написать впереди
Географическое положение, то есть координаты, не будет преувеличением сказать, что это душа ГИС.Когда происходят аварии, такие как прогнозы погоды, запуски ракет, землетрясения, извержения вулканов и т. д., средства массовой информации будут говорить, что произошло при ХХ градусах восточная долгота, YY градусы северной широты и навигация по карте, позиционирование и т. д. на высоком немецком языке Baidu должны использовать систему координат, потому что без точной информации о местоположении невозможно выразить взаимосвязь объектов, а также анализ запросов карты и т. д., нельзя обсуждать.
Системы координат можно разделить на две категории: географические системы координат и проекционные системы координат.
Сегодня мы будемCesiumЧтобы использовать для преобразования координат для свинца, для непрофессиональных мелких партнеров в рамках универсальной системы координат знаний, более концептуальной, не нужно запоминать их все, вы можете понять концепцию, мы сначала используем географическую систему координат
Географическая система координатGeographic Coordinate System, мы сокращаемGCS, это система отсчета позиционирования, созданная космическими элементами на поверхности земли. Это очень официальная. Далее мы будем постепенно вводить
PS:Поскольку карту слишком сложно рисовать, все картинки в этой статье взяты из интернета, если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, сообщите и удалите их.
Познавательная Земля
историческая эволюция
Если мы хотим знать, где находится место или объект, нам обязательно нужен ориентир.Для тех, кто сегодня живет на земле, мы знаем, что хотим выполнить точное глобальное позиционирование.Этам ориентиром может быть только земля, потому что мы четко понимаем земля, форма и размер, понять отношения между людьми и землей
Но в древности из-за малого круга деятельности люди видели лишь малую часть местности, где жили, поэтому всякие сопутствующие вещи придумывали просто интуитивно.天圆地方утверждение
Например, еще во времена династии Чжоу, более 2000 лет назад, в моей стране существовали天圆如张盖，地方如棋局Гайтиан говорит
Древние египтяне знали, что небо похоже на куполообразный потолок, а земля на квадратную коробку.
Русские думают, что земля подобна щиту, который несут на спине три гигантских кита, плывущих в бескрайнем океане.
Подобная легенда есть и у индусов в России, но они верят, что эту землю несет не гигантский кит, а три слона, стоящие на спине черепахи.Движение слона вызовет землетрясение
Позже древнегреческий ученый Аристотель предположил, что Земля имеет шаровидную форму, и тогда Магеллан успешно совершил плавание вокруг Земли в 1519-1521 годах, и официально родилось название Земля.
С непрерывным прогрессом измерительных технологий, особенно с использованием искусственных спутников Земли, у нас появилось четкое представление о Земле.Земля - это не настоящая сфера, а неправильная сфера со слегка сплющенными полюсами и слегка выпуклым экватором. эллипсоид, средний радиус Земли составляет 6371 км, полярный радиус составляет 6356 км, разница между ними составляет 21 км, максимальная длина окружности, которую мы называем экватором, составляет около 40 000 км, а площадь поверхности составляет около 510 млн кв. тысяч риса, как показано ниже
широта и долгота и радиан
Географическая система координат определяется широтой и долготой, поэтому некоторые люди могут не знать широту и долготу, поэтому здесь также вводятся широта и долгота.
Долгота измеряет углы к востоку или западу от нулевого меридиана, положительные в восточном полушарии и отрицательные в западном полушарии, а широта измеряет углы к северу или югу от экваториальной плоскости, положительные на севере от экватора и отрицательные на юге от экватора.
