自定义坐标系的建立及其坐标变换实现
2 0 1 5年 7月
G E 0 L 0 G Y A N D E X P L 0 R A T 1 0 N
自定 义 坐 标 系 的 建 立 及 其 坐 标 变 换 实 现
周朝宪 , 董少波。 , 和志军 , 姜高珍 , 燕丹晨
( 1 .中 国地 质 大 学 , 北京 1 0 0 0 8 3 ; 2 .南 凯矿 业 有 限公 司 , 北京 1 0 0 0 2 3 ;
述 了如 何 使 用 Ma p I n f o 0和 Ge o s o f t 0 Oa s i s Mo n t a j 两种 常 见 地质 勘 查 GI S软 件 建 立 自定 义 坐标 , 主要 是 如
何在 该 两个 软 件 中构 建 自定 义 大地 基 准 ( d a t u m) , 并 且 给 出 了如 何 使 用 两个 软 件进 行 坐标 变 换 的 步骤 。 [ 关键词 ] 坐标 数 学 椭球 体 大地 基 准 投 影 自定 义 坐标 系 Ma p I n f o
d a t u m 是 WG S ( Wo r l d G e o d e t i c S y s t e m)8 4椭 球 体 。
理论 上讲 , 投影 方法 和 d a t u m 可 以 自由组合 , 从 而 产 生众 多 的坐标 系统 。另外 , 由于一些 历史 原 因 , 在不
s y s t e m e s t a b l i s h me n t a n d c o o r d i n a t e c o n v e r s i o n[ J ] . G e o l o g y a n d E x p l o r a t i o n,2 0 1 5 。5 1( 4) : 0 6 9 9 —
展 就是地 理信 息 系统 ( G I S ) 越 来越 多 地 渗入 并 支 撑 着 当今 的勘查 工作 。现 今 的地质 勘查 工作要 求地 质
勘查 人 员 掌 握 投 影 、 大地基准 ( d a t u m) 和数 学 椭 球
地球 上任 一点 的经 纬度都 是建 立 在 d a t u m基 础
t a j
G e o s o f t 0 O a s i s Mo n —
[ 中图 分 类 号 ] P 2 8
[ 文献标识码] A
[ 文 章编 号 ] 0 4 9 5 — 5 3 3 1 ( 2 0 1 5 ) 0 4 — 0 6 9 9 — 0 6
Zh o u Ch a o - x i a n,Do n g S h a o - b o,He Z h i - j u n, J i a n g Ga o - z h e n,Ya h Da n - c h e n .Cu s t o m c o o r d i n a t e
07 0 4.
格 重合 ) , 难 以满 足测 绘 和 各种 工 程所 需 , 所 以大 地
1 引 言
2 0世 纪 9 0年 代 以来 , 地 质 勘 查 工 作 的一 大 进
基 准还 包 括对 数 学 椭 球 体 进 行 地 球 质 心 的 偏 移 补
偿 。e l l i p s o i d 、 d a t u m和 实际地 球表 面 的关 系见 图 1 。
到 坐 标 转换 问题 和 建 立 自定 义 坐标 问题 , 尤 其 是 当我 国 北 京 5 4坐标 系和 西安 8 O坐 标 系地 质 数 据 的 G I S 化 时 。G I S软件 已经 成 为地 质 勘 查 的 基 本 工具 , 而地质数据 G I S化 的 第一 步 就是 建 立 坐标 系统 。本 文论
ห้องสมุดไป่ตู้
首先 把实 际地球 先简 单化 为数 学椭球 体 。这个 数学 椭球 体 由地球 半径 长轴 和 扁平 率 ( f l a t t e n i n g , 扁 平率
为椭 圆率 ( e l l i p t i c i t y ) 或者偏心率( e c c e n t r i c i t y ) 的 函
