地理坐标系、大地坐标系与地图投影与重投影详解
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发布时间：2024-10-02 21:36
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时间：2024-11-20 08:34
一、基础概念
地理坐标系定义为球面坐标，参考平面为椭球面，坐标单位为经纬度。投影坐标系则为平面坐标，参考平面为水平面，坐标单位为米、千米等。地理坐标转换至投影坐标，即进行投影，以实现将不规则地球曲面转换为平面。
二、问题探讨
（1）地理坐标系通过参考椭球体定义，地球表面抽象为连续、闭合的曲面，以适应测量与制图。
（2）投影坐标系在小范围内视为平面，整体上为球形，大地坐标随地区不同而异，需考虑坐标原点与轴位置。
（3）从地理坐标至投影坐标，是曲面展开为平面的过程，涉及投影方法问题。
三、问题解答
地球空间模型通过大地水准面与地球椭球体抽象。大地水准面定义为海水静止状态下的连续、闭合曲面。地球椭球体有三个参数描述。参考椭球体与大地基准面共同构建地理坐标系。
地理坐标系结合参考椭球与大地基准面，通过七参数（三个平移与三个旋转参数与比例校正因子）定义。基准面在不同国家或地区各不相同。例如，Beijing54与Xian80坐标系。
地图投影将地球椭球面上的点映射到平面上，以实现曲面向平面的转换。地图投影解决地理坐标不便进行距离、方位、面积计算问题。地球椭球体不可展性导致地图投影变形，包括长度、面积与角度变形。
地图投影选择考虑制图区域、地图用途、特殊要求等因素。投影类型如横圆柱、圆锥与方位投影，按变形性质分等角、等积与任意投影。不同区域选择不同投影以优化地图特性。
地图投影参数包括标准线与中心线。标准线没有变形，中心线一般有变形。高斯-克吕格投影是广泛应用于中国比例尺地形图的投影方式，根据比例尺不同采用6°或3°分带。
兰伯特投影适用于小于1：100万地图，用于中纬度地区。阿伯斯投影为双标准纬线等积圆锥投影，适合东西方向分布的*板块。墨卡托投影则用于航海与航空地图，具有等角特性。
投影坐标系用于地图从球面转换至平面的数学变换。当地图坐标系不一致时，需要进行重投影以确保坐标信息的一致性与准确性。重投影涉及不同投影方式、不同大地基准面与不同参考椭球体间的转换。
四、重投影
在进行不同投影坐标系的地图信息处理时，需要考虑重投影。重投影包含不同投影方式之间、不同大地基准面之间与不同参考椭球体之间转换的处理。具体步骤包括坐标转换、影像重采样与写入新文件。
