今天給各位分享gis地圖和坐標系的知識，其中也會對gis地圖和坐標系的關系進行解釋，如果能碰巧解決你現在面臨的問題，別忘了關注本站，現在開始吧！
目錄一覽：
WebGIS中的坐標系和瓦片地圖
本文主要介紹坐標系和瓦片地圖的相關知識， 他們是進行WebGIS開發的基礎。
坐標系分為地理坐標系和投影坐標系，他們的定義如下：
地理坐標系 （Geographic Coordinate System）：
????是使用三維球面來定義地球表面位置，以實現通過經緯度對地球表面點位引用的坐標系。包括角度測量單位、本初子午線和參考橢球體三部分。
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投影坐標系 （Projection Coordinate System）：
????是使用基于X,Y值的坐標系統來描述地球上某個點所處的位置。它由地理坐標系和投影 *** 兩個要素所決定。
????地球表面是崎嶇不平的，人們為了精確表示地球表面的位置，引入了 旋轉橢球體 的概念。即用一個規則的旋轉橢球體去逼近真實的地球表面。一個旋轉橢球體的參數主要有以下三個:長半軸、短半軸、扁率。定義了這三個參數，也就唯一確定了一個旋轉橢球體。
????定義了橢球體的形狀后，還需要確定橢球體的位置。橢球體表面與真實地球表面存在差異，并且在世界的不同地區，這種差異也不盡相同。因此橢球體的定位直接決定了地理坐標與真實位置的誤差。橢球體定位就是需要確定 大地基準面 ，從而確定橢球體與地球的相對位置。有以下兩類大地基準面：
????確定了旋轉橢球體的 形狀 和 位置 ，那么地理坐標系的基礎就確定了。接下來需要定義地球上任意一點的地理坐標表示 *** 。
????地理坐標，就是用經緯度表示地面點位的球面坐標。在大地測量學中，對于地理坐標系統中的經緯度有三種提法：天文經緯度、大地經緯度和地心經緯度。其中使用較多的是大地經緯度，其使用大地坐標（L,B,h）表示地面點在橢球面上的位置三個要素，他們的定義如下：
圖示：
????這樣就完成了地理坐標系的定義，地球上任意一點都能獲得經緯度坐標了。
????在橢球面上表示的地球上物體的坐標，會給實際使用帶來一些麻煩。更多的時候我們希望將地物展現在平面上，這時就需要引入投影坐標系的概念。
????在地球橢球面和平面之間建立點與點之間函數關系的數學 *** ，稱為 地圖投影 。
????地圖投影的一般公式為：x = F(λ，φ), y = G(λ，φ)
????確定了投影 *** 后，也就確定了函數F和G，只要知道地面點的經緯度（λ，φ），便可以在投影平面上找到相對應的平面位置（x，y）。
投影 *** 有以下幾類：
????以上兩種 *** 都要進行分帶投影。即按一定的間隔選取經線作為投影的中央經線，中央經線兩側一定范圍內的地區按所選中央經線進行投影。這樣做的目的是減小投影變形，方便在工程中使用。
具體的投影 *** 請點擊小標題查看。
????選擇一個地理坐標系，以及一個地圖投影 *** ，就唯一確定了一個投影坐標系，從而可以使用平面坐標表示地球上物體的位置了。
????在Web地圖領域，使用最為廣泛的坐標系統就是 WGS84 Web Mercator 。谷歌地圖、Virtual Earth、Bing Maps、百度地圖、Mapabc、ArcGIS Online等都是采用這種坐標系。作為一個投影坐標系，需要兩個基本的要素，一個是地理坐標系，還有一個是投影 *** 。我們分別來看：
????從名字可以看出，WGS84 Web Mercator坐標系采用的地理坐標系是WGS84坐標系，它屬于地心坐標系，坐標系的原點位于地球質心，其基本參數如下：
????從名字上可以看出，WGS84 Web Mercator坐標系的投影 *** 和Mercator（墨卡托）投影有關，但是這個投影 *** 和不是標準的墨卡托投影。他們之間的區別在于，WGS84 Web Mercator在投影時將地球橢球當做圓球看待，這會導致本來是等角投影的墨卡托投影變得不再等角了，而是近似等角，也就是出現角度變形。
????以赤道為標準緯線，以本初子午線為中央經線，分別得到X軸和Y軸。兩者的交點設為原點，規定緯度向北為正，向南為負；經度向東為正，向西為負。
對應于經緯度的范圍就是：
????討論坐標系不得不提到EPSG，EPSG的英文全稱是European Petroleum Survey Group，中文名稱為歐洲石油調查組織。這個組織成立于1986年，2005年并入IOGP(International Association of Oil Gas Producers)，中文名稱為國際油氣生產者協會。EPSG對幾乎所有常用的坐標系統都進行了編號，統一了坐標系的表示，于是我們經常會看到使用EPSG編號來指代某一坐標系。
以下是幾個常用坐標系的EPSG編號和單位：
????至于為何WGS84 Web Mercator有兩個編號，這里面還是有一段故事的，可以去 這里 查看。
????查詢全部的EPSG編號和詳細信息請訪問 EPSG官網 。
????互聯網地圖服務，常常通過采用構建瓦片地圖的方式，加快用戶的訪問，減少數據傳輸量。具體而言，瓦片地圖就是對投影后的地圖在不同尺度（層）下進行切片，每個尺度得到的地圖切片數量不同、表示范圍不同、詳細程度不同，但是圖片的尺寸相同（一般為256*256），最終構成一個“瓦片金字塔“”。根據用戶所瀏覽的區域范圍，自動確定所要返回的切片層級，在滿足用戶查詢需求的同時，保證了地圖傳輸的效率。
