表现是度，是常见的表现方式，后者单位是米，一般是为同其他坐标进行转换的时候出现。大地坐标和空间直角坐标之间可以相互转换。

 

 2.投影平面，投影后的坐标采用直角坐标系来表示。

 表现方式：平面直角坐标（x,y,h),单位是米，平面直角坐标和空间直角坐标虽然表现类似，但是是不同的坐标。常见的投影包括：高斯克吕格投影，墨卡托投影，以及web墨卡托投影。

高斯克吕格投影，我国大中比例尺均采用这种投影。

墨卡托投影：航海图一般采用这种投影。

web墨卡托投影。与墨卡托投影相似，互联网地图采用的投影。

 

3.常见的数据坐标和投影

GPS数据：一般是wgs84坐标，以大地坐标（经纬度）的形式展示，无投影。

地形图：一般是北京54或者西安80坐标系，以平面直角坐标展现，高斯克吕格投影。

互联网地图：WGS84坐标（谷歌地图，谷歌地球），加密WGS84坐标（对WGS84坐标进行加密，如GCJ-02坐标或者百度地图，web墨卡托投影。

市政管线数据：地方坐标，以平面直角坐标（米）展现，高斯克吕格投影。

 

 

4.坐标转换过程

坐标转换涉及到空间坐标，平面坐标以及投影。

1）三维转换：不同椭球体间转换。：wgs84--北京54，WGS84--西安80，西安80-北京54，常用的七参数方法，三参数方法。

2）二维转换：同一椭球体转换：北京54--地方坐标（该地方坐标是基于北京54建立的，常用四参数方法。

不同椭球体之间的坐标转换，需要用空间直角坐标来计算，采用三参数（一个点）或者七参数（三个点），同一椭球体的坐标转换，基于高斯平面坐标来计算，采用四个参数（2个点），如果公共点可以采用最小二乘法拟合，求取最佳参数。

以WGS84坐标转地方坐标系为例，其流程为WSG84--北京54--地方坐标，步骤如下

1)(B,L,H)84--(X,Y,Z)84,空间大地坐标到空间直角坐标转换。

2）(x,y,z)84--(x,y,z)54,坐标基准转换，即datum转换，通常三种转换方法，七参数，简化三参数，molodensky.

3)(x,y,z)54--(B,L,H)54,空间直角坐标到空间大地坐标转换。

4)(b,l)54--(x,y)54,高斯投影正算。

5)(x,y)54--(x0,y0)54,地方坐标转换，常用四参数法。

 

1,3,4需要的参数都是公开的。2,4参数非公开，可利用同名点求取转换的参数。

步骤二：采用三个参数（即X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K视为0）（一点）或者七参数（三点）

步骤三：采用四参数（两点），如果同名点可以采用最小二乘法拟合，求取最佳参数。

 

5、 转换工具

 

坐标转换过程中，坐标转换模型的参数是很关键的，需要找测绘部门购买或者自己计算。找同名点、计算转换参数、利用公式及参数进行坐标计算。

Excel，可以用了计算参数、坐标转换，可以实现批量转换，缺点有时有些公式编写比较困难，最小二乘法比较难实现。利用解一元多次方程，实现参数计算；利用普通公式计算，实现坐标批量转化。

 ArcGIS，有投影工具，七参数（X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K）的坐标转换工具，但是缺少转换参数，缺少参数计算工具。

 Matlab，可实现最小二乘法拟合，求取最佳坐标转换参数。

 此外，网上有一些坐标转换相关软件，很多实现了坐标转换的所有功能，但是有些软件要收费。

 使用excel+arcGIS实现坐标转换。Excel中计算坐标转换参数。ArcGIS中提供了，Beijing_1954_To_WGS_1984工具，高斯投影工具、墨卡托投影工具、任意坐标转换工具（需要自己计算参数）。

 

 

测量坐标系转换及COORD转换实例http://sjzhdch.blog.163.com/blog/static/1732330712011112083554744/

 

使用ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54高斯投影坐标的转换http://blog.sina.com.cn/s/blog_a9091a330101aeal.html

 

ArcGIS中提供的北京54与wgs4坐标转换方法及参数http://blog.3snews.net/space.php?uid=3502&do=blog&id=63595

 

坐标系统与投影变换及在ARCGIS中的应用http://blog.csdn.net/jax_lee/article/details/6764516

 

ArcGIS中的地理坐标系转换方法参数（一）http://blog.csdn.net/kikitamoon/article/details/18408695

 

ArcGIS中的地理坐标系转换方法参数（二）http://blog.csdn.net/kikitamoon/article/details/18496239

 

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