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地图相关坐标系知多少

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地图坐标系简介

地图坐标系是将地球表面上的点定位到二维平面的数学模型。坐标系由原点、基准面和坐标轴组成。原点是坐标系的参考点,基准面是坐标系中定义高度的平面,坐标轴是定义位置的参考线。

地理坐标系

地理坐标系是以地球中心为原点,以赤道面为基准面,以本初子午线为坐标轴的坐标系。地理坐标系中的位置由经度和纬度表示。经度是地球表面上某一点与本初子午线之间的水平夹角,范围从0°到360°。纬度是地球表面上某一点与赤道面之间的垂直夹角,范围从0°到90°。

大地坐标系

大地坐标系是以大地椭球面为基准面的坐标系。大地椭球面是通过数学计算得到的地球表面形状的模型。大地坐标系中的位置由大地纬度、大地经度和大地高程表示。大地纬度和大地经度与地理纬度和地理经度相同。大地高程是地球表面上某一点到大地椭球面的距离。

高程系

高程系是定义高程的参考系。高程系中的高程是以某一特定点为参考点测量的。常用的高程系有海拔高程、正高程和大地高程等。海拔高程是以海平面为参考点测量的。正高程是以大地水准面为参考点测量的。大地高程是以大地椭球面为参考点测量的。

空间参考系

空间参考系是定义空间位置的参考系。空间参考系由坐标系、高程系和椭球参数组成。椭球参数是定义大地椭球形状的三个参数。常用的空间参考系有WGS84、CGCS2000和北京54等。WGS84是国际上最常用的空间参考系。CGCS2000是中国国家测绘局发布的国家空间参考系。北京54是中国历史上使用的空间参考系。

数据坐标系

数据坐标系是将地理数据存储在计算机中的坐标系。数据坐标系由空间参考系和数据投影组成。数据投影是将地理坐标系中的位置投影到二维平面的过程。常用的数据投影有平面投影、圆柱投影和方位投影等。平面投影是将地球表面投影到一个平面上。圆柱投影是将地球表面投影到一个圆柱体上。方位投影是将地球表面投影到一个圆锥体上。

常见的投影坐标系

在实际应用中,地理坐标系和大地坐标系并不方便使用。因此,人们发明了投影坐标系。投影坐标系是将地理坐标系或大地坐标系中的位置投影到二维平面的坐标系。常见的投影坐标系有高斯投影、墨卡托投影和Web墨卡托投影等。

高斯投影

高斯投影是将地球表面投影到一个横轴圆柱体上,然后将圆柱体展开成一个平面。高斯投影的特点是纬线和经线都是直线,并且纬线与经线垂直相交。高斯投影常用于区域性地图的绘制。

墨卡托投影

墨卡托投影是将地球表面投影到一个等角圆柱体上,然后将圆柱体展开成一个平面。墨卡托投影的特点是纬线和经线都是直线,但纬线与经线不垂直相交。墨卡托投影常用于世界地图的绘制。

Web墨卡托投影

Web墨卡托投影是墨卡托投影的一种变体。Web墨卡托投影的特点是纬线和经线都是直线,并且纬线与经线垂直相交。Web墨卡托投影常用于网络地图的绘制。

结语

地图坐标系是地图绘制和应用的基础。了解地图坐标系对于开发地图引擎和地图应用服务至关重要。