Да, кстати, нулевой меридиан относится к меридиану, который соединяет северный и южный полюса на земле.Есть много названий, таких как нулевой меридиан, нулевой меридиан, нулевой меридиан и т.д., а экватор это периметр траектории, образуемой земной поверхностью при вращении Земли Самая длинная круговая линия, разделяющая северное и южное полушария
Нулевой меридиан и экватор являются базовыми линиями географической системы координат. Они касаются друг друга и могут быть поняты как оси координат x/y. Тогда долгота, которую мы говорим, эквивалентна значению x, а широта эквивалентна к значению y, как показано на следующем рисунке
Что касается единиц широты и долготы, мы можем использовать градусы, минуты и секунды (DMS), десятичные градусы (DD) или радианы (рад), которые мы можем использовать в
В градусах, минутах и секундах 1 градус равен 60 минутам, а 1 минута равна 60 секундам (1° = 60′ 1′ = 60″), такие как широта и долгота45°52′30″, затем мы преобразуем его в десятичное число, чтобы представить 45,875 ° (45 + 52/60 + 30/3600), в дополнение к нашим обычно используемым радианам, мы можем просто запомнить два значения, нажмите клавишу
1rad = 57.2958°
1° = 0.01745rad
геоид
На поверхности земли есть горы, впадины и она неровная, поэтому, когда мы хотим использовать математические законы для ее описания, мы должны найти относительно правильную математическую поверхность.
Все мы знаем, что Землю также можно назвать водяным шаром, потому что большая ее часть представляет собой океан, поэтому люди предполагают, что морская вода находится в полностью статическом равновесном состоянии, тогда она простирается от уровня моря до нижней части всех континенты, а непрерывная, замкнутая, ортогональная направлению земного притяжения есть везде Поверхность представляет собой геоид, как показано на следующем рисунке
Земной эллипсоид и эллипсоид
Выше мы сказали, что геоид игнорирует относительную регулярность неровностей на местности.Однако из-за неравномерного распределения материалов в земле геоид все же является неравномерным.Хотя он очень близок к правильному эллипсоиду, но не является полностью правильным , Невозможно выразить это математически
Мы знаем, что эллипсоид можно создать, вращая эллипс вокруг короткой оси, поэтому для количественного описания формы Земли без влияния колебаний наиболее идеальный сфероид, соответствующий геоиду, называется сфероидом.地球椭球体Также известен как参考椭球体, и выберите поверхность эллипсоида, которая может быть выражена математическими уравнениями в качестве базовой поверхности проекции, эта базовая поверхность называется参考椭球面Упоминается椭球面, см. рисунок ниже
геодезическая база
Выше мы говорили о понятиях геоид, земной эллипсоид, эллипсоид и т. д. Далее давайте посмотрим на геоид.Короче сравним землю с картошкой 🥔, т. Сфера может быть представлена утиным яйцом🥚, потому что оно относительно правильное, мы случайным образом выбираем азимут и помещаем утиное яйцо на картофель, вращаем или увеличиваем и уменьшаем утиное яйцо, чтобы оно соответствовало поверхности картофеля в этой ориентации насколько это возможно Лапша из утиных яиц с азимутальной точки зрения является геодезической исходной точкой.
Поскольку мы можем вращать картофелину по желанию, чтобы изменить ориентацию, утиное яйцо (референтный эллипсоид) также будет меняться в зависимости от перспективной ориентации картофелины (Земли), и исходная точка также будет измеряться с определенной ориентацией Земли. , разные страны или регионы будут выбирать свое собственное измерение положения относительной подгонки для создания своих собственных базовых плоскостей, и существует проблема преобразования различных систем координат, которая нас очень беспокоит сейчас, потому что их базовые плоскости различаются, как показано на следующем рисунке. фигура
Система координат Пекин 54 и система координат Сиань 80, о которых мы часто слышим, на самом деле относятся к двум геодезическим системам отсчета в моей стране.
Положение каждой страны на картошке (земле) различно, и утиные яйца (опорный эллипсоид), полученные путем вращательного увеличения или уменьшения, также различны, поэтому было создано много опорных эллипсоидов. была создана система координат, а в 1978 году была установлена новая геодезическая система координат, система координат Сиань 80, с использованием Земного эллипсоида 1975 года (IAG75), рекомендованного Международной геодезической ассоциацией.
