arcgis 将地图点转换为屏幕坐标_【PTV Visum】坐标系的那点事（一）

坐标系的那点事(一)

——坐标系统

作者：PTV China肖京晶，郑州市规划勘测设计研究院张东

1 前言

当我们提到高斯克吕格、北京54、西安80，WGS84等词汇，大家都会有些印象，那么这些与我们的PTV  VISUM有什么关系呢？

大家知道，我们在建模时，路网创建工作是个大工程，为了减少在背景图上手动创建路网工作量，我们通常让甲方尽可能提供ArcGIS的shape文件，导入到PTV VISUM中，导入后，关于坐标系的问题大家一定有很多疑问，我们进行了归纳。

问题1：PTV VISUM中的坐标系统与ArcGIS的坐标系统是如何对应的？

问题2：PTV VISUM对导入坐标的处理机制是什么？和ArcGIS有什么区别和联系？

问题3：如果原shape文件没有坐标系，如何在PTV VISUM中选取坐标系？

问题4：如果原shape文件中所使用的坐标系在PTV VISUM中没有，如何处理？

问题5：如果原shape文件导入PTV VISUM后，shape文件与PTV VISUM自带地图存在偏移，如何处理？

带着这些问题，今天我们来讲讲坐标系的这点事。

2 坐标系统

在回答以上问题前，我们首先了解一下坐标系的概念。简单的说，有了坐标系，我们能够用一个或多个“坐标值”来表达和确定空间位置。没有坐标系，坐标值就无从谈起，也就无法描述空间位置。

无论是ArcGIS还是PTV VISUM，都包含地理坐标系和投影坐标系两类坐标系统。

2.1 坐标系的原理概述

1)坐标系

无论是在抽象的数学几何空间还是在现实的地理空间中，我们要确定一个要素(点、线、面、体或者地理对象)的空间位置，都要定义一个坐标系作为空间参考，然后以这个坐标系下的坐标值去描述要素的空间位置。

对于同一空间要素，定义不同的坐标系，其空间参考位置就会存在差异，对应的其坐标值也就不一样，如图1、图2就是同一个要素点M在两个不同坐标系下的坐标值描述，在A坐标系的空间参考下，M点的坐标值为(3,2)，在B坐标系下M点的坐标值为(4,3)。

图1 对点要素定义空间参考(坐标系)A所获得的坐标值(3,2)

图2 对点要素定义空间参考(坐标系)B所获得的坐标值(4,3)

2)坐标转换

正如上文所述，M点在A、B两个不同的坐标系空间参考下，其坐标值是不一样的，假设当前M点的空间参考为坐标系A，其对应坐标值为(3，2)，现根据某些要求，需要将其空间参考转变为坐标系B(，那么对应的坐标值也将会转变为(4，3)，这里有两种方法可以实现：

第一种方法就是保持坐标系A的空间位置不变，将M点移动到坐标系A下的(4，3)的位置后从新将坐标系A强制性定义为坐标系B，如下图3所示；

图3 坐标转换方式一：移动要素

第二种方法是保持M位置不变，将坐标系A向左、向下分别移动一个单位，及将坐标系A变换为坐标系B，则M的坐标值也会变成(4，3)，如图4所示。

图4 坐标转换方式二：移动坐标系

以上就是简化后的坐标和坐标系变换的基本原理，然而实际的地理坐标和坐标系变换要复杂的多，这是因为一方面地球表面不是上图中简单的规则图面，另一方面地理坐标线也不是上图中简单的直角坐标系。

3)坐标转换变形

以上两种坐标转换方法都只有平移变换，其都有个前提，就是A、B两个坐标系的坐标尺度和单位是一致的，这就是我们常见的地理坐标系向地理坐标系转