arcgis坐标系学习总结

ArcMap如何修改地图坐标系统 新手教程

有时候，地图投影坐标需要作出修改，使得符合要求，不然空间参考不一样无法进行进一步的操作，分析等！下面介绍arcgis地图投影坐标的修改！


ArcMap如何修改地图坐标系统（新手教程）
工具/原料
ArcGIS软件——ArcMap
需要修改坐标的地图数据！
使用更改数据框坐标系等方法
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首先，将地图数据导入，这里我导入的是广西的边界图boundary.shp。如图


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双击图层boundary.shp，或者右击选择属性，打开图层属性！查看数据的具体信息！看看数据是什么坐标系统下的！即空间参考这些！如图：


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选择【源】选项卡，查看数据的信息，有投影坐标和地理坐标等信息！如图


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从源信息中可以看到，该数据并没有投影坐标，只有地理坐标！现在开始设置投影坐标或者更改地理坐标系！右击图层（数据框图层），选择属性！或者双击图层（数据框图层），如图


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点击【坐标系】选项卡！如图，


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现在选择需要添加的投影坐标系或者地理坐标系！如图，本人添加北京54投影坐标系！添加后点击应用！


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在添加后，应用和确定会弹窗提示警告！如图，点击【是】，变化坐标系统！不然更改不会有效！


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更改后，可能视窗内地图不见了，不急，选中图层，右击——缩放至图层


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需要注意！设置好了数据框的投影坐标系统还是没有改变图层boundary的投影坐标！只是更改了数据框的，所以必须要导出数据！如图，右击boundary图层，选择【数据】——【导出数据】


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导出数据窗口，切记必须选择【数据框】，否则投影还是无法改变的！如图


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导入导出了的数据，这里是【Export_Output】，双击，可以打开Export_Output图层属性，查看【源】，对比为添加投影前的！如图，已经添加成功和更改成功！


END
注意事项
改方法简单常用！注意更改后导出数据时，选择【数据框】！
简单介绍步骤而已，具体需要更改为什么坐标系统自己操作即可！
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ArcGIS如何定义坐标系

1、鼠标右键单击选择属性看到坐标系是unkonwn


2、ArcToolbox--Data Management Tools--Projections and TrTransformations--Raster--Define Projection（栅格数据）


3、ArcToolbox--Data Management Tools--Projections and TrTransformations--Feature--Project（矢量数据）


4、选择坐标系


5、配置成功后右下角出现Define projection
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深入理解ArcGIS的地理坐标系、大地坐标系

http://blog.csdn.net/cgboy88/article/details/1769388




地理坐标：为球面坐标。 参考平面地是 椭球面。坐标单位:经纬度
大地坐标：为平面坐标。参考平面地是 水平面      坐标单位：米、千米等。


地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。   （投影：将不规则的地球曲面转换为平面）
在ArcGIS中预定义了两套坐标系：地理坐标系（Geographic coordinate system）投影坐标系（Projected coordinate system），


1、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 syst 
em是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存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。 


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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、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。


关于北京54和西安80是我们使用最多的坐标系
       先简单介绍高斯-克吕格投影的基本知识，了解就直接跳过，我国大中比例尺地图均采用高斯-克吕格投影，其通常是按6度和3度分带投影，1:2.5万－1:50万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。具体分带法是：6度分带从本初子午线开始，按经差6度为一个投影带自西向东划分，全球共分60个投影带，带号分别为1－60；3度投影带是从东经1度30秒经线开始，按经差3度为一个投影带自西向东划分，全球共分120个投影带。为了便于地形图的测量作业，在高斯-克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统，具体方法是，规定中央经线为X轴，赤道为Y轴，中央经线与赤道交点为坐标原点，x值在北半球为正，南半球为负，y值在中央经线以东为正，中央经线以西为负。由于我国疆域均在北半球，x值均为正值，为了避免y值出现负值，规定各投影带的坐标纵轴均西移500km，中央经线上原横坐标值由0变为500km。为了方便带间点位的区分，可以在每个点位横坐标y值的百千米位数前加上所在带号，如20带内A点的坐标可以表示为YA=20 745 921.8m。


    在Coordinate Systems/Projected Coordinate Systems/Gauss Kruger/Beijing 1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式：


    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


    对它们的说明分别如下：


    三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前不加带号
    三度分带法的北京54坐标系，中央经线在东75度的分带坐标，横坐标前加带号
    六度分带法的北京54坐标系，分带号为13，横坐标前加带号
    六度分带法的北京54坐标系，分带号为13，横坐标前不加带号


    在Coordinate Systems/Projected Coordinate Systems/Gauss Kruger/Xian 1980目录中，文件命名方式又有所变化：


    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坐标文件的命名方式、含义和北京54前两个坐标相同，但没有出现“带号+N”这种形式，为什么没有采用统一的命名方式？让人看了有些费解。


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         大地坐标（GeodeticCoordinate）: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。 


     方里网: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。1：25万地形图上，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。 




       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（一般为高斯投影），也是平面坐标
 
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ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换

http://www.higis.cn/Tech/tech/tId/60


ArcGIS中的坐标系统定义与投影转换


坐标系统是GIS数据重要的数学基础，用于表示地理要素、图像和观测结果的参照系统，坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离，缺少坐标系统的GIS数据是不完善的，因此在ArcGIS软件中正确的定义坐标系统以及进行投影转换的操作非常重要。


