GIS坐标系统
摘要
坐标系统被广泛用于地图、地理信息、气象、遥感、航海等多个不同领域，为了方便不同领域的人们更好更快的理解地理位置之间的关系，便有了各种不同的坐标系来描述物质存在的空间位置关系。一般分为两大类坐标系，地理坐标系（Geodetic Coordinate System, GCS）与投影坐标系（Projected Coordinate System, PCS）。
地理坐标系
简单来说，地理坐标系就是使用经纬度来描述空间位置关系的坐标系统。
地理坐标系的由来
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大地水准面（Geoid）
平均海水面重合并延申到大陆内部形成的水准面，是一个略有起伏的不规则曲面。
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旋转椭球体（Ellipsoid）
旋转椭球体是由经线绕地轴回转而成的。旋转椭球体用作大地测量中对地球形状的抽象。
旋转椭球体的参数 ：（赤道半径-极半径）/ 赤道半径 = 扁率
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以旋转椭球体为参考建立的坐标系统称为地理坐标系。
地理坐标系的种类
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地心坐标系（Geocentric Coordinate System）
以地球质心点为旋转椭球体的原点形成的坐标系统称为地心坐标系。
常见地心坐标系
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WGS84(World Geodetic System 1984)，是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系。
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CGCS2000(China Geodetic Coordinate System)，原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，是为中国北斗定位系统使用建立的坐标系统。
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参心坐标系（Reference-Ellipsoid-Centric Coordinate System）
为了适用于国家和区域，通过缩放或移动椭球体的原点使椭球面与该国家和地区尽量重合，以便在此区域减少高程误差，这样不以地球质心为椭球体圆心的坐标系称之为参心坐标系，又称为协议坐标系。
常见参心坐标系
Beijng54（克拉索夫斯基椭球体）
Xian80(IAG75椭球体)
投影坐标系
由于地理坐标系由经纬度表示，无法计算面积。故产生了投影坐标系，以米等长度单位表示其位置。
投影坐标系的由来
- 简单理解就是将地球表面以某种投影方式投影到平面坐标内。
投影坐标系的种类
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高斯克吕格（Gauss Kruger）== 横轴墨卡托（Transverse Mercator）
投影面是椭圆柱面，圆柱轴心与地轴垂直，投影面与椭球体相切，相切处是投影中心线。
常见的有
- CGCS2000 3 Degree GK CM 102E
- Xian1980 3 Degree GK Zone 40
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墨卡托（Mercator）
正轴的墨卡托投影，圆柱轴心与地球平行。
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通用横轴墨卡托（Universal Transverse Mercator，UTM）
与高斯克吕格相似，高斯克吕格的投影面是与椭球面相切的，而此投影是与之相割，割于80°S和84°N。
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兰伯特（Lambert）
兰伯特投影是一种等角圆锥投影，如图所示，投影面是一个圆锥，根据圆锥面和椭球面的关系可以分为切圆和割圆两种，按照圆锥与地轴方向可以分为正轴，横轴和协轴。我国 1：5千到1：100万地形图中，常采用此种投影。
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阿尔伯斯（Albers）
又名正轴等积割圆锥投影。就是圆锥的轴和地球椭球的旋转轴重合,圆锥面与椭球面相割时,保证投影面积和实际面积相同的情况下的投影。
