坐标系与地图投影.ppt

第二章空间参照系与地图投影
1、地理空间
2、地球空间模型描述
3、地理空间坐标系的建立
4、地图投影
5、我国常用投影
6、地图投影的选择
7、地图的分幅和编号
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现实世界和坐标空间的联系
任何空间特征都表示为地球表面的一个特定位置,而位置依赖于既定的坐标系来表示。
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地理空间上至大气电离层,下至地幔莫霍面,有着广阔的范围。但一般地理空间指的是地球表层,其基准是陆地表面和大洋表面,它是人类活动频繁发生的区域,是人地关系最为复杂、紧密的区域。
在空间信息系统中,地理空间被定义为绝对空间和相对空间两种形式。绝对空间是由一系列不同位置的空间坐标值组成;相对空间是是由不同实体之间的空间关系构成。
1、地理空间
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为了深入研究地理空间,需要建立地球表面的几何模型,这是进行大地测量的前提。根据大地测量学的成果,地球表面模型可以分为四类:
最自然的面:包括海洋底部、高山、高原等在内的固体地球表面。——太复杂,难以建模,各种量算也非常困难。
相对抽象的面:也称为大地水准面,是静止海平面的延伸。以它为基准,可以用水准仪测量地球自然表面上任意点的高程。——海平面的起伏将导致测量的不确定。大地水准面所包围的球体,叫大地球体。
2、地球空间模型描述 ——地理空间数学建模
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地球椭球体模型:以大地水准面为基准建立的。地球的形状接近于椭圆绕其短轴形成的椭球体,通过扁率表示椭球体的扁平程度。大地水准面与具有微小扁率的旋转椭球面非常接近,可用旋转椭球体代替大地球体。
2、地球空间模型描述 ——地理空间数学建模
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地球椭球体模型
b
c
a
三轴椭球体模型
双轴椭球体模型(旋转椭球体)
其他椭球体模型:根据a、b、c的不同
x2
a2
y2
b2
z2
c2
+
+
= 1
x2
a2
y2
b2
z2
a2
+
+
= 1
如:克拉索夫斯基椭球体
2、地球空间模型描述 ——地理空间数学建模
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椭球体参数
长半径 a(赤道半径)
短半径 b(极半径)
扁率ε=(a-b)/a
第一偏心率 e2=(a2- b2)/ a2
第二偏心率 e`2=(a2- b2)/ b2
我国使用的椭球
克拉索夫斯基椭球体
IAG75椭球体
WGS84椭球体
我国的大地坐标系和高程系
1954年北京坐标系
1980年国家大地坐标系——西安原点
GPS测量数据
1956年黄海高程系
1985年国家高程基准
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其他数学模型:为了解决特定的大地测量问题而提出的。如类地形面、准大地水准面、静态水平衡椭球体等。
2、地球空间模型描述 ——地理空间数学建模
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地理空间中的要素要进行定位,必须要嵌入到一个空间参照系中,即在进行位置描述时,需要有一个参照。
球面坐标系统
根据地球椭球体模型建立的地理坐标系——经纬度坐标及高程坐标可以作为所有空间要素的参照系统。这个坐标系统是球面坐标系统:是以三维球面为基础的。用经纬度量测,单位度、分、秒,又称为大地坐标系
3、地理空间坐标系的建立
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地球表面
地球的经线和纬线
地面点的高程
地理坐标系
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