坐标与地图投影基本教程

### 坐标与地图投影基本教程知识点梳理 #### 一、引言 - **空间参照系统的概念**：为了在地图或数字系统中准确描述地理信息的位置，必须将其置于一个特定的空间参照系统之中。 - **地理坐标系统的重要性**：鉴于GIS（地理信息系统）主要处理地球表面的信息，因此基于地球椭球体的地理坐标系统（经纬度系统）成为描述地理要素位置的基础。 #### 二、地球椭球体与地理坐标系统 - **地球的形状与模型**：地球的自然表面不规则，为了便于计算和测量，引入了近似地球形状的数学模型——椭球体。 - **椭球体的构成**：椭球体是由一个椭圆绕其短轴旋转形成的三维模型。 - **地球椭球体的选择**：根据不同需求选择合适的地球椭球体模型。例如，中国在1980年后采用了GRS(1975)参考椭球体系。 #### 三、地球椭球体的参数 - **地球椭球体基本要素**：包括长半轴（a）、短半轴（b）和扁率（α），其中扁率反映椭球体的扁平程度。 - **常见椭球体模型**：历史上不同的时期和地区使用了多种地球椭球体模型，如克拉索夫斯基、I.U.G.G.等。 - **中国使用的椭球体模型变迁**：从Hayford模型到克拉索夫斯基模型，再到1980年后的GRS(1975)模型。 #### 四、坐标系统与投影 - **坐标系统的作用**：用于在地图上确定地理位置。 - **地图投影的概念**：由于地球是一个三维球体，而地图是二维平面，因此需要通过地图投影技术将地球表面的信息转换到平面上。 - **投影类型的多样性**：常见的地图投影类型包括等角投影、等面积投影和等距投影等。 - **高斯-克吕格投影的应用**：在中国，1:100万以上的地形图普遍使用高斯-克吕格投影。 - **投影变形的理解**：每种地图投影都有其固有的变形，了解这些变形对于正确解读地图至关重要。 #### 五、地面点高程的概念 - **绝对高程**：指地面点到大地水准面的垂直距离。 - **相对高程**：相对于某一水准面的垂直距离。 - **中国高程基准**：我国采用黄海平均海平面作为全国统一的高程起算面。 #### 六、大地控制网的构建 - **平面控制网与高程控制网**：为了确保测量精度和一致性，全国范围内建立了统一的大地控制网，包括平面控制网和高程控制网。 - **大地坐标的获取**：通过构建三角网，并结合天文观测和精密测角仪器来确定大地坐标的精确位置。 #### 七、结论 - **坐标与地图投影的重要意义**：无论是传统制图还是现代GIS技术，理解和应用坐标与地图投影的基本原理对于地理信息的准确描述和分析都至关重要。 - **持续的技术进步**：随着遥感技术和卫星定位系统的不断发展，地球椭球体模型及相关技术也在不断更新和完善。 通过上述内容的学习，我们可以更深入地理解坐标与地图投影的基本原理及其在实际应用中的重要性。这对于从事地理信息系统开发、地图制图等相关领域的专业人员来说是非常有益的。