三空间数据的采集与产生

Page 1,ArcGIS的坐标，投影文件的含义,投影坐标系统 （Projection coordinate system）使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。平面坐标系统地图单位通常为米 ，也称非地球投影坐标系统 （not earth），或者是平面坐标。 投影坐标系由 以下两项参数确定： 地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84） 投影方法（比如高斯克吕格、Lambert投影、Mercator投影） 坐标是GIS数据的骨骼框架，能够将我们的数据定位到相应的位置，为地图中的每一点提供准确的坐标，对地理坐标系坐标0360,Page 2,平面坐标范围，以标准分幅为例,平面坐标:坐标X，Y（在arcgis中），X在前，Y在后, X坐标不加带号，是六位，加带号是八位, Y是七位,Page 3,1.2、北京54坐标系、西安80坐标系、wgs84的区别,北京54坐标系与西安80坐标系都是以Gauss_Kruger为基础，经局部平差后产生的坐标系 北京54坐标系：1954建立原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃 西安80坐标系：也称国家大地坐标系， 1980年，原点在西安附近 GPS系统所采用的是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系。原点是地球的质心，以经纬度为单位存储,Page 4,1.2、北京54坐标系、西安80坐标系、wgs84的区别,北京54:长半轴a=6378245m:短半轴b=6356863m 扁率 f=1/298.3 西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m 扁率f=1/298.25 WGS-84:长半轴a=6378137m;短半轴b=6356752.314 m 扁率f=1/298.25 是经纬度坐标系统 注：扁率：f=（a-b）/a 由于长、短半轴不一样，西安80坐标系与北京54坐标系转换是不严密不存在统一的公式 地球上同一点，各个坐标系的经纬度是不一样的,Page 5,1.3、3度，6度分带含义,分度方法： 有3度和6度分带法，中央经线：对于6°分带法：从格林威治零度经线起，每6°分为一个投影带，全球共分为60个投影带，东半球从东经0°-6°为第一带，中央经线为3°，9°，15 ° ，依此类推，投影带号为1-30。其投影代号n和中央经线经度L0的计算公式为：L0=(6n-3)；西半球投影带从180°回算到0°，编号为31-60，投影代号n和中央经线经度L0的计算公式L0=360-(6n-3)°。,Page 6,1.3、3度，6度分带含义,3 °分带法：从东经1°30起，每3°为一带，将全球划分为120个投影带，东经1°30-4°30，.178°30-西经178°30，.1°30-东经1°30。 东半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式：L0=3n ,中央经线为3°、6°.180°。 西半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式：L0=360°-3°n ,中央经线为西经177°、.3°、0°,Page 7,带号和中央经线的计算公式,1、3度带 中央经线 L0=3*n 带号n：=L0/3 2、6度带 中央经线经度L0的计算公式为：L0=(6n-3) 带号n:=(L0+3)/6,Page 8,反算最近经线,1、3度带 是以中央经线左右（正负）各1.5度 2、6度带 是以中央经线左右（正负）各3度,Page 9,中国经纬度范围,中国经纬度范围 最东端 东经135度2分30秒 黑龙江和乌苏里江交汇处 最西端 东经73度40分 帕米尔高原乌兹别里山口（乌恰县） 最南端 北纬3度52分 南沙群岛曾母暗沙 最北端 北纬53度33分 漠河以北黑龙江主航道（漠河县）2日本朝鲜韩国 经度为73 135，3度为25-45， 6度带 13（对应中央经线为75度）-23（对应中央经线为135度） 纬度为3-53,Page 10,分带范围,Page 11,3度分带、6度分带对应平面XY规定,在GIS系统中如北京54，西安80，采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影。高斯-克吕格投影以6度或3度分带，每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网，投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴，纬度方向)，赤道投影后为Y轴(横轴，经度方向)，为了防止经度方向的坐标出现负值，规定每带的中央经线加500公里（向东平移500公里），由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，因此规定在横轴坐标前加上带号，如(4231898,21655933)其中37即为带号，同样所定义的偏移值也需要加上带号，如37带的偏移值为37500000米。