地理坐标系、投影坐标系总结
坐标系总结
引言部分概述了地图坐标的理论基础与应用背景；一、地理坐标的定义与表现形式；二、地图坐标的分类与构建方法；三、中国主要的地图投影及其应用特征；四、使用地图坐标时需要注意的问题
引言
坐标系如今让我感到吃力不讨好。为什么有的地图标注是经纬度单位有的却以米计？同一个图形使用统一的坐标系统时会出现不一致？北京54西安80国家2000墨卡托高斯克吕格等等这些名称听起来就让人头大了今天就来好好梳理一下吧
地理坐标系和投影坐标系是构成空间数据系统的主要两种类型，在地图学领域中占据重要地位。其中投影坐标系通过将地理空间中的球面位置信息转换为平面位置数据来实现三维空间到二维平面的映射操作，并这一过程被统称为投影过程。
一、地理坐标系
定义上讲 ，地理坐标系也称大地坐标系 ，是一种固着于地球并随之运动的非惯性坐标系统 ，空间位置可采用经纬度进行表示
2. 分类上讲 ，根据坐标原点的不同 ，地理坐标系可分为参心坐标系和地心坐标系 。其中参心坐标系统的原点与某一地区或国家所选参考椭球的中心相重合 ，例如北京1954、西安1980等即属此类别 。而地心坐标系统的原点则与地球质心相一致 ，例如国家2000以及全球定位系统就采用了地心坐标系
3. 特点上讲 ，不同地理坐标系采用的参考椭球存在差异 。造成这种差异的主要原因是地球本身是一个复杂且不规则的几何体 ，单一一个椭球难以满足全球范围内所有地区的精度需求 。因此各国根据自身的需求建立适合本国内部使用的椭球体模型 。这些椭球体在长半轴长度和平面扁率等方面存在显著差异
举例说明，在地心坐标系中采用GCS-2000椭球体的是国测2000坐标系统（NACCS），而WGS-84椭球体则被世界地心坐标系统所采用；在参心坐标系中，则分别采用克拉索夫斯基（Krasovsky）椭球体（约1989年推荐）和1975国际椭球体（IVGG1975）进行北京54和西安80坐标的建立
。在地理信息系统中，
大地基准面是一个非常重要的概念，
它被用来评估不同椭球体与实际大地表面的拟合程度
地理坐标系示例
二、投影坐标系
- 帕累托最优（Pareto Optimal）是一种资源分配状态，在这种状态下任何一方都无法进一步优化而不损害另一方的利益。
- 要素：
① 首要的是确定使用哪种空间参考基准则。
例如UTM系统通常采用WGS-84作为空间参考基准则进行操作，
但也可以选择其他如GCS-2000等基准系统来进行相应的参数配置。
② 必须明确所使用的具体参数设置。
基于UTM投影系统划分的第47分带的空间直角坐标系以D_WGS_1984作为空间基准。
3.**分类依据：**根据其本质将空间变形方法分为三类——等角、等距和等积。
三、我国常用的投影选择
大中比例尺（大于等于1:500万）多采用高斯-克吕格投影法；对于1:25万至1:500万范围，则多采用六度分带；而对1:10万的比例，则多采用三度分带。
小比例尺（涵盖全国范围）则主要运用等角正轴割圆锥的兰勃特投影法（Lambert Conformal Conic），而专门用于绘制海洋地图的小比例尺制图则多选用墨卡托投影（该方法能确保方向正确）。
四、其它注意事项
一般情况下，在遥感应用中获取的影像通常采用WGS84地理坐标准备使用，并且矢量图件多以UTM或TM投影格式存在。因此建议将矢量图件转为地理坐标准备裁剪 ，若反向进行影像投影操作则会导致图像变形难以呈现理想状态。
在相同参考球体条件下分析发现：
- 大地坐标系统（B,L,H）基于参考椭球面建立
- 空间直角坐标系统（x,y,z）则基于严格的数学关系构建
这种区别主要体现在基准面不同以及适用范围上
在不同椭球间坐标转换中，主要采用的坐标变换模型包括：布尔莎-沃尔夫模型（包含七参数的平移与旋转）、莫洛金斯基模型（同样涉及七参数的变换）。