今天给各位分享gis地图和坐标系的知识，其中也会对gis地图和坐标系的关系进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
目录一览：
WebGIS中的坐标系和瓦片地图
本文主要介绍坐标系和瓦片地图的相关知识， 他们是进行WebGIS开发的基础。
坐标系分为地理坐标系和投影坐标系，他们的定义如下：
地理坐标系 （Geographic Coordinate System）：
是使用三维球面来定义地球表面位置，以实现通过经纬度对地球表面点位引用的坐标系。包括角度测量单位、本初子午线和参考椭球体三部分。
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投影坐标系 （Projection Coordinate System）：
是使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。它由地理坐标系和投影 *** 两个要素所决定。
地球表面是崎岖不平的，人们为了精确表示地球表面的位置，引入了 旋转椭球体 的概念。即用一个规则的旋转椭球体去逼近真实的地球表面。一个旋转椭球体的参数主要有以下三个:长半轴、短半轴、扁率。定义了这三个参数，也就唯一确定了一个旋转椭球体。
定义了椭球体的形状后，还需要确定椭球体的位置。椭球体表面与真实地球表面存在差异，并且在世界的不同地区，这种差异也不尽相同。因此椭球体的定位直接决定了地理坐标与真实位置的误差。椭球体定位就是需要确定 大地基准面 ，从而确定椭球体与地球的相对位置。有以下两类大地基准面：
确定了旋转椭球体的 形状 和 位置 ，那么地理坐标系的基础就确定了。接下来需要定义地球上任意一点的地理坐标表示 *** 。
地理坐标，就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。在大地测量学中，对于地理坐标系统中的经纬度有三种提法：天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。其中使用较多的是大地经纬度，其使用大地坐标（L,B,h）表示地面点在椭球面上的位置三个要素，他们的定义如下：
图示：
这样就完成了地理坐标系的定义，地球上任意一点都能获得经纬度坐标了。
在椭球面上表示的地球上物体的坐标，会给实际使用带来一些麻烦。更多的时候我们希望将地物展现在平面上，这时就需要引入投影坐标系的概念。
在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学 *** ，称为 地图投影 。
地图投影的一般公式为：x = F(λ，φ), y = G(λ，φ)
确定了投影 *** 后，也就确定了函数F和G，只要知道地面点的经纬度（λ，φ），便可以在投影平面上找到相对应的平面位置（x，y）。
投影 *** 有以下几类：
以上两种 *** 都要进行分带投影。即按一定的间隔选取经线作为投影的中央经线，中央经线两侧一定范围内的地区按所选中央经线进行投影。这样做的目的是减小投影变形，方便在工程中使用。
具体的投影 *** 请点击小标题查看。
选择一个地理坐标系，以及一个地图投影 *** ，就唯一确定了一个投影坐标系，从而可以使用平面坐标表示地球上物体的位置了。
在Web地图领域，使用最为广泛的坐标系统就是 WGS84 Web Mercator 。谷歌地图、Virtual Earth、Bing Maps、百度地图、Mapabc、ArcGIS Online等都是采用这种坐标系。作为一个投影坐标系，需要两个基本的要素，一个是地理坐标系，还有一个是投影 *** 。我们分别来看：
从名字可以看出，WGS84 Web Mercator坐标系采用的地理坐标系是WGS84坐标系，它属于地心坐标系，坐标系的原点位于地球质心，其基本参数如下：
从名字上可以看出，WGS84 Web Mercator坐标系的投影 *** 和Mercator（墨卡托）投影有关，但是这个投影 *** 和不是标准的墨卡托投影。他们之间的区别在于，WGS84 Web Mercator在投影时将地球椭球当做圆球看待，这会导致本来是等角投影的墨卡托投影变得不再等角了，而是近似等角，也就是出现角度变形。
以赤道为标准纬线，以本初子午线为中央经线，分别得到X轴和Y轴。两者的交点设为原点，规定纬度向北为正，向南为负；经度向东为正，向西为负。
对应于经纬度的范围就是：
讨论坐标系不得不提到EPSG，EPSG的英文全称是European Petroleum Survey Group，中文名称为欧洲石油调查组织。这个组织成立于1986年，2005年并入IOGP(International Association of Oil Gas Producers)，中文名称为国际油气生产者协会。EPSG对几乎所有常用的坐标系统都进行了编号，统一了坐标系的表示，于是我们经常会看到使用EPSG编号来指代某一坐标系。
以下是几个常用坐标系的EPSG编号和单位：
至于为何WGS84 Web Mercator有两个编号，这里面还是有一段故事的，可以去 这里 查看。
查询全部的EPSG编号和详细信息请访问 EPSG官网 。
互联网地图服务，常常通过采用构建瓦片地图的方式，加快用户的访问，减少数据传输量。具体而言，瓦片地图就是对投影后的地图在不同尺度（层）下进行切片，每个尺度得到的地图切片数量不同、表示范围不同、详细程度不同，但是图片的尺寸相同（一般为256*256），最终构成一个“瓦片金字塔“”。根据用户所浏览的区域范围，自动确定所要返回的切片层级，在满足用户查询需求的同时，保证了地图传输的效率。