,Page 12,1.4 arcgis坐标系统文件说明-北京54,在 Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsGauss KrugerBeijing 1954 目录中，我们可以看到四种不同的命名方式： Beijing 1954 Degree GK CM 102E.prj Beijing 1954 Degree GK Zone 34.prj Beijing 1954 GK Zone 16.prj Beijing 1954 GK Zone 16N.prj 说明如下： 三度分带法的北京坐标系，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前不带加号 三度分带法的北京坐标系，34分带，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前加带号，分带确定，中央经线就确定 16 六度分带法的北京坐标系，分带号为16，横坐标前加带号 16N六度分带法的北京坐标系，分带号为16，横坐标前不加带号 记忆方式：3度分带，前有3.,Page 13,1.4 arcgis坐标系统文件说明-西安80,在 Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsGauss Krugerxian 1980 目录中，我们可以看到四种不同的命名方式： Xian 1980 3 Degree GK CM 102E.prj Xian 1980 3 Degree GK Zone 34.prj Xian 1980 GK CM 117E.prj Xian 1980 GK Zone 17.prj 三度分带法的西安80坐标系，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前不带加号 三度分带法的西安80坐标系，34分带，中央经线在东102度的分带坐标，横坐标前加带号 117E 六度分带法的西安80坐标系，分带号为20，中央经线117，横坐标前不加带号 17六度分带法的西安80坐标系，分带号为17，中央经线99 ，横坐标前加带号 记忆方式：3度分带，前有3，,Page 14,1.5定义坐标系,有三种方法 1、ArcCatalog右键属性（properties）中xy coord，select是自己选择一个坐标系统，import是按另一个文件设置本文件 2、ArcToolbox Data Management Tools- projections and transformation-Define Projection 3、批量定义坐标系统Batch Define Coordinate System,Page 15,地理坐标系：GCS_WGS_1984，GCS_Xian_1980 GCS_Beijing_1954 都是以GCS开头 投影坐标系： 和坐标系的文件一致，详细部分， detail有向东偏移量，500公里，是不加带号，大于500公里，前两位为带号,1.6查看已有的坐标系统,Page 16,坐标定义并观察,1、西安80，带号33，加带号 2、西安80，带号33，不加带号 注意上面name和detail不同,Page 17,打开坐标定义错误1，坐标定义错误2,在arcmap中加载地图，出现右图的错误，如何解决？,Page 18,2、坐标变换和数据换带,坐标变换分地理变换和投影变换 地理变换:一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地理变换来实现地理变换或基准面平移。 投影变换:当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。,Page 19,2.1、坐标变换,基于同一基准面，如北京54，地理坐标和平面坐标，可以有固定公式转换，ArcGIS可以直接转换，误差可以达到0.1mm， 实现北京54经纬度，和北京54平面（xy）之间转换 实现西安80经纬度，和西安80平面（xy）之间转换 工具的位置：Data mangement tools下 projections and transformations-feature- project,Page 20,2.2、不同基准面坐标的转换,主要是：三参数和七参数法。 个别4参数,三参数转换含义 X平移，Y平移，Z平移 （如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km（经验值） 四参数转换含义 七参数转换含义 3个平移因子（X平移，Y平移，Z平移），3个旋转因子（X旋转，Y旋转，Z旋转），一个比例因子（也叫尺度变化K）。,Page 21,2.3、Arcgis中投影变换,要素矢量化,要素编辑的一般步骤 创建新图层（要素类）：点、线、多边形 编辑环境及工具 点要素编辑 线要素编辑 多边形要素编辑,要素编辑的一般步骤,在ArcCatlog中创建新的要素类 在ArcMap中加载新建的要素类，如有必要，加载经过配准的扫描地图 在ArcMap中打开“编辑器”工具栏，执行其中的 “开始编辑”命令，进入编辑状态。 利用“编辑器”的功能完成地图要素的分层提取，打开图层的属性表，输入要素的相关属性 在编辑过程中，点击“编辑器”中的“保存编辑”可以随时保存修改的结果，点“停止编辑”完成编辑。,创建新图层（要素类）,ArcCatalog中可以创建矢量数据集(shape文件和地理数据库geodatabase = “要素类”) 点：Point 线：Line 多边形：Polygon 在ArcMap中提供了全面的工具，可以完成矢量数据的编辑 空间数据 属性数据,新建图层要素类,指定要素类型：点？线？多边形？,在创建图层时指定坐标系统,在ArcMap中指定数据框的坐标系统,在创建图层（要素类）的时候除指定坐标系外，还需要指定要素类的坐标范围 可以从已有的数据导入或手动指定这个范围,添加新建的图层，添加已配准的影像图层，在编辑器中，点击“开始编辑”，并在目标图层中选中要编辑的图层。,屏幕跟踪数字化,从“编辑器”工具栏中选中草图工具，根据扫描地图上的内容分层提取地图要素。,编辑图层中要素的属性,属性字段可以在创建图层是定义，也可以在ArcMap中添加 Fields are added; define 字段名称：field name 数据类型：data type 字段宽度：width 精度：decimal precision,打开图层（要素类）的属性表，添加新字段,添加属性字段,编辑要素属性信息,在属性字段添加后，就可以输入或修改要素的属性,编辑环境及工具,主要编辑环境“编辑器”工具栏,“编辑器”工具栏,捕捉环境Snapping,捕捉或悬挂操作: how features align during creation/editing 线段之间的连接 (在两条线段连接的地方加一个结点) completion of polygons avoid overshoots/undershoots avoid