Система координат женьшеня
Измерение шара должно быть центрировано.Утиное яйцо, о котором мы упоминали выше, также является опорным эллипсоидом.Центр земли определить нелегко, но опорный эллипсоид является правильным, поэтому геодезические координаты с геометрическим центром отсчета эллипсоид как отдел происхождения参心坐标系, и этот женьшень относится к центру референтного эллипсоида, который мы считаем началом O
Система координат женьшеня обычно относится к декартовой системе координат пространства женьшеня (с элементами координат x, y, z) и геодезической системе координат женьшеня (с элементами координат B, L, H).
Система координат женьшеня установлена в пределах опорного эллипсоида.O-XYZСистема координат, начало координат O является геометрическим центром опорного эллипсоида, ось X совпадает с пересечением плоскости экватора и плоскости нулевого меридиана, а восток положителен. Ось Z совпадает с короткой осью сфероида, север положительный, а ось Y перпендикулярна плоскости XZ, образуя правостороннюю систему, как показано на следующем рисунке.
При измерении для обработки результатов наблюдения и расчета координат наземной опорной сети обычно необходимо выбрать参考椭球面В качестве базовой базовой плоскости выберите опорную точку в качестве начальной точки геодезической съемки (эта точка大地原点), используя астрономические наблюдения геодезического происхождения для определения положения и ориентации реперного эллипсоида внутри Земли.
Геоцентрическая система координат
До 1950-х годов страна или регион устанавливали свою собственную локальную геодезическую систему координат в соответствии с радианным методом измерения при условии, что выбранный опорный эллипсоид лучше всего соответствует геоиду в своем регионе.
Так как на океане в то время были лишь разреженные гравиметрические измерения, геодезические работы можно было вести только на каждом континенте, а связь между местными геодезическими системами координат каждого континента почти отсутствовала.Однако на уровне развития науки в то время местная геодезическая система координат могла в основном соответствовать требованиям геодезической съемки и картографии в разных странах.
Но позднее для изучения общей формы Земли и ее внешнего гравитационного поля и геодинамических явлений, особенно в конце 1950-х гг., после появления искусственных спутников Земли и дальнобойного баллистического оружия, для описания их положения и движения в пространстве и для представления их наземных стартовых станций Геоцентрическая система координат должна использоваться для местоположения станции слежения и геоцентрической системы координат Поэтому создание глобальной геоцентрической системы координат (также известной как мировая система координат) стало актуальная задача геодезической съемки, а позже и центра масс земли (То есть единственной единой в мире центральной точки земли)
В этом контексте земля质心为原点Установленная космическая декартова система координат или земной эллипсоид со сферическим центром, совпадающим с центром масс Земли в качестве базовой плоскости.大地坐标系был рожден
Геодезическую систему координат с центром масс Земли в качестве начала обычно делят на геоцентрическую пространственную прямоугольную систему координат (с элементами координат x, y, z) и геоцентрическую геодезическую систему координат (с элементами B, L, H). координатные элементы)
Геоцентрическая система координат устанавливается внутри тела Земли.O-XYZВ системе координат начало координат O установлено в центре масс Земли и представлено тремя взаимно перпендикулярными осями X, Y и Z. Ось X совпадает с пересечением плоскости первого меридиана и плоскости экватора, а восток положителен.Ось вращения Земли совпадает, а север положителен.Ось Y перпендикулярна плоскости XZ, чтобы сформировать правостороннюю систему, которая похожа на диаграмму женьшеня выше.
На данный момент, я полагаю, у вас есть новое понимание нашей земли, затем мы представим несколько часто используемых систем координат.
