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GIS:揭开你神秘的面纱(下)

作者:王双 邮箱:wangsh@lreis.ac.cn 发布时间:2014-01-02 19:09:38 阅读(1951)

GIS:揭开你神秘的面纱(下)

1.坐标:究竟有多重要

很多时候碰到学员拿来这样的数据,坐标值不正确或者没有坐标系,无法和其他数据正确的叠加在一起显示,无法设置比例尺,也无法做拓扑检查之类的工作。坐标不正确的原因主要有:在用CAD等软件作图的时候没有设立好正确的地理坐标系,或者数字化纸质地形图或影像的时候没有注意是否经过配准这一步骤;坐标系缺失的情况就更多了,导入数据的时候只导入了坐标值信息,或者数据格式转换的时候忘记了指定坐标系。

而一个地物怎样才能正确定位在地球上?答案是正确的坐标值加上坐标单位。让我们暂时抛开地球是个三维球体,先来完成在平面图上画出一栋房子的任务,现在知道房子的几个拐点坐标(11)(31)(34)(14)。首先我们必须要先确认的是坐标原点在哪里?其次还要有横轴和纵轴以及单位刻度(房子的长宽是米,现在坐标轴的刻度单位也是米),那图1中所示的就是房子应该在的位置。而地理数据定位也是同样的原理,只不过大地坐标系的定义则是:以参考椭球体(用来模拟地球的光滑球体)中心为原点,本初子午面(英国格林尼治天文台所在位置为本初子午线,即0度经线)为纵轴方向,赤道平面为横轴方向,如图2所示,红色点的坐标就应该是(5040),单位为度。

                                                图1 二维笛卡尔坐标系

                                    图2 大地坐标系

获取正确的地理坐标究竟有多么重要?是不是我做一幅地图所需的数据必须要知道正确的地理坐标呢?我们知道获取坐标并不是一件相当容易的事情,草根的方法通常是在Google Earth上添加地标,通过KML这种格式导入GIS软件生成矢量图,官方的途径就是通过购买了。但其实某些时候,坐标并不是我们所认为的那么重要,比如我要做景观分析,研究一个村落的布局,在此基础上做一些地图,如图3所示。我想说,其实你真的不必为地理坐标困扰,找一个航拍图片,没有的话纸质地图也可以,直接在上面描图获得数据,就像小时候大家大概都撕过课本封面上的透明薄膜叠在其他图上描图,原理是一样的,只是你这时获取的坐标是相对坐标罢了,既然我不需要和其他地图叠加在一起定位,我又何必要关心地球坐标原点在哪里呢?

说明: C:\Users\ACTC\Desktop\QQ截图20130131120630.png

                                图3  某村落的建筑安全级别示意图

2.投影:神马不是浮云

我们知道地球是一个形状不规则的椭球体,那如果为地球画一张平面画像,那该如何尽可能真实地再现地球的真实面貌呢?前面我们了解到地理坐标系的定义:以球心为坐标原点,东西方向按经度划分为360度,南北方向按纬度划分为180度,也就是我们所说的WGS(大地坐标系)将地物进行还原,如图4即是按经纬度直接描绘出的世界地图。

说明: E:\course\大地坐标.png

                    图4 未投影的世界

一切看起来都很正常,正如有本书所写“世界是平的”,但我们仔细一看就会发现问题,A1A2之间的距离和B1B2之间的距离在图上看起来是相等的,但是实际上,位于不同纬度的相同经度差绝对是不相等的,位于赤道上的距离远比位于两极的要大很多,因此用上面提到的画像方式来做平面地图是不能很好地表达距离,方向之间的相对位置关系的,所以我们在制图的时候才要引入投影,即将三维球面展现到平面地图上,对于地图来讲,投影绝对不是浮云。

说明: C:\Users\ACTC\Desktop\无标题.jpg

                                                        图5 Albers投影

这里我们选取了Albers(等积圆锥投影),世界地图立马呈现出不一样的形态,这里A1A2B1B2之间的距离也发生了变形,因为投影是三维向二维的映射,所以必然会产生变形,我们可以为不同用途的地图选取相应的投影方式来保证面积,方向或角度的变形最小。

(全文地址:http://www.cnblogs.com/gisangela/archive/2013/02/20/2918884.html

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关键词:GIS、坐标、投影

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