地理坐标系与投影坐标系的区别

1、地理坐标系
        首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短半轴，偏心率。以下几行便是：
Krasovsky_1940椭球及其相应参数。 
Spheroid: Krasovsky_1940 
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 
Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000 


然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。在坐标系统描述中，可以看到有这么一行： 
Datum: D_Beijing_1954 
表示，大地基准面是D_Beijing_1954。 


 有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。 
完整参数： 
Alias: 
Abbreviation: 
Remarks: 
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) 
Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000000000000000) 
Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954 
Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940 
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 
Inverse Flattening: 298.300000000000010000 


2、投影坐标系
        接下来便是Projection coordinate system（投影坐标系统），首先看看投影坐标系统中的一些参数。 
Projection: Gauss_Kruger 
Parameters: 
False_Easting: 500000.000000 
False_Northing: 0.000000 
Central_Meridian: 117.000000 
Scale_Factor: 1.000000 
Latitude_Of_Origin: 0.000000 
Linear Unit: Meter (1.000000) 
Geographic Coordinate System: 
Name: GCS_Beijing_1954 
Alias: 
Abbreviation: 
Remarks: 
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) 
Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000) 
Datum: D_Beijing_1954 
Spheroid: Krasovsky_1940 
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000 
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000 
Inverse Flattening: 298.300000000000010000 
从参数中可以看出，每一个投影坐标系统都必定会有Geographic Coordinate System。投影坐标系统，实质上便是平面坐标系统，其地图单位通常为米。那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢？这时候，又要说明一下投影的意义：将球面坐标转化为平面坐标的过程便称为投影。好了，投影的条件就出来了： 
a、球面坐标 
b、转化过程（也就是算法） 
也就是说，要得到投影坐标就必须得有一个“拿来”投影的球面坐标，然后才能使用算法去投影！ 
即每一个投影坐标系统都必须要求有Geographic Coordinate System参数。
 
3、总结
        我们现在看到的很多教材上的对坐标系统的称呼很多，都可以归结为上述两种投影。其中包括我们常见的“非地球投影坐标系统”： 
        1）大地坐标（Geodetic Coordinate）：大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角，大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。 
        2）方里网又称平面直角坐标：是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线，所以称之为方里网，由于方里线同时又是平行于直角坐标轴的坐标网线，故又称直角坐标网。 


        在1：1万——1：20万比例尺的地形图上，经纬线只以图廓线的形式直接表现出来，并在图角处注出相应度数。为了在用图时加密成 网，在内外图廓间还绘有加密经纬网的加密分划短线(图式中称“分度带”)，必要时对应短线相连就可以构成加密的经纬线网。1：2 5万地形图上，除内图廓上绘有经纬网的加密分划外，图内还有加密用的十字线。 
       我国的1：50万——1：100万地形图，在图面上直接绘出经纬线网，内图廓上也有供加密经纬线网的加密分划短线。 
直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为X轴，以赤道投影后的直线为Y轴，它们的交点为坐标原点。这样，坐标系中就出现了四个象限。纵坐标从赤道算起向北为正、向南为负；横坐标从中央经线算起，向东为正、向西为负。需要注意一点就是在一些软件中的X,Y坐标是与这里所说的平面直角坐标系的X,Y坐标正好相反的，如重庆某点的坐标在软件中显示的是（35522876，3287997），那么在平面直角坐标系中，该点的X坐标应该是3287997，而Y坐标才是35522876。
        虽然我们可以认为方里网是直角坐标，大地坐标就是球面坐标。但是我们在一副地形图上经常见到方里网和经纬度网，我们很习惯的称经纬度网为大地坐标，这个时候的大地坐标不是球面坐标，她与方里网的投影是一样的（一般为高斯），也是平面坐标。