Общая система координат
Здесь мы кратко представляем еще четыре общие системы координат, которые являются двумя системами координат, использовавшимися в первые дни существования нашей страны.北京54,西安80, текущий мейнстримCGCS2000, и географическая система координат, обычно используемая в миреWGS84
Пекин 54
После основания Нового Китая наша страна приняла параметры эллипсоида Красовского бывшего Советского Союза (то есть это женьшеневая система координат), а в 1942 году провела совместные измерения с системой координат бывшего Советского Союза, и установил землю моей страны с помощью расчетов. Система координат, названная Пекинской системой координат 1954 года, именуемая Пекинской системой координат 54.
В 1954 году система координат Пекин может считаться расширением бывшей советской системы координат 1942 года, потому что ее происхождение не в Пекине, а в бывшем советском союзе
Пекин 54 был в начале основания Китайской Народной Республики.Когда технические условия в то время были не на высоте, в моей стране была введена географическая система координат Советского Союза.
Сиань 80
В апреле 1978 г. в Сиане была проведена Национальная конференция по корректировке астрономо-геодезической сети, чтобы определить изменение местоположения и установить новую систему координат в моей стране. По этой причине в 1980 г. была создана Национальная геодезическая система координат. В 1980 г. Национальная геодезическая система Система координат приняла основные параметры земного эллипсоида: данные, рекомендованные 16-м конгрессом Международного союза геодезии и геофизики в 1975 г. (также система координат женьшеня)
этой системы координат大地原点Расположенный в городе Юнлэ, уезд Цзинъян, провинция Шэньси в центральной части моей страны, он расположен примерно в 60 км к северо-западу от города Сиань, поэтому он называется системой координат Сиань 1980 года, также называемой системой координат Сиань 80. Система.
Его базовый уровень соответствует среднему уровню Желтого моря, определенному мареографической станцией Даган в Циндао с 1952 по 1979 год (т. е. национальной отметкой 1985 года), от которой в настоящее время постепенно отказываются.
Сиань 80 и Пекин 54
Система координат Сиань 80 и система координат Пекин 54 на самом деле являются преобразованием параметров эллипсоида. Преобразование этого преобразования в один и тот же эллипсоид является строгим, в то время как преобразование между разными эллипсоидами не является строгим, поэтому набора преобразований нет. параметры, которые могут использоваться на национальном уровне и будут разными везде, потому что это две разные системы отсчета эллипсоида.
Пекин 54 и Сиань 80 - это две разные геодезические точки отсчета и разные опорные эллипсоиды, поэтому координаты одной и той же точки на двух картах разные, будь то координаты полосы три-шесть градусов или координаты долготы и широты. Да то же самое, что от обоих постепенно отказались
CGCS2000
От Пекина 54 до Сианя 80, с изменением ситуации и течением времени, две вышеупомянутые местные геодезические системы координат, основанные на классической технологии измерения, больше не могут адаптироваться к развитию науки и техники, особенно космической техники, и не может адаптироваться к экономическому строительству и национальной обороне Китая.Потребности в строительстве, обновление геодезической системы координат Китая являются объективными потребностями экономического строительства, строительства национальной обороны, социального развития и научно-технического развития.
Геоцентрическая геодезическая система координат с центром масс Земли в качестве начала является основной геодезической системой координат, повсеместно используемой в космическую эпоху 21 века, поэтому геоцентрическая геодезическая система координат, основанная на космических технологиях, является подходящим выбором для нового поколения Китая. геодезических систем координат.
CGCS2000 — это Национальная геодезическая система координат 2000 года, входящая в состав геоцентрической геодезической системы координат Эта система координат представляет собой геоцентрическую геодезическую систему координат, созданную в результате непрерывной работы китайской опорной станции GPS, сети пространственного геодезического контроля и совместной корректировки между астрономическая геодезическая сеть и пространственная геодезическая сеть.Национальная геодезическая система координат 2000 (Китай) основана на системе отсчета ITRF 97, а эпоха системы отсчета - 2000.0.Полное название - Китайская национальная географическая система координат 2000 года, а ее английский имя этоChina Geodetic Coordinate System 2000
Вторичная система координат в настоящее время является основной системой координат в моей стране. Возможно, вы не знаете эту систему координат. Скажем так. Система GPS моей страны - навигационная система Beidou и карта звездного неба, выпущенная государством, используют этот набор географических координат системы понял
WGS84
WGS84 — это глобальная географическая система координат, используемая GPS в Соединенных Штатах. Карты OSM, Google Maps (зарубежная версия), серия спутниковых снимков Landsat и т. д. используют ее в географической системе координат. Существует множество API для разработки карт, которые используйте WGS84 по умолчанию.
