坐标知识和ArcGIS配准

1、ArcGIS配准 坐标转换目录1、 坐标系统 错误！未定义书签。2、 影像配准(栅格配准) 错误！未定义书签。3、 矢量配准(矢量空间校正) 错误！未定义书签。 正文1、坐标系统地理坐标，大地坐标地理坐标：为球面坐标。参考平面地是 椭球面。坐标单位：经纬度大地坐标：为平面坐标。参考平面地是水平面坐标单位：米、千米等。地理坐标转换到大地坐标的过程可理解为投影。(投影：将不规则的地球曲面转换为平面)在ArcGIS中预定义了两套坐标系：地理坐标系(Geographic coordinatesystem) 投影坐标系(Projected coord in ate system )，1、首先理解地理坐标

2、系( Geographic coordinate system) ， Geographiccoordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。很 明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上这必然要求我们找到这样的一个椭球 体。这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。具有长半轴，短半轴，偏心率。 以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。Spheroid: Krasovsky_1940Semi

3、major Axis:Semi minor Axis:然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum: D_Beiji ng_1954表示，大地基准面是 D_Beijing_1954。有了 Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。完整参数：Alias:Abbreviati on:Remarks:An gular Un it: DegreePrime Meridia n （起始经度）：Gree nwichDatum （大地基准面）：D_Beijing_1954Spheroid （参考椭球体）：Krasov

4、sky_1940Semimajor Axis:Semi minor Axis:Inv erse Flatte ning:2、接下来便是Projection coordinate system （投影坐标系统），首先看 看投影坐标系统中的一些参数。Projectio n: Gauss_KrugerParameters:False_Easti ng:False_Northi ng:Cen tral_Meridia n:Scale_Factor:Latitude_Of_Origi n:Lin ear Unit: MeterGeographic Coord in ate System:Name: GC

5、S_Beiji ng_1954Alias:Abbreviati on:Remarks:An gular Un it: DegreePrime Meridia n: Gree nwichDatum: D_Beiji ng_1954Spheroid: Krasovsky_1940Semimajor Axis:Semi minor Axis:Inv erse Flatte ning:从参数中可以看出，每一个投影坐标系统都必定会有GeographicCoordinate System。投影坐标系统，实质上便是平面坐标系统，其地图单位通 常为米。那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢这时候，又要

6、说明一下投影的意义：将球面坐标转化为平面坐标的过程便称 为投影。好了，投影的条件就出来了：a、球面坐标b、转化过程（也就是算法）也就是说，要得到投影坐标就必须得有一个“拿来”投影的球面坐标，然后才能使用算法去投影！即每一个投影坐标系统都必须要求有GeographicCoord in ate System 参数。关于北京54和西安80是我们使用最多的坐标系先简单介绍高斯-克吕格投影的基本知识，了解就直接跳过，我国大中比例 尺地图均采用高斯-克吕格投影，其通常是按6度和3度分带投影，1:万一1:50 万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。 具体分带法是：6度分带从

7、本初子午线开始，按经差 6度为一个投影带自西向东 划分，全球共分60个投影带，带号分别为1- 60; 3度投影带是从东经1度30 秒经线开始，按经差3度为一个投影带自西向东划分，全球共分 120个投影带。 为了便于地形图的测量作业，在高斯-克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统， 具体方法是，规定中央经线为X轴，赤道为丫轴，中央经线与赤道交点为坐标原 点，x值在北半球为正，南半球为负，y值在中央经线以东为正，中央经线以西 为负。由于我国疆域均在北半球，x值均为正值，为了避免y值出现负值，规定 各投影带的坐标纵轴均西移500km,中央经线上原横坐标值由0变为500km为 了方便带间点位的区分，可以

8、在每个点位横坐标y值的百千米位数前加上所在带 号，女口 20带内A点的坐标可以表示为 YA=20 745。在 Coordi nate SystemsProjected Coord in ate SystemsGauss KrugerBeiji ng 1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式:Beiji ng 1954 3 Degree GK CMBeiji ng 1954 3 Degree GK ZoneBeijing 1954 GK ZoneBeijing 1954 GK Zone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

9、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-H-h 口 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,横坐标前不加带号在 Coordi nate SystemsProjected Coord in ate SystemsGaussKrugerXia n 1980目录中，文件命名方式又有所变化:Xian 1980 3 Degree GK CMXian 1980 3 Degree GK ZoneXia n 1980 GK CMXia n 1980 GK Zone西安80坐标文件的命名方式、含义和北京54前两个坐标相同，但没有出

10、现“带号+N这种形式，为什么没有采用统一的命名方式让人看了有些费解。大地坐标（ Geodetic Coordinate ）: 大地测量中以参考椭球面为基准面的坐 标。地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。当点在参考椭 球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。 大地经度是通过该点的大地子午面与 起始大地子午面之间的夹角， 大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角， 大地 高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。方里网: 是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。因为是每隔 整公里 绘出坐标纵线和坐标横线， 所以称之为方里网， 由于方里线同时又是平行 于直角坐标轴的坐标网线，故又称直