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1.     ArcGIS中的坐标系统
ArcGIS中预定义了两套坐标系统，地理坐标系（Geographic coordinate system）和投影坐标系（Projectedcoordinate system）。


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1．1 地理坐标系
地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS中的重要参数包括角度测量单位、本初子午线和基准面（基于旋转椭球体）。地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位，经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。球面系统中的水平线是等纬度线或纬线，垂直线是等经度线或经线。这些线包络着地球，构成了一个称为经纬网的格网化网络。


GCS中经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒 (DMS) 为单位进行测量。纬度值相对于赤道进行测量，其范围是 -90°（南极点）到 +90°（北极点）。经度值相对于本初子午线进行测量。其范围是 -180°（向西行进时）到 180°（向东行进时）。


ArcGIS中，中国常用的坐标系统为GCS_Beijing_1954（Krasovsky_1940）,GCS_Xian_1980（IAG_75）,GCS_WGS_1984（WGS_1984）,GCS_CN_2000（CN_2000）。


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1.2 投影坐标系
将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。投影坐标系的实质是平面坐标系统，地图单位通常为米。投影坐标系在二维平面中进行定义。与地理坐标系不同，在二维空间范围内，投影坐标系的长度、角度和面积恒定。投影坐标系始终基于地理坐标系，即：


“投影坐标系=地理坐标系+投影算法函数“。


我们国家的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影，分为6度和3度分带投影，1:2.5万－1:50万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。具体分带法是：6度分带从本初子午线（prime meridian）开始，按经差6度为一个投影带自西向东划分，全球共分60个投影带，中国跨13-23带；3度投影带是从东经1度30分经线（1.5°）开始，按经差3度为一个投影带自西向东划分，全球共分120个投影带，中国跨25-45带。


在CoordinateSystems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式：


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Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK CM 117E


北京54(西安1980) 3度带无带号


Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK Zone 25


北京54 (西安1980) 3度带有带号


Beijing 1954 (Xian 1980) GK Zone 13


北京54 (西安1980) 6度带有带号


Beijing 1954 GK Zone 13N


Xian 1980 GK CM 75E


北京54 (西安1980) 6度带无带号


注释：GK 是高斯克吕格，CM 是CentralMeridian 中央子午线，Zone是分带号，N是表示不显示带号。


2.     ArcGIS中定义坐标系
ArcGIS中所有地理数据集均需要用于显示、测量和转换地理数据的坐标系，该坐标系在 ArcGIS 中使用。如果某一数据集的坐标系未知或不正确，可以使用定义坐标系统的工具来指定正确的坐标系，使用此工具前，必须已获知该数据集的正确坐标系。


该工具为包含未定义或未知坐标系的要素类或数据集定义坐标系，位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations—Define Projections


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 Input Dataset：要定义投影的数据集或要素类


 CoordinateSystem：为数据集定义的坐标系统


3．基于ArcGIS的投影转换
在数据的操作中，我们经常需要将不同坐标系统的数据转换到统一坐标系下，方便对数据进行处理与分析，软件中坐标系转换常用以下两种方式：


3.1 直接采用已定义参数实现投影转换
    ArcGIS软件中已经定义了坐标转换参数时，可直接调用坐标系转换工具，直接选择转换参数即可。工具位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations——Feature—Project（栅格数据投影转换工具 Raster—Project raster），在工具界面中输入以下参数：


Inputdataset：要投影的要素类、要素图层或要素数据集


OutputDataset：已在输出坐标系参数中指定坐标系的新要素数据集或要素类。


out_coor_system：已知要素类将转换到的新坐标系


GeographicTransformation:列表中为转换参数，以GCS_Beijing_1954转为GCS_WGS_1984为例，各转换参数含义如下：


Beijing_1954_To_WGS_1984_1 15918 鄂尔多斯盆地


Beijing_1954_To_WGS_1984_2 15919 黄海海域


Beijing_1954_To_WGS_1984_3 15920 南海海域-珠江口


Beijing_1954_To_WGS_1984_4 15921 塔里木盆地


Beijing_1954_To_WGS_1984_5 15935 北部湾


Beijing_1954_To_WGS_1984_6  15936鄂尔多斯盆地


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3.2 自定义三参数或七参数转换
当ArcGIS软件中不能自动实现投影间直接转换时，需要自定义七参数或三参数实现投影转换，以七参数为例，转换方法如下：


3.2.1 自定义七参数地理转换
     在ArcToolbox中选择Create CustomGeographic Transformation工具，　在弹出的窗口中，输入一个转换的名字，如wgs84ToBJ54。在定义地理转换方法下面，在Method中选择合适的转换方法如 COORDINATE_FRAME，然后输入七参数，即平移参数、旋转角度和比例因子，如图所示：


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3.2.2 投影转换
打开工具箱下的Projections and Transformations>Feature>Project，在弹出的窗口中输入要转换的数据以及Output Coordinate System，然后输入第一步自定义的地理坐标系如wgs84ToBJ54，开始投影变换，如图所示完成投影转换：




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