его полное название World Geodetic System 1984, большинство данных, которые мы передаем в Интернете, также имеют формат WGS84, поэтому наиболее широко используемой системой координат в мире может быть WGS84.
карты моей страны AutoNavi, Baidu и другие тоже используют WGS84, но все они зашифрованы опять же на основе WGS84.Это в народе называется марсианской системой координат, и используется всем известный алгоритм шифрования GCJ02.Есть ошибка с реальными координатами WGS84.Да, это значение ошибки не фиксируется, обычно десятки метров до сотен метров (карта Baidu более безжалостна, и она смещена опять же на основе GCJ02, то есть BD09, мы обычно называем это система координат Baidu), а зачем Шифрование, не говорите мне, сами знаете
CGCS2000 и WGS84
Две системы координат, которые CGCS2000 и WGS84 упоминаются в CGCS2000 и WGS84, являются центральными системами координат, поэтому определение CGCS2000 такое же, как у WGS84, а опорный эллипсоид очень близок.
Однако из-за плоской из-за разницы широты и изменения высоты максимального эллипсоида0.1mm, эта разница может быть проигнорирована в пределах текущего диапазона точности измерения.Можно сказать, что они совместимы с уровнем в сантиметрах, но если точность координат точки не может достичь уровня в сантиметрах, координаты CGCS2000 и WGS84 не учитываются. быть одинаковым Да и наоборот
Краткое изложение общих систем координат
Давайте резюмируем эти часто используемые системы координат.Так как это введение в здравый смысл, это вполне официально.Мы резюмируем это немного более приземленно.
Система координат женьшеня Пекин 54 была введена в нашей стране географической системой координат Советского Союза, когда технические условия не были хорошими в начале Народной Республики моей страны.
Система координат женьшеня Xi'an 80 является немного улучшенной технологией после реформы и открытия.Чтобы решить проблему отклонения от Beijing 54, система географических координат, подходящая для развития различных предприятий в Китае, постепенно отказывается.
CGCS2000, используемая навигационной системой Beidou и картой неба, в настоящее время является основной в моей стране, геоцентрическая система координат
WGS84 — это глобальная географическая система координат, созданная в США и широко распространенная в мире.
Эта картинка хороша
Позвольте мне сначала объяснить, ArcGIS WKID, мы все должны знать ArcGIS, Институт исследования экологических систем США ERSl (Институт исследования экологических систем), можно сказать, что они были первыми в индустрии ГИС.
Так что же такое WKID?Полное название WKID - Общеизвестный ID.Он представляет собой идентификатор пространственной привязки.Короче говоря, в мире слишком много систем координат.Сравниваем каждую систему координат с человеком,Пекин 54, Xi'an 80, CGCS2000, WGS84 и т. д. — все это сокращения имен. Полное имя слишком длинное, и его можно переименовать, но идентификационный номер уникален и неизменен. Этот идентификационный номер относится к WKID, который используется в пространственные данные, преобразование, совместное использование и т. д. играют ключевую роль, поэтому хорошо запомнить эти часто используемые идентификаторы.
Если вы хотите проверить WKID, вы можете проверить это здесь 👉версия JavaScript
наконец
Из-за нехватки места система координат проекции описана ниже.
Спасибо за прочтение, и приглашаем всех обратить внимание на публичный аккаунт «Irregular Front End», не забудьте поставить лайк! ! !
использованная литература
Введение в географические информационные системы - Девятое издание