# Gis 中坐标系及其投影转换学习心得

作者:白青壮时间： 2020-10-16

# 一、Gis 坐标系基础知识

# 1）地理坐标系（Geographic Coordinate System-GCS）

地图球面坐标

关键点：球面坐标系经纬度椭球参数基准面

![img](file:///C:\Users\feeling\AppData\Local\Temp\ksohtml16616\wps51.jpg)

# *2）**投影坐标系统（Projection* *C**oordinate* *System-PCS**）*

高斯平面坐标系与笛卡尔平面坐标系

关键点：平面坐标系米投影参数

# 3）投影坐标系=地理坐标系+投影方式

# 高斯-克吕格投影

高斯-克吕格投影是分带投影的，主要分有 3 度带和 6 度带两种。

Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj

Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25.prj

Beijing 1954 GK Zone 13.prj

Beijing 1954 GK Zone 13 N.prj

注释：GK 是高斯克吕格，CM 是 Central Meridian 中央子午线，Zone 是分带号，N 是表示不显示带号，对它们的说明分别如下：

三度分带法的北京 54 坐标系，中央经线在东 75 度的分带坐标，横坐标前不加带号

三度分带法的北京 54 坐标系，中央经线在东 75 度的分带坐标，横坐标前加带号

六度分带法的北京 54 坐标系，分带号为 13，横坐标前加带号

六度分带法的北京 54 坐标系，分带号为 13，横坐标前不加带号

# *4）**空间直角坐标系（以 x，y，z 为其坐标元素）*

空间直角坐标系的坐标原点位于参考椭球的中心，Z 轴指向参考椭球的北极，X 轴指向起始子午面与赤道的交点，Y 轴位于赤道面上切按右手系于 X 轴呈 90 度夹角，某点中的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。空间直角坐标系可用如下图所示：

空间直角坐标系

参考：https://www.cnblogs.com/onsummer/p/7451128.html

# 二、ArcGIS 空间参考

一个空间参考包括了描述要素位置的坐标系统（Coordinate System），以及描述要素 X,Y,Z,M 值的分辨率（resolution）和容限（tolerance）。

# 坐标系统

坐标系统分为大地坐标系统（Geographic coordinate system）和投影坐标系统（Project coordinate system）两种，分别用来表示三维的球面坐标和二维的平面坐标。

一个 GCS 的定义包括基准面、角度的单位（一般是度）和本初子午线。一个 PCS 的定义包括一个 GCS，以及测量的线性单位（米或者英尺）、地图投影方法和投影的一些参数。

一个 PCS 或者 GCS 中也可能会包含一个垂直坐标系统（VCS）描述 Z 值，它通常是对高程的描述。VCS 的定义包含了高程的基准面、测量的线性单位、Z 轴的方向和偏移量。

# 分辨率（Resolution）

分辨率反映了数据库中可以存储的坐标值的最小地图单位长度，例如如果分辨率是 0.01，那么 1.22 和 1.23 将会被存储为不同的点，而 1.222 和 1.223 将会被认为都是 1.22。如下图所示。

分辨率的单位和地图单位一致，如果当前投影坐标系统的单位是米，那么分辨率的单位也是米，默认的分辨率大小为 0.0001；如果是英尺为单位，则默认值是 0.0003281 英尺（0.003937 英寸)；如果是经纬度的，则默认值是 0.000000001 度。

如果分辨率越小，那么坐标可以存储的位数就越多，也必然会消耗掉 I/O 资源；如果分辨率变大，那么要素所存储的精度就会降低，要素的边界将会被平滑。一般情况下，我们都选择使用系统默认的分辨率值。

# 容限（Tolerance）

容限反映了数据的坐标精度，也就是坐标值之间的最小距离，小于这个容限的将会被认为是同一个点。容限经常会被使用在关系和拓扑运算中，来确定两个点是否会被合并为同一个点。对于以米为单位的投影坐标系统，默认的容限值是 0.001，也就是 10 倍的分辨率值。用户可以自定义容限值，但是不要小于分辨率的 2 倍大小。

# 域（domain）

数据集的 x,y 的范围。

参考：http://www.gissky.net/Article/1705.htm

# 三、坐标转换(arcgis 操作)

# Arcgis 操作

# 1、GCS->PCS

# 2、PCS->GCS

# 3、PCS->PCS

同椭球投影

不同椭球间投影

# ArcEngine API 介绍及参考示例

*方法名称*	*类或者接口*	*程序集*
CreateESRISpatialReferenceFromPRJFile	ISpatialReferenceFactorySpatialReferenceEnvironmentClass	*从本地 prj 文件创建空间仓库空间*
Define	IProjectedCoordinateSystemEdit	创建自定义投影
ProjectProjectEx	IGeometry2	*几何投影（七参数）*
PutSpatialReferencesPutParameters	ICoordinateFrameTransformationCoordinateFrameTransformationClass	*构建七参数地理转换*
DefineFromControlPointsDefineConformalFromControlPoints	IAffineTransformation2D3GEN	*空间校正**仿射变换*相似变换
Transform (IFeatureCursor featureCursor, ITrackCancel trackCancel)	ITransformationMethodGENAffineTransformationMethodClassConformalTransformationMethodClass	空间校正 Desktop