在投影坐标系的选择上，目前主流的地图服务提供商基本都选择的是WGS84 Web Mercator坐标系。但是在如何对投影后的地图进行切片并编号时，不同厂商之间存在较大的差异。
以地图左上角为原点，X轴向右，Y轴向下，从0开始分别进行编号。Z的取值范围为[0, 18]，在第z级别，x,y方向的瓦片个数均为：2 z 个，即x,y取值范围是[0 , 2 z -1]。
WMTS较为特殊，WMTS中的TileMatrix对应于z，TileRow对应于y，TileCol对应于x。编号方式和谷歌与O *** 相同。
以地图左下角为原点，X轴向右，Y轴向上，从0开始分别进行编号。Z的编码规则与谷歌地图相同。
z=1时，这两种瓦片的编号如下图所示。
微软Bing地图Z的编码规则与谷歌相同，同一层级的瓦片不用XY两个维度表示，而只用一个整数表示，该整数服从四叉树编码规则（QuadTree）。
百度地图的瓦片定义的方式比较独特，原点的位置在经纬度都为0的地方，X向左为正，向右为负；Y向上为正，向下为负。切分的方式不像上述3种 *** 在每一级进行二等分，而是通过定义每一级的 地图分辨率 ，确定每一级应该划分的行列数。地图分辨率的表达式为：2 18-z ，其含义是每个像素所对应的实际长度。由此，可得每一级应该划分的行列数为：2πR/(256*2 18-z )，其中R为地球的半径，单位是米。
参考：
本文记录了与WebGIS相关的坐标系和瓦片地图的知识，说明了他们直接的相互关系。希望WebGIS开发者有所帮助。
GIS中坐标系与偏移算法总结
一 大地坐标系
1.1 概念
大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。
大地坐标系根据其原点的位置不同，分为地心坐标系和参心坐标系。地心坐标系的原点与地球质心重合，参心坐标系的原点与某一地区或国家所采用的参考椭球中心重合，通常与地球质心不重合。
1.2 常用的参心坐标系与地心坐标系
北京54 参心坐标系（参心坐标系）
西安80 参心坐标系（参心坐标系）
cgcs2000 地心坐标系（地心坐标系）
wgs84 地心坐标系（地心坐标系）
我国先后建立的1954年北京坐标系、1980西安坐标系和新1954年北京坐标系，都是参心坐标系。这些坐标系为我国经济社会发展和国防建设作出了重要贡献。
但是，随着现代科技的发展，特别是全球卫星定位技术的发展和应用，世界上许多发达国家和中等发达国家都已在多年前就开始使用地心坐标系。
国务院批准自2008年7月1日启用我国的地心坐标系——2000国家大地坐标系（CGCS-2000），同时要求用8-10年的时间，完成现行国家大地坐标系向20000国家大地坐标系的过渡和转换。过渡期结束，将停止提供现行国家大地坐标系下的测绘成果。
参考：
2018年7月1日起全面使用2000国家大地坐标系，西安80和北京54坐标系正式退出历史舞台
wgs84是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统；gps设备采集的数据均为wgs84坐标系。
1.3 不同坐标系之间的转换
arcgis 软件中计算完成，参考:[arcgis坐标转换与投影]( ）
二 坐标投影
2.1 投影后的坐标形式
原始经纬度:120.0397529296875,30.229220825195313
墨卡托投影后:13362764.171082955,3533048.2025558753
参考： arcgis js api：web墨卡托(3857)转经纬度坐标(4326)
2.2 投影的目的
方便工程测量、二维图展示便于理解。
2.3 根据不同需求使用不同的投影算法
例如： 墨卡托投影后的二维图导致了地球两极被拉宽，不适用于工程测量，但适合用作普通二维图的展示。而大比例尺的工程测量图对局部区域内精度要求高，而采用高斯克里格投影。
三 gcj02偏移算法（国家测绘局，被戏称为火星坐标）
注意 这是偏移算法，而不是单独的一个坐标系。习惯上人们将加了偏移算法的坐标称为gcj02坐标。经偏移算法处理的地图数据偏差一般为 300~500 米。
3.1 在我们国家发布的互联网地图按法律规定需要经过偏移算法加偏移。
例如高德地图、腾讯地图。
3.2 百度地图在gcj02基础上进行了二次加偏移，称为bd09坐标
3.3 天地图是否加偏移？
天地图采用cgcs2000坐标。
发布在互联网上的天地图并不一定都是加偏移，未加偏移的地图做了特殊处理，很多涉密地理信息在地图上找不到。
3.4 使用了加偏移的地图如何进行gis开发
对叠加到地图上的数据同样加偏移，实现与底图吻合。
参考： WGS84坐标与不同加密算法之间转换
更多参考：
你必须知道的地理坐标系和投影坐标系
arcgis坐标转换与投影变换
在GIS实践中为什么选择地图投影和坐标系
因为一幅地图有自己的地图投影和坐标系，不同的国家、地区会选用不同的地图投影和坐标系来绘制地图，例如我国选用的投影和坐标系无法应用于其他国家，譬如日本，否则日本地图会显得很小，微不足道。因此，在GIS实践中选择适合的投影和坐标系，达到强调、突出某些特征的效果。如有问题，可参照《地图投影》
gis地图和坐标系的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于gis地图和坐标系的关系、gis地图和坐标系的信息别忘了在本站进行查找喔。