????在投影坐標系的選擇上，目前主流的地圖服務提供商基本都選擇的是WGS84 Web Mercator坐標系。但是在如何對投影后的地圖進行切片并編號時，不同廠商之間存在較大的差異。
????以地圖左上角為原點，X軸向右，Y軸向下，從0開始分別進行編號。Z的取值范圍為[0, 18]，在第z級別，x,y方向的瓦片個數均為：2 z 個，即x,y取值范圍是[0 , 2 z -1]。
????WMTS較為特殊，WMTS中的TileMatrix對應于z，TileRow對應于y，TileCol對應于x。編號方式和谷歌與O *** 相同。
????以地圖左下角為原點，X軸向右，Y軸向上，從0開始分別進行編號。Z的編碼規則與谷歌地圖相同。
z=1時，這兩種瓦片的編號如下圖所示。
????微軟Bing地圖Z的編碼規則與谷歌相同，同一層級的瓦片不用XY兩個維度表示，而只用一個整數表示，該整數服從四叉樹編碼規則（QuadTree）。
????百度地圖的瓦片定義的方式比較獨特，原點的位置在經緯度都為0的地方，X向左為正，向右為負；Y向上為正，向下為負。切分的方式不像上述3種 *** 在每一級進行二等分，而是通過定義每一級的 地圖分辨率 ，確定每一級應該劃分的行列數。地圖分辨率的表達式為：2 18-z ，其含義是每個像素所對應的實際長度。由此，可得每一級應該劃分的行列數為：2πR/(256*2 18-z )，其中R為地球的半徑，單位是米。
參考：
????本文記錄了與WebGIS相關的坐標系和瓦片地圖的知識，說明了他們直接的相互關系。希望WebGIS開發者有所幫助。
GIS中坐標系與偏移算法總結
一 大地坐標系
1.1 概念
大地坐標系是大地測量中以參考橢球面為基準面建立起來的坐標系。
大地坐標系根據其原點的位置不同，分為地心坐標系和參心坐標系。地心坐標系的原點與地球質心重合，參心坐標系的原點與某一地區或國家所采用的參考橢球中心重合，通常與地球質心不重合。
1.2 常用的參心坐標系與地心坐標系
北京54 參心坐標系（參心坐標系）
西安80 參心坐標系（參心坐標系）
cgcs2000 地心坐標系（地心坐標系）
wgs84 地心坐標系（地心坐標系）
我國先后建立的1954年北京坐標系、1980西安坐標系和新1954年北京坐標系，都是參心坐標系。這些坐標系為我國經濟社會發展和國防建設作出了重要貢獻。
但是，隨著現代科技的發展，特別是全球衛星定位技術的發展和應用，世界上許多發達國家和中等發達國家都已在多年前就開始使用地心坐標系。
國務院批準自2008年7月1日啟用我國的地心坐標系——2000國家大地坐標系（CGCS-2000），同時要求用8-10年的時間，完成現行國家大地坐標系向20000國家大地坐標系的過渡和轉換。過渡期結束，將停止提供現行國家大地坐標系下的測繪成果。
參考：
2018年7月1日起全面使用2000國家大地坐標系，西安80和北京54坐標系正式退出歷史舞臺
wgs84是為GPS全球定位系統使用而建立的坐標系統；gps設備采集的數據均為wgs84坐標系。
1.3 不同坐標系之間的轉換
arcgis 軟件中計算完成，參考:[arcgis坐標轉換與投影]( ）
二 坐標投影
2.1 投影后的坐標形式
原始經緯度:120.0397529296875,30.229220825195313
墨卡托投影后:13362764.171082955,3533048.2025558753
參考： arcgis js api：web墨卡托(3857)轉經緯度坐標(4326)
2.2 投影的目的
方便工程測量、二維圖展示便于理解。
2.3 根據不同需求使用不同的投影算法
例如： 墨卡托投影后的二維圖導致了地球兩極被拉寬，不適用于工程測量，但適合用作普通二維圖的展示。而大比例尺的工程測量圖對局部區域內精度要求高，而采用高斯克里格投影。
三 gcj02偏移算法（國家測繪局，被戲稱為火星坐標）
注意 這是偏移算法，而不是單獨的一個坐標系。習慣上人們將加了偏移算法的坐標稱為gcj02坐標。經偏移算法處理的地圖數據偏差一般為 300~500 米。
3.1 在我們國家發布的互聯網地圖按法律規定需要經過偏移算法加偏移。
例如高德地圖、騰訊地圖。
3.2 百度地圖在gcj02基礎上進行了二次加偏移，稱為bd09坐標
3.3 天地圖是否加偏移？
天地圖采用cgcs2000坐標。
發布在互聯網上的天地圖并不一定都是加偏移，未加偏移的地圖做了特殊處理，很多涉密地理信息在地圖上找不到。
3.4 使用了加偏移的地圖如何進行gis開發
對疊加到地圖上的數據同樣加偏移，實現與底圖吻合。
參考： WGS84坐標與不同加密算法之間轉換
更多參考：
你必須知道的地理坐標系和投影坐標系
arcgis坐標轉換與投影變換
在GIS實踐中為什么選擇地圖投影和坐標系
因為一幅地圖有自己的地圖投影和坐標系，不同的國家、地區會選用不同的地圖投影和坐標系來繪制地圖，例如我國選用的投影和坐標系無法應用于其他國家，譬如日本，否則日本地圖會顯得很小，微不足道。因此，在GIS實踐中選擇適合的投影和坐標系，達到強調、突出某些特征的效果。如有問題，可參照《地圖投影》
gis地圖和坐標系的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內容，更多關于gis地圖和坐標系的關系、gis地圖和坐標系的信息別忘了在本站進行查找喔。
