WGS-84坐标系:一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心,其地心空间直角坐标系的之轴指向BIH (国际时间)1984.O定义的协议地球极(CTP)方向,调轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系,称为1984年世界大地坐标系统。
2.3.4 坐标变换
2.4 高程系
坐标变换就是采用一定的数学方法将一种坐标系的坐标变换为另一种坐标系的坐标的过程。
在大地测量学中,常以天文经纬度定义地理坐标。但在地图学中,认为用大地经纬度来定义地理坐标更好。因为天文经纬度定义的地理坐标其经纬度的地面等值线均扭曲成非平面曲线。而以大地经纬度定义的地理坐标,由于是在规则的椭球体上定义并构建的,每条经纬线投影到平面上都是直线或平滑曲线,因此便于地图投影。
由高程基准面起算的地面点的高度称为高程。一般地,一个国家只采用一个平均海水面作为统一的高程基准面,由此高程基准面建立的高程系统称为国家高程系,否则称为地方高程系。1985年前,我国采用“1956年黄海高程系”(以1950~1956年青岛验潮站测定的平均海水面作为高程基准面); 1985年开始启用“1985国家高程基准”(以1952~1979年青岛验潮站测定的平均海水面作为高程基准面)。
1956年黄海高程系:采用青岛验潮站1950-1956年测定的黄海平均海水面作为全国统一高程基准面,其它不同高程基准面推算的高程均应归化到这一高程基准面。凡由该基准面起算的高程,统称为“1956年黄海高程系”。 1985年青岛高程系:根据观测数据的积累,发现黄海平均海水面发生了细微变化,国家决定启用新的高程系,命名为“1985国家高程基准”。采用青岛验潮站1952-1979年潮汐观测资料计算的平均海水面,国家水准原点的高程值为72.260m。高程相比原系统有微小变化,但对已成图的等高线影响可以忽略不计。
-15-
2.5 地图投影知识
2.5.1 地图投影和投影带
在数学中,投影(Project)的含义是指建立两个点集间一一对应的映射关系。同样,在地图学中,地图投影就是指建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一对应关系。地图投影的基本问题就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,使地面点位的地理坐标(?,?)与地图上相对应的点位的平面直角坐标(x,y)或平面极坐标(?,?)间,建立起一一对应的函数关系。根据投影理论,采用不同的投影方法,可以得出不同的控制骨架,既不同的经纬网络。
凡是地理信息系统就必然要考虑到地图投影,地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性,在各类地理信息系统的建立过程中,选择适当的地图投影系统是首先要考虑的问题。由于地球椭球体表面是曲面,而地图通常是要绘制在平面图纸上,因此制图时首先要把曲面展为平面,然而球面是个不可展的曲面,即把它直接展为平面时,不可能不发生破裂或褶皱。若用这种具有破裂或褶皱的平面绘制地图,显然是不实际的,所以必须采用特殊的方法将曲面展开,使其成为没有破裂或褶皱的平面。
投影常常按照地区和一定范围内进行。因此,椭球体在进行投影时往往分成若干个投影带。带内中央的经度称为中央经度。在投影的时候,往往选取该经度所在地经线和赤道的交点作为坐标原点,建立大地坐标系,横轴为赤道方向,向东为正,纵轴为经线方向,向北为正。单位为米。 分带投影一般分为3o和6o两种。 较小的区域内使用3o,较大的区域内使用6o。
如地球表面上有一点A(j ,λ),它在投影平面上对应点A’(x,y),则一般投影公式为:
x= f1(j ,λ) y= f2(j ,λ) 不同的地图投影,f1和f2有不同的形式。
2.5.2 地图投影分类
地图投影的种类繁多,有各种不同的地图投影分类方案,常采用以下两种分类方法:按地图投影构成方法分和按地图投影的性质分。
-16-
2.5.2.1 按投影构成方法分类
按投影构成方法,地图投影分为几何投影、非几何投影; 1、几何投影
源于透视几何学原理,并以几何特征为依据,将地球椭球面上的经纬网投影到平面上或投影到可以展成平面的圆柱表面和圆锥表面等几何面上,又可以分为以下几种:
(1)方位投影 以平面作为辅助投影面,使球体和平面相切或相割,将球体表面上的经纬网投影到平面上的一种投影。
上述投影又可以根据球面与投影面的相对部位不同,分为 ? 正轴投影:投影面和地轴相垂直; ? 横轴投影:投影面和地轴相平行; ? 斜轴投影:投影面和地轴斜交。
图 2-2 正、横、斜轴方位投影
(2)圆柱投影 以圆柱表面作为辅助投影面,使球体和圆锥表面相切或相割,将球体表面上的经纬网投影到圆柱表面上,然后再将圆柱表面展成平面的一种投影。
(3)圆锥投影 以圆锥表面作为辅助投影面,使球体和圆锥表面相切或相割,将球体表面上的经纬网投影到圆锥表面上,然后再将圆柱表面展成平面的一种投影。
上述两种投影又可以根据球面与投影面的相对部位不同,分为 ? 正轴圆柱和正轴圆锥投影:圆柱轴、圆锥轴和地轴重合; ? 横轴圆柱和横轴圆锥投影:圆柱轴、圆锥轴和地轴垂直; ? 斜轴圆柱和斜轴圆锥投影:圆柱轴、圆锥轴和地轴斜交。
-17-
图 2-3 正、横、斜轴圆柱投影和圆锥投影(上排:圆柱投影 下排:圆锥投
影)
在圆柱投影中,以正轴和横轴常见,在圆锥投影中以正轴常见。 投影经纬线 正轴投影的经纬线形状比较简单。
正轴方位投影的经纬线形状如图3a,经线为放射状直线,纬线为同心圆; 正轴圆柱投影经纬线形状如图3b,经线均为一组平行且间隔相等的直线,纬线与经线垂直;
正轴圆锥投影的经纬线形状如图3c,经线为放射状直线束,纬线为同心圆弧。
图 2-4 正轴投影经纬线形状
2、非几何投影
几何投影是地图投影的基础,但有其局限性,通过数学解析方法,由几何投影演绎产生了非几何投影,他们并不借助辅助投影面,而是根据制图的某些特定需求,如考虑制图区域形状等特点,选用合适的投影条件,用数学解析
-18-
相关推荐: