GIS中的投影坐标系：从概念到应用
GIS中的投影坐标系：从概念到应用
在GIS（地理信息系统）操作过程中，处理数据时不可避免地会涉及到空间参考问题。本文将详细介绍地理坐标系与投影坐标系的概念、投影坐标系的应用场景，以及如何选择合适的投影坐标系，并结合实际操作指导，帮助读者更好地理解和应用GIS中的投影坐标系。
地理坐标系与投影坐标系
地理坐标系是用经纬度表示地面点位的球面坐标系统。当地理坐标系经过地图投影后，就变成了投影坐标系。地图投影是按照一定的数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，使地面点位的地理坐标(φ，λ)与地图上相应的点位的平面直角坐标(x，y)或平面极坐标(δ，ρ)间建立起一一对应的函数关系。
简单来说，坐标系是数据或地图的属性，而投影是坐标系的属性。地理坐标系经过投影后变成投影坐标系，立体向平面的转变，投影坐标系因此由地理坐标系和投影组成。一个坐标系可以有投影也可以没投影，但有投影坐标系就一定有地理坐标系。
投影坐标系的应用
要计算要素的面积、长度这样的信息时，必须应用投影坐标系进行计算。在实际应用中，可以通过GIS软件查看数据的投影信息。例如，在GeoScene Pro中，可以通过右击数据属性查看其对应投影信息。
国际上通用最常见的地理坐标系是WGS84。我国基本比例尺地形图除1:100万采用兰勃特投影(Lambert)外，其他均采用高斯-克吕格投影。为减少投影变形，高斯-克吕格投影分为3度或6度带投影。
选用投影坐标系
国际通用的UTM等轴墨卡托投影
计算UTM投影带的公式如下：
- 北半球地区，选择最后字母为“N”的带，南半球“S”
- 带号=(经度整数位/6)的整数部分+31
例如，汶川县东经102°51′～103°44′，计算结果为WGS_1984_UTM_Zone_48N。
国内特有的CGCS2000
国内常用的CGCS2000投影坐标系有以下几种：
- CGCS2000_3_Degree_GK_CM_105E：3°分带下的35带投影(横坐标没有带号)
- CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_35：3°分带下的35带投影(横坐标有带号)
- CGCS2000_GK_CM_105E：6°分带下的18带投影(横坐标没有带号)
- CGCS2000_GK_Zone_18：6°分带下的18带投影(横坐标有带号)
3度带带号计算公式：(经度+1.5°)/3取整
6度带带号计算公式：(经度+3°)/6取整
GIS软件中的投影
在GIS软件中，有三个常用的与坐标系相关的工具：
- 定义投影：此工具用于定义未知坐标系的数据集。使用前必须已获知该数据集的正确坐标系。适用于没有坐标系但已知正确坐标的栅格或矢量数据。
- 投影：将空间数据从一种坐标系投影到另一种坐标系。仅适用于已有坐标系的矢量数据。
- 投影栅格：将栅格数据集从一种投影变换到另一种投影。同样要求栅格数据已有坐标系。
当数据没有坐标系又知道其正确坐标系时，使用“定义投影”工具；当矢量数据需要转换坐标时，使用“投影”工具；当栅格数据需要转换坐标时，使用“栅格投影”工具。
本文部分内容参考自CSDN博客