11、角坐标网。在 1：1 万 1：20 万比例尺的地形图上，经纬线只以图廓线的形式直接 表现出来， 并在图角处注出相应度数。 为了在用图时加密成网， 在内外图廓间还 绘有加密经纬网的加密分划短线 （图式中称“分度带” ） ，必要时对应短线相连就 可以构成加密的经纬线网。 1：2 5 万地形图上，除内图廓上绘有经纬网的加密 分划外，图内还有加密用的十字线。我国的 1：50 万 1：100 万地形图，在图面上直接绘出经纬线网，内图 廓上也有供加密经纬线网的加密分划短线。直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为 X轴，以赤道投影后的直线 为丫轴，它们的交点为坐标原点。这样，坐标系中就出现了四个象限。纵

12、坐标从 赤道算起向北为正、向南为负；横坐标从中央经线算起，向东为正、向西为负。虽然我们可以认为方里网是直角坐标， 大地坐标就是球面坐标。 但是我们在 一副地形图上经常见到方里网和经纬度网，我们很习惯的称经纬度网为大地坐 标，这个时候的大地坐标不是球面坐标， 她与方里网的投影是一样的 （一般为高 斯投影），也是平面坐标。2、影像配准（栅格配准）在 ArcGIS 中配准：1.打开 ArcMap,增加 Georeferencing 工具条。2.把需要进行纠正的影像增加到 ArcMap中，会发现Georeferencing工具条中 的工具被激活。在 view/data frame properties

13、 的 coordinate properties 中 选择坐标系。如果是大地（投影）坐标系选择 predefined 中的 Projected coordinate system ，坐标单位一般为米。如果是地理坐标系（坐标用经纬度表 示）表示则选择 Geographic coordinate system 。3. 纠正前可以去掉“ auto adjust ”前的勾。在校正中我们需要知道一些特殊点 的坐标。如公里网格的交点，我们从图中均匀的取几个点，不少于 7 个。在实际 中，这些点要能够均匀分布在图中。4. 首先将 Georeferencing 工具条的 Georeferencing 菜单下

14、Auto Adjust 不选择。5. 在 Georeferencing 工具条上，点击 Add Control Point 按钮。6. 使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击， 然后鼠标右击， Input X and 丫输入该点实际的坐标位置。采用地理坐标系时应输入经纬度，经纬度用小数表 示，如 1103030 应写成 （=110+60） 。7. 用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。8. 增加所有控制点后，在 Georeferencing 菜单下，点击 Update Display 。9. 更新后，就变成真实的坐标。10. 在 Georeferencing 菜单下，点

15、击 Rectify ，将校准后的影像另存。3、矢量配准（矢量空间校正）有时，我们拿到的数据是没有坐标信息的，为了将这些数据定位到一定的 坐标下，需要对它们进行配准或者校正操作。 对栅格数据进行配准和对矢量数据 进行校正的原理是一样的。下面笔者利用 ArcGIS 对一幅 shape 格式的数据进行 空间校正为例，将没有坐标信息的海图数据，校正到地理经纬度坐标下。步骤 1：查看图幅范围 目录“未校正数据”中的矢量数据是没有坐标信息的。将数据导入 ArcMap 中，查看右下角鼠标位置栏里，可看到显示的不是正确的地理经纬度坐标。口 -dw4-口 dhl=Q Twii bUl-3-口 ortrji- U

16、ri-6 li HiQftffliZ119.659 46.987 Unknown Unts坐标位置信息在图层 ocldnta 上点击右键，选择“ Data View Metadata ”，在 spatial页面中，可查看ocldnta图层的图幅范围。Con ver t Featur es t o Srphic，.IdCon yer t SymbQ b gy 2 Rep recent Kion “ -Repair Dta Source.5ave As Laer Fie,.O二禽1 Properties.I Export Data.View Metadata.Male Permanent R&i&

17、wfRenistch Addresses. *.查看图层元数据TfIn projected or local coorcflinotesLeft: -o.oiaooo 阴ht; 67.542373 Top: 97.370&74Bottom1. 0,000000图层四角范围步骤2:建立控制点文件事先得知该图幅的对应经纬度范围为。E,。N,由此可推算出如下四个用于校正的控制点：1234将以上控制点复制到文本文件中，保存为“控制点文件.txt ”，待用于空间校正之中。步骤3:启动ArcMap的编辑器和空间校正模块Spatial Adjustment More Uirin TsJsf /alds-e

18、Fsslur-sAdjustment Methods 口. AdjustSat Adjust D日倚Preview WindowLinks:車 Attrfciute TransFer Mapping.Options.,Options.启动ArcMap中的编辑器Editor，点击Start Editing。启动空间校正模块 Spatial Adjustment，点击Set Adjust Data ，选择Allfeatures in these layers,以便对所有图层数据一并进行校正步骤4:利用控制点文件进行空间校正在 Spatial Adjustment中，点击 Links Open Links File ，在打开文件对话框中，选择“控制点文件.txt ”空间校正方法采取仿射校正方式 Affine。Preview Window:輕 Attribute Transfer Mapping.Spabal Adjustment *S&