GIS中的投影坐标系

投影说明

GIS操作过程中，不可避免的涉及到处理数据的问题

而数据中有一个极为重要的东西就是其空间参考（见下图）

地理坐标系与投影坐标系

这里给出一些重要概念的简单定义

地理坐标：就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。

地理坐标系进行地图投影后就变成了投影坐标系

地图投影：是按照一定的数学法则将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，使地面点位的地理坐标(φ，λ)与地图上相应的点位的平面直角坐标(x，y)或平面极坐标(δ，ρ)间，建立起一一对应的函数关系，能够实现由地球椭球面向地图平面的科学转变。

简单来说，坐标系是数据或地图的属性，而投影是坐标系的属性

地理坐标系经过投影后变成投影坐标系，立体向平面的转变，投影坐标系因此由地理坐标系和投影组成，投影坐标系必然包括有一个地理坐标系

或

一个坐标系可以有投影也可以没投影，但有投影坐标系就一定有地理坐标系

投影坐标系的应用

由上介绍我们不难得出这样的结论

要计算要素的面积、长度这样的信息时我们需要做的一个点就是必须应用投影坐标系进行计算

在本文的第一张图里可以看到数据属性的空间参考中只有地理坐标系，这显然印证了该数据未进行投影处理

当然，在GeoScene Pro中，我们可以通过直接右击相应数据属性查看其对应投影信息（如下图）

分析该图，同样不难发现其投影参数

投影方法：墨卡托投影

中央经线：0°

每单位米数：1

应用过众多GIS软件，大家都清楚GIS软件提供了众多投影坐标系，那是不是每一个投影坐标系我们都能用呢

国际上通用最常见的地理坐标系是WGS84

我国基本比例尺地形图除1:100万采用兰勃特投影(Lambert)外，其他均采用高斯-克吕格投影

为减少投影变形，高斯-克吕格投影分为3度或6度带投影。

下图用的是WGS_1984_UTM_Zone_46N投影坐标系，中央经线为93°，相对于上面的图，这张图**“歪了”**，这就是不同投影带的差别，靠近中央经线的地区形变最小，越远形变越大，所有根据经纬度选择对应的投影带也是很重要的哟

选用投影坐标系

经过如上的讲解，接下来我们就不得不解决一个问题（如何应用最合适的投影坐标系呢）

国际通用的UTM等轴墨卡托投影

计算UTM投影带很简单，计算公式如下：

北半球地区，选择最后字母为“N”的带，南半球“S”

带号=(经度整数位/6)的整数部分+31

例如汶川县东经102°51′～103°44′

103/6≈17+31=48

即：WGS_1984_UTM_Zone_48N

当然，计算显然比较麻烦，这里直接放个表

国内特有的CGCS2000

具一些投影坐标系的例子

①CGCS2000_3_Degree_GK_CM_105E

②CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_35

③CGCS2000_GK_CM_105E

④CGCS2000_GK_Zone_18

对应的说明

①3°分带下的35带投影(横坐标没有带号)

②3°分带下的35带投影(横坐标有带号)

③6°分带下的18带投影(横坐标没有带号)

④6°分带下的18带投影(横坐标有带号)

一般，在我国标准地形图上，X坐标的前两位代表所在分度带带号，其余的表示X坐标

显然，很难很复杂，那3°和6°之间如何计算呢

3度带带号=(经度+1.5°)/3取整

6度带带号=(经度+3°)/6取整

（🐔该处转换公式此前因 笔者疏忽 出现了一个 little mistake，感谢好友 🌐 于YXS 的指正）

太复杂了，直接上图

GIS软件中的投影

在GeoScene Pro以及其他GIS软件里面有三个常用的工具与坐标有关的工具，分别是（如下图）

①定义投影

此工具对于数据集的唯一用途是定义未知坐标系。使用此工具前，必须已获知该数据集的正确坐标系。

注意：这里定义的可以是栅格数据也可以是矢量数据，只要它本身没有坐标，但是你知道它正确的坐标，就可以用这个工具去定义。 什么时候会出现这种情况呢，比如，CAD的dxg等数据加载到ArcGIS里面是没有坐标系的，但是在CAD画图的时候是有坐标系的，这时候就可以用这个工具去定义正确的坐标系，所以当你拿到一个CAD文件的时候就一定要问画图小哥哥（可能是学测绘的）用的是什么坐标系。

②投影

将空间数据从一种坐标系投影到另一种坐标系。矢量数据专用。 注意哦，这里的矢量数据必须要有坐标系。

③投影栅格

将栅格数据集从一种投影变换到另一种投影。同样的，这里的栅格数据必须要有坐标系。

当数据(无论矢量、栅格，如果是一张已出图的图像，这又是另一种情况，后续具体举例）没有坐标系又知道其正确坐标系时，用“定义投影”工具定义坐标系

当矢量数据需要转换坐标时，用“投影”工具

当栅格数据需要转换坐标时，用“栅格投影”工具