3 . 中色 地 科 矿 产 勘 查 股 份 有 限 公 司 , 北京 1 0 0 0 1 2 ; 4 . 中 国地 质 科 学 院 , 北 京 1 0 0 0 3 7 ;
5 . 国家 海 洋 环境 预 报 中心 ,北 京 1 0 0 0 8 1 )
[ 摘
要] 大 地基 准( 含 数 学 椭球 体 ) 和 投 影 方 式 的组 合 形 成 多种 投 影 坐 标 系 。地 质 勘 查 工作 者 常遇
上, 而 不是 建 立 在 e l l i p s o i d之 上 。任 一 点 的 经 纬 度 在不同 d a t u m体 系下 的数 值 基 本 不 相 同 , 通 常 相 差 几 十米乃 至数 百 米 。 了解 这 一点 十分 重 要 , 有 些 地 质人 员 在地 质 图 中没 有 给 出 d a t u m, 这 会 给 使 用 图 件 的人带 来很 大麻烦 。 目前 , G P S全 球 定 位 系 统 所 采 用 的 U T M( U n i - v e r s a l T r a n s v e r s e Me r c a t o r , 通用 横 轴 墨 卡 托 ) 投 影 其
体( e l l i p s o i d ) 的含 义和关 系 , 以免 造成错 误 和不必 要
的问题 。
所谓 投影 , 包括 两部 分 内容 : 一 是对地 球 这个椭 球体 参数 最佳 近似 的理 论化 , 即构 建大地 基 准 ; 二 是
把这 一理 论化 的地 球 大地 基 准 体上 的坐 标点 ( 大地 坐标 系 的经纬 度 ) 转 到平 面 坐 标 ( 即方 里 网 ) 上( 周 朝宪 等 , 2 0 1 3 ) 。大地 基 准 实 际也 包 括 两 部分 内容 :
地方独立坐标系统的建立及其实现
地方独立坐标系统的建立及其实现地方独立坐标系统指的是以特定地点为原点,建立起来的地理坐标系统。
它是用来表示地球上其中一特定区域内的位置的方法,相比于全球性的坐标系统,更适用于对具体地理局部的描述和定位,具有更高的精度和实用性。
本文将对地方独立坐标系统的建立及其实现进行探讨。
一、建立地方独立坐标系统的必要性1.提高精度:全球性坐标系统,如GPS坐标系统,虽然能够提供全球范围的位置定位,但对于一些精细的地理描述和定位,精度可能不够。
而建立地方独立坐标系统,可以根据具体区域的特点和需求,提高位置定位和导航的精度。
2.适应特定需求:不同地区有不同的需求,全球性坐标系统无法满足所有的需求。
建立地方独立坐标系统,则可以根据具体区域的需求和应用场景,进行定制化设计,提供更符合实际需求的位置定位和导航方法。
3.降低成本:通过建立地方独立坐标系统,可以降低依赖全球性坐标系统的成本,降低对于卫星信号和网络的依赖,实现更加独立和可靠的位置定位和导航。
二、地方独立坐标系统的建立方法建立地方独立坐标系统需要进行以下步骤:1.确定原点:选择一个特定地点作为坐标系统的原点,例如一些标志性建筑物、地理特征等。
原点的选择需要考虑到其在区域范围内的代表性和易于辨认性。
2.确定坐标轴:确定地理坐标系统的坐标轴,通常选择水平坐标轴和垂直坐标轴。
水平坐标轴可以根据地理方位进行划分,垂直坐标轴可以选择地球表面的高度或者海拔高度。
3.建立参考框架:建立地方独立坐标系统需要选择一个适合的参考框架,例如等经纬度网格、UTM坐标系统等。
参考框架的选择可以根据具体需求和应用场景进行,以获得最优的位置定位和导航精度。
4.数据采集和处理:采集区域内的地理数据,包括地表地貌、建筑物分布、地理特征等,并进行相关的数据处理和转换,将其转化为相应的地理坐标数据。
5.建立地图和标注:利用采集到的地理坐标数据,建立相应的地图,标注出地方独立坐标系统的原点和坐标轴,并进行地图投影等操作,以便进行后续的位置定位和导航。
geogebra中自定义的平面直角坐标系和三角坐标系
GeoGebra是一款强大的动态数学软件,它支持用户制作自定义工具,并且可以利用这些工具自主地设计出迎合需要的一套坐标系统。
