东英测绘——“2000坐标”成标配，你懂坐标定义和转换吗？

国土空间规划明确要求“统一采用2000国家大地坐标系”和“1985年国家高程基准”作为空间定位基础，可是很多时候我们拿到的数据坐标并不是“2000国家大地坐标系”，需要进行坐标转换，如何进行坐标转换呢？

不只是国土空间规划，其他需要应用ArcGIS的行业同理——坐标系统是GIS数据重要的数学基础，用于表示地理要素、图像和观测结果的参照系统，坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离，缺少坐标系统的GIS数据是不完善的。

接下来我们学习ArcGIS中坐标定义与转换

一、ArcGIS中的坐标系统

ArcGIS中预定义了两套坐标系统，地理坐标系（Geographic coordinate system）和投影坐标系（Projectedcoordinate system）。

01地理坐标系

地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。

GCS中的重要参数包括角度测量单位、本初子午线和基准面（基于旋转椭球体）。

地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位，经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。

球面系统中的水平线是等纬度线或纬线，垂直线是等经度线或经线。

这些线包络着地球，构成了一个称为经纬网的格网化网络。

那经纬度是什么呢？

GCS中经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒 (DMS) 为单位进行测量。

纬度值相对于赤道进行测量，其范围是 -90°（南极点）到 +90°（北极点）。

经度值相对于本初子午线进行测量。其范围是 -180°（向西行进时）到180°（向东行进时）。

常用的坐标系都有哪些？

ArcGIS中，中国常用的坐标系统为

GCS_Beijing_1954（Krasovsky_1940）

GCS_Xian_1980（IAG_75）

GCS_WGS_1984（WGS_1984）

GCS_CN_2000（CN_2000）

02投影坐标系什么是投影坐标系？

将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。

投影坐标系的实质是平面坐标系统，地图单位通常为米。

投影坐标系在二维平面中进行定义。

与地理坐标系不同，在二维空间范围内，投影坐标系的长度、角度和面积恒定。投影坐标系始终基于地理坐标系，即：“投影坐标系=地理坐标系+投影算法函数“。

我国的投影坐标系

我们国家的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影，分为6度和3度分带投影，1:2.5万－1:50万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度分带从本初子午线（prime meridian）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，中国跨13-23带；

3度分带是从东经1度30分经线（1.5°）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，中国跨25-45带。

ArcGIS中的投影坐标系

在CoordinateSystems\Projected    Coordinate     Systems\Gauss Kruger\Beijing   1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式：

Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK CM 117E

北京54(西安1980) 3度带无带号

Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK Zone 25

北京54 (西安1980) 3度带有带号

Beijing 1954 (Xian 1980) GK Zone 13

北京54 (西安1980) 6度带有带号

Beijing 1954 GK Zone 13N / Xian 1980 GK CM 75E

北京54 (西安1980) 6度带无带号

注释：GK 是高斯克吕格，CM 是CentralMeridian 中央子午线，Zone是分带号，N是表示不显示带号。

二、ArcGIS定义坐标系ArcGIS中所有地理数据集均需要用于显示、测量和转换地理数据的坐标系，该坐标系在 ArcGIS 中使用。如果某一数据集的坐标系未知或不正确，可以使用定义坐标系统的工具来指定正确的坐标系，使用此工具前，必须已获知该数据集的正确坐标系。

该工具为包含未定义或未知坐标系的要素类或数据集定义坐标系，位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations—Define Projections

Input Dataset：要定义投影的数据集或要素类

CoordinateSystem：为数据集定义的坐标系统

三、ArcGIS投影转换

在数据的操作中，我们经常需要将不同坐标系统的数据转换到统一坐标系下，方便对数据进行处理与分析，软件中坐标系转换常用以下两种方式：

1.采用已定义参数进行投影转换

ArcGIS软件中已经定义了坐标转换参数时，可直接调用坐标系转换工具，直接选择转换参数即可。工具位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations——Feature—Project（栅格数据投影转换工具 Raster—Project raster），在工具界面中输入以下参数

：Inputdataset：要投影的要素类、要素图层或要素数据集

OutputDataset：已在输出坐标系参数中指定坐标系的新要素数据集或要素类。

out_coor_system：已知要素类将转换到的新坐标系

GeographicTransformation:列表中为转换参数，以GCS_Beijing_1954转为GCS_WGS_1984为例，各转换参数含义如下：

Beijing_1954_To_WGS_1984_1 15918 鄂尔多斯盆地

Beijing_1954_To_WGS_1984_2 15919 黄海海域

Beijing_1954_To_WGS_1984_3 15920 南海海域-珠江口

Beijing_1954_To_WGS_1984_4 15921 塔里木盆地

Beijing_1954_To_WGS_1984_5 15935 北部湾

Beijing_1954_To_WGS_1984_6   15936鄂尔多斯盆地

该方法转换后会有不同程度的偏差，需要进行地理配准或空间校正。

以上就是对“2000坐标”定义以及转换的讲解，如果你还有什么不了解的地方，欢迎留言或者在线咨询，我们会及时与您联系。东英测绘仪器有限公司提供RTK、全站仪、水准仪、经纬仪、无人机等仪器的销售、检测、校正等业务，也承接测绘培训和各种内外业测量任务，有相关的需要了解都可以留言或者在线咨询我们，我们将详细为你解答。

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