史上最详细的常用GIS坐标系讲解(3)

2021-04-17 23:21:10 徕康小助手 10

GCS与PCS的转

3. GCS与PCS的转换问题(ArcGIS实现)


3.1 GCS转GCS

这就是属于空间解析几何里的空间直角坐标系的移动、转换问题,还有个更高级的说法——仿射变换。


我们知道,空间直角坐标系发生旋转移动缩放,在线性代数里再常见不过了。在摄影测量学中,旋转矩阵就是连接像空间辅助坐标系与像空间坐标系的转换参数(好像不是这俩坐标系,忘了)关注并星标《测绘之家》微信公众号,每天第一时间获取更多地信行业权威资讯,与10万+测绘地信人共同交流!


欲将一个空间直角坐标系仿射到另一个坐标系的转换,需要进行平移、旋转、缩放三步,可以无序进行。


而平移、旋转又有三个方向上的量,即平移向量=(dx,dy,dz)和旋转角度(A,B,C),加上缩放比例s,完成一个不同的坐标系转换,就需要7参数。


我们知道,地心坐标系是唯一的,即原点唯一,就说明平移向量是0向量,如果缩放比例是1,那么旋转角度(A,B,C)就是唯一的仿射参数,即3参数

3.2 GCS进行投影


这个就更简单了。


随便挑个GCS,喜欢什么用什么,如西安80投影到UTM投影,都可以的。


仍然是上节提及的“投影工具”:

【注】如果在数据的属性页的XY坐标系选项卡,或者图层数据框的XY坐标系选项卡中修改GCS,这仅仅是改个名,坐标值还是原来的坐标系上的,这代表老坐标值并没有转换到新坐标系上。形象的说,就是换汤不换药,这是不对的。我这里说的用投影的方法,才是真正的坐标仿射变换到新的坐标系,使之更改数值,形成在新的坐标系下的新坐标值。


3.3 PCS转PCS(重投影)


最常见的就是下载了谷歌影像图,是Web墨卡托的投影,但是实际又需要高斯投影,那么基于WGS84这个GCS,就可以进行重投影。


在这里,我就以UTM投影转Web墨卡托投影为例:


这次是用“栅格”文件夹下的“投影栅格”工具:

一般选好红框的三个参数即可。


如果仍然提示需要地理坐标变换的警告,说明不是一个GCS的数据,需要3参数或者7参数转换。


栅格数据类似,使用“投影工具”。



工具定位。


3.4 定义投影


这不是定义一个投影坐标系,而是给有坐标值的矢量或者栅格数据添加一个投影坐标系而已。


使用“定义投影”工具即可,既可以定义GCS,也可以定义PCS(这软件的中文翻译有点毛病)。


3.5 地理配准与空间校正


这个就不多说了,地理配准就是使屏幕坐标系的扫描地图仿射、二次三次变换到真正投影坐标系的过程,自动加上目标数据的PCS。有了PCS后就会自动加上GCS。


地理配准主要是针对栅格数据。


空间校正则是针对矢量数据进行仿射、二次、三次变换。


3.6 可能出现的错误


3.6.1 显示几十万位数字的“经纬度”

这是有了PCS后,在Catalog的数据属性页的XY坐标系选项卡里,选中GCS,然后应用的结果。关注并星标《测绘之家》微信公众号,每天第一时间获取更多地信行业权威资讯,与10万+测绘地信人共同交流!


原本是方里网的数字,变成了GCS才有的度分秒。


解决方法:Catalog属性页将GCS改回原来的PCS即可。


3.6.2 显示三位数、两位数的“米”

这个暂时没找到案例,曾经见过。


3.6.3 显示一个几乎是0,一个又很大很大位数的数字


这个属于数据本身有GCS,但是在Catalog的XY坐标系选项卡里给它添加PCS然后应用后,可能会出现的错误。


解决方法:在Catalog属性页的XY坐标系选项卡里,选中原来的GCS然后应用即可。


如果数据本身没有PCS,应该做的是投影操作。


3.6.4 大范围的数据给了小范围的投影

例如,整个中国地图理应跨越好几个投影带,却给了某一个投影带的投影坐标系,这就会出现负值。如下图,红框箭头是鼠标的位置

换问题(ArcGIS实现)

这个按理说应该用兰伯特投影,但是却给了一个UTM第49区的PCS,所以在中央经线靠左很多的位置会出现负值。


解决方法:这个直接做重投影即可。


以上四种错误比较常见,但是手头没有案例,以后遇到再发上来吧。




标签: GIS
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