在GeoGebra中,自定义平面直角坐标系和三角坐标系可以通过以下步骤实现:
打开GeoGebra并创建一个新的工作区。
在工作区的顶部菜单栏中,选择“工具”选项。
在弹出的菜单中,选择“坐标系”。
在弹出的子菜单中,选择“自定义”。
在自定义坐标系的设置界面中,可以设置坐标系的属性,如原点、轴方向、单位等。
完成设置后,点击“确定”按钮即可创建自定义的平面直角坐标系或三角坐标系。
需要注意的是,不同的坐标系有不同的特点和适用场景。
平面直角坐标系适用于在二维平面上描述点的位置,而三角坐标系则适用于在三维空间中描述点的位置。
因此,在选择使用哪种坐标系时,需要根据具体的应用场景和需求进行选择。
以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅GeoGebra官方网站或咨询专业人士。
arcgis 创建自定义地理坐标变换 方法 参数值
arcgis 创建自定义地理坐标变换方法参数值自定义地理坐标变换是在ArcGIS中进行空间数据分析和处理时不可或缺的功能。
通过创建自定义地理坐标变换,我们可以将数据从一个坐标系统转换到另一个坐标系统,实现不同坐标系统之间的数据转化和投影变换。
本文将介绍如何在ArcGIS中使用方法参数值创建自定义地理坐标变换,并探讨其方法和应用。
1. 什么是自定义地理坐标变换在ArcGIS中,自定义地理坐标变换是指用户通过指定一系列参数值和方法来定义自己的地理坐标转换方法,以实现特定的地理坐标转换需求。
这些参数值和方法可以是标准的地理坐标转换方法,也可以是用户自己定义的变换方法。
通过自定义地理坐标变换,我们可以实现高精度、高效率的数据转换和投影变换,满足实际应用中各种不同坐标系统的需求。
2. ArcGIS中的自定义地理坐标变换方法和参数值在ArcGIS中,创建自定义地理坐标变换需要指定一些方法和参数值,来定义地理坐标的转换过程。
一般包括以下几个步骤:- 第一步,选择合适的坐标系统。
根据实际需求,选择待转换数据的坐标系统和目标坐标系统。
在选择坐标系统时,需要考虑数据的地理范围、精度要求和应用环境等因素。
- 第二步,选择合适的转换方法。
根据待转换数据的空间特征和应用需求,选择相应的坐标转换方法。
常用的转换方法包括七参数转换、仿射转换和多项式转换等。
- 第三步,确定转换参数值。
根据所选转换方法,确定相应的参数值。
这些参数值可以根据实际数据和转换需求进行设置。
对于七参数转换,需要确定七个参数的数值。
- 第四步,验证和优化转换。
创建自定义地理坐标转换后,需进行验证和优化。
可以使用样本数据进行验证,检查转换效果和精度。
如果发现转换效果不理想,可以适当调整参数值和方法,进行优化。
3. 自定义地理坐标变换的应用与价值自定义地理坐标变换在实际应用中具有广泛的应用和价值。
它可以满足不同坐标系统之间数据转换的需求。
当我们需要将一个国家的坐标数据转换到另一个国家的坐标系统时,可以通过创建自定义地理坐标变换来实现。
ENVI基本操作之自定义坐标
• 13、无论才能知识多么卓著,如果缺乏热情,则无异 纸上画饼充饥,无补于事。Thursday, December 10, 202
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7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 20年12 月上午 2时8分 20.12.1 002:08 December 10, 2020
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8、业余生活要有意义,不要越轨。20 20年12 月10日 星期四 2时8分 13秒02 :08:131 0 December 2020
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9、一个人即使已登上顶峰,也仍要自 强不息 。上午 2时8分 13秒上 午2时8 分02:0 8:1320. 12.10
影像预处理
分别是:基准面名称、 椭球名称、和三个参数。 都用半角豆号隔开。
影像预处理
这就是加进去 的椭球参数
影像预处理
• 第二步:定义基准面。 • 将基准面参数拷贝到datum.txt 文件夹中。 • 同样是半角豆号隔开。
➢附:北京54和西安80的基本面参数。 Beijing-54,Krasovsky,-12,-113,-41 Xi′an-80,IAG-75,0,0,0
HOME\ITT\IDLxx\products\envixx\map_pr oj文件夹下,三个文件记录了坐标信息:
ellipse.txt 椭球体参数文件 datum.txt 基准面参数文件 map_proj.txt 坐标系参数文件
在ENVI中自定义坐标系分三步:定义椭球 体、基准面和定义坐标参数。
IAG-75
年代
1984 1940 1975
长半轴(m)
6378137.0 6378245.0 6378140.0
短半轴(m)
6356752.3 6356863.0 6356755.3
建立空间直角坐标系的几种方法
建立空间直角坐标系的几种方法方法一:直角坐标系基于物体的参考点和参考线。
首先,选择一个点作为原点,然后选择一个方向作为x轴的正方向,并将参考直线从原点开始延伸。
然后,选择与x轴垂直的方向作为y轴的正方向,并延伸直线。
最后,选择与xy平面垂直的方向作为z轴的正方向,并延伸直线。
这样,就完成了一个空间直角坐标系的建立。
方法二:直角坐标系基于坐标系的旋转和平移。
在二维平面中,我们可以通过将一个坐标系进行旋转和平移来建立另一个坐标系。
同样,在三维空间中,我们可以通过对一个已有的坐标系进行旋转和平移来建立一个新的坐标系。
通过旋转和平移的组合,我们可以得到一个新的坐标系,其中的坐标轴可以与原坐标系的坐标轴成直角。
方法三:直角坐标系基于物体的方向和参考面。
在航空航天等领域,直角坐标系通常是根据物体的方向和参考面来建立的。
例如,在航空航天器中,航天员在太空中的朝向通常是以地球为参考面建立的直角坐标系。
方法四:直角坐标系可以通过测量和计算得到。
在地理测量和地质勘探等领域,可以通过测量物体的位置和方向来确定一个直角坐标系。
测量可以通过使用全站仪或其他测量设备进行精确的三维测量来完成。
方法五:直角坐标系可以基于地图坐标系建立。
在地理信息系统(GIS)中,地图坐标系是一种基于平面坐标系的直角坐标系。
通过将地图上的点与已知的地理坐标进行对应,并利用平面坐标系的投影方法,可以建立地图坐标系。
以上是建立空间直角坐标系的几种常见方法。
这些方法在各种领域中得到广泛应用,可以帮助我们更好地理解和描述物体在空间中的位置和方向。
三维坐标系的建立与转换方法
三维坐标系的建立与转换方法引言:三维坐标系作为一种常用的数学工具,广泛应用于几何学、物理学、计算机图形学等领域。
本文将介绍三维坐标系的建立方法以及常用的转换方法,并阐述其在实际问题中的应用。
一、三维坐标系的建立三维坐标系是由三个相互垂直的轴线组成的。
在建立三维坐标系时,我们首先需要确定一个参考点,称为原点,通常用O表示。
然后,确定三个相互垂直的轴线,分别为x轴、y轴和z轴。
x轴通常表示水平方向,y轴表示竖直方向,z轴表示垂直于水平和竖直方向的第三个轴线。
二、三维坐标的表示方法在三维坐标系中,我们可以用有序三元组(x, y, z)来表示一个点。
其中,x表示点在x轴上的投影长度,y表示点在y轴上的投影长度,z表示点在z轴上的投影长度。
这种表示方法被称为直角坐标系。
三、直角坐标系与极坐标系的转换除了直角坐标系外,我们还可以使用极坐标系来表示点的位置。
极坐标系由极径和极角两个参数组成。
在平面坐标系中,极径表示点到原点的距离,极角表示点和x轴正半轴的夹角。
当我们知道一个点在直角坐标系中的坐标(x, y, z)时,可以通过以下方法将其转换为极坐标系中的坐标(r, θ, φ):- 计算点到原点的距离r,即r=sqrt(x^2+y^2+z^2);- 计算点在x-y平面上的极角θ,即θ=atan2(y, x);- 计算点在x-z平面上的极角φ,即φ=atan2(sqrt(x^2+y^2), z)。
反过来,如果我们已知一个点在极坐标系中的坐标(r, θ, φ),可以通过以下方法将其转换为直角坐标系中的坐标(x, y, z):- 计算点在x-y平面上的投影长度x,即x=r*cos(θ);- 计算点在x-y平面上的投影长度y,即y=r*sin(θ);- 计算点在z轴上的投影长度z,即z=r*cos(φ)。
四、坐标系的旋转与平移在实际问题中,我们常常需要对三维模型进行旋转和平移。
这就要借助坐标系的变换方法。
1. 坐标系的平移:假设有一个坐标系A,其原点为Oa,与另一个坐标系B的原点Ob之间的向量为v = (dx, dy, dz)。
arcgis自定义地理坐标方法
arcgis自定义地理坐标方法ArcGIS是一种广泛使用的地理信息系统软件,可以用于数据管理、空间分析和地图制作等多个领域。
在使用ArcGIS时,有时我们需要自定义地理坐标来满足特定的需求,在下面我将介绍两种常用的ArcGIS自定义地理坐标方法。
1. 改变坐标系ArcGIS中的坐标系指的是地理坐标系或投影坐标系。
如果需要使用自定义的地理坐标,首先需要选择与自己定义的坐标一致的坐标系。
可以通过以下步骤来改变坐标系:- 打开ArcGIS软件并加载要素图层。
- 右键点击要素图层,在弹出菜单中选择“属性”。
- 在“属性”对话框中,选择“坐标系统”选项卡。
- 在“坐标系统”选项卡中,选择“使用自定义坐标系统”。
- 输入或选择与自己定义的地理坐标一致的坐标系参数,点击“应用”按钮。
通过改变坐标系,可以将ArcGIS中的地理数据与自己定义的地理坐标对应起来。
2. 使用地理转换工具ArcGIS提供了多种地理转换工具,可以将不同坐标系之间的坐标进行转换。
要使用地理转换工具进行自定义地理坐标,可以按照以下步骤操作:- 打开ArcGIS软件并加载要素图层。
- 在工具栏中选择“编辑”->“转换”->“地理转换”。
- 在地图上选择需要转换的要素。
- 在“地理转换”工具对话框中,选择所需的投影坐标系或地理坐标系转换。
- 点击“确定”按钮进行转换。
使用地理转换工具,可以方便地将ArcGIS中的坐标转换为自定义的地理坐标。
总结:以上介绍了两种常用的ArcGIS自定义地理坐标方法,通过改变坐标系和使用地理转换工具,我们可以实现自定义地理坐标的需求。
无论是在数据管理、空间分析还是地图制作中,都可以根据需要灵活应用这些方法来满足我们的要求。
自定义坐标系的方法
自定义坐标系的方法2012-03-13 17:00ENVI和ERDAS中自定义坐标系的方法1 地理投影的基本原理常用到的地图坐标系有2种,即地理坐标系和投影坐标系。
地理坐标系是以经纬度为单位的地球坐标系统,地理坐标系中有2个重要部分,即地球椭球体(spheroid)和大地基准面(datum)。
由于地球表面的不规则性,它不能用数学公式来表达,也就无法实施运算,所以必须找一个形状和大小都很接近地球的椭球体来代替地球,这个椭球体被称为地球椭球体,我国常用的椭球体如下大地基准面指目前参考椭球与WGS84参考椭球间的相对位置关系(3个平移,3个旋转,1个缩放),可以用其中3个、4个或者7个参数来描述它们之间的关系,每个椭球体都对应一个或多个大地基准面。
投影坐标系是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上,属于平面坐标系。
数学法则指的是投影类型,目前我国普遍采用的是高斯——克吕格投影,在英美国家称为横轴墨卡托投影(Transverse Mercator)。
高斯克吕格投影的中央经线和赤道为互相垂直,分带标准分为3度带和6度带。
美国编制世界各地军用地图和地球资源卫星像片所采用的全球横轴墨卡托投影(UTM)是横轴墨卡托投影的一种变型。
高斯克吕格投影的中央经线长度比等于1,UTM投影规定中央经线长度比为0.9996。
我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺地形图,均采用高斯克吕格投影。
1:2.5至1:50万比例尺地形图采用经差6度分带,1:1和1:2.5万比例尺地形图采用经差3度分带。
大地坐标,在地面上建立一系列相连接的三角形,量取一段精确的距离作为起算边,在这个边的两端点,采用天文观测的方法确定其点位(经度、纬度和方位角),用精密测角仪器测定各三角形的角值,根据起算边的边长和点位,就可以推算出其他各点的坐标。
这样推算出的坐标,称为大地坐标。
我国1954年在北京设立了大地坐标原点,由此计算出来的各大地控制点的坐标,称为1954年北京坐标系。
建立坐标系的方法
建立坐标系的方法
建立坐标系的方法有以下几种:
1. 直角坐标系:以两条垂直的数轴为基准线,建立平面直角坐标系。
其中横轴称为x轴,纵轴称为y轴。
坐标系的原点为二者相交处,点的坐标用(x,y)表示,其中x为横坐标,y为纵坐标。
2. 极坐标系:在平面直角坐标系中,以原点为极点,任取一条射线(通常取x 轴正半轴),建立极轴。
则平面内一点P的极坐标(r,\theta),其中r为OP的长度,\theta为射线OP与极轴的夹角,取正值为逆时针方向,负值为顺时针方向。
3. 三维直角坐标系:以三条相互垂直的数轴为基准,建立三维直角坐标系。
其中x,y,z轴分别垂直于彼此,坐标系的原点为三者相交处,一个点的坐标用(x,y,z)表示。
4. 柱面坐标系:在三维直角坐标系中,以z轴为轴线,建立柱面坐标系。
一个点的柱面坐标用(r,\theta,z)表示,其中r为该点到z轴的距离,\theta为该点在x-y平面上的极角(同极坐标系),z为该点到x-y平面的距离。
5. 球面坐标系:在三维直角坐标系中,以坐标原点为球心,建立球面坐标系,一个点的球面坐标用(r,\theta,\phi)表示,其中r为该点到球心的距离,\theta
为该点在x-y平面上的极角(同极坐标系),\phi为该点与z轴正半轴的夹角(0\leq\phi\leq\pi)。
arcgis中自定义坐标系方法实现对地方坐标系的坐标转换
1,在ARCMAP 里打开坐标系转换工具PrajKE6o co>-DninL?lDartir* of i^urmpii Dawt □r Fmihjn 曰 O BE ? io v new CUpUl0『F ・良/単Claa-s afflh iho MAN I-J daifi&d [:口srdralE Evsfcm rclgng ih* dpiiim and 讨—-I4nrJJr VLE T ^Lvi r nraanri ■T 1"Hi k Tilp2, 分别在INPUT 输入待转换的图层, OUTPUT 输入结果图层 3, 在 OUTPUT COORDINA TE SYSTEM 自定义坐标系 北京坐标系的相关参数如下: 北京本地独立坐标系参数如下: Projection Name:比如:beijinglocal ----------- 投影名称 Projection Type: Transverse Mercator ------- 投影类型 Projectio n Ellipsoid: Krassovsky False East ing: 500000 ------ 东伪偏移 False Northing: 300000 -------- 北伪偏移Latitude of projection origi n: 39 51 56.757 ------- 原点纬度 Lon gitude of central meridia n: 116 21 0.9065 ------- 中央经度 Scale_Factor: 1.000000 --------- 比例系数如下图选择"NEW ”并选择"投影坐标系(Projected Coordinate Systems )在下面对话框输入北京坐标系的相关参数(Geographic Coordinate Systems选择北京54坐标系)4,。
