地图投影，是GIS知识体系中重要的组成部分，每个GIS软件都会涉及到这一部分知识，并不是只有MAPGIS软件中才有，MAPGIS软件中的投影变换相比国外的软件更具有针对性，更符合我们国家的国情，比如标准框等。我这里只是给大家说说我对投影变换的一个理解，讲很多的
知识点
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串起来，不正确的地方，还请大家给予批评指正。 _O_ 8_j_0
投影变换，我个人理解，就是对“投影”进行“变换”。只要把握住了这个核心的思想，其他的就不在那么难理解了。那么下面就要搞清楚两个问题，就是“什么是投影？”、“为什么要进行投影？”。然后再来理解“如何变换”。 _2kIa*#VOJ
那么什么是投影呢？ ___4Za7^c.
我们知道，地球是一个近似于梨型的不规则椭球体，而GIS软件所处理的都是二维平面上的地物要素的信息。所以首先要考的一个问题，就是如果如何将地球表面上的地物展到平面上去。 &I (#Wy_3
最简单的一个方法，或者说是最容易想到的一个方法就是将地球表面沿着某个经线剪开，然后展成平面，即采用这种物理的方法来实现。可采用物理的方法将地球表面展开成地图平面必然产生裂隙或褶皱，大家可以想象一下，如果把一个足球展成平面的，会是什么结果。所以这种方法存在着很大的误差和变形，是不行的。 P8*=Ls+-_F
那么我们就可以采用地图投影的方法，就是建立地球表面上的点与地图平面上点之间的一一对应关系，利用数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上，这样就可以很好的控制变形和误差。凡是地理信息系统就必然要考虑到地图投影，地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性，在各类地理信息系统的建立过程中，选择适当的地图投影系统是首先要考虑的问题。 |~X_;1j!_
所以一句话，投影：就是建立地球表面上点（Q，λ）和平面上的点（ｘ，ｙ）之间的函数关系式的过程。 O_s_lL~<
这时候就有一个问题要问了，就是随着地图制图理论及科学技术的不断发展，就会有不同的国家，不同的人，提出了不同的数学法则。这就表示存在着很多的投影方式。有时候我们需要将不同的投影方式变换成同一种投影方式，或者将不同的投影参数，变换成相同的投影参数，这都需要进行投影变换。 __to=_y#$_
所以一句话，投影变换：就是将不同的地图投影函数关系式变换的过程。 (}EB2V_9Hh
在MAPGIS中的“投影变换”的定义如下：将当前地图投影坐标转换为另一种投影坐标，它包括坐标系的转换、不同投影系之间的变换以及同一投影系下不同坐标的变换等多种变换。 ~1Wx __=
下面我们就来看看“投影”和“变换”过程中所涉及到的知识点。
地球椭球体 @LZ_'Qc }@
f6@fi`U_ ,
地图投影是指建立地球表面上点（Q，λ）和平面上的点（ｘ，ｙ）之间的函数关系式的过程。那我们先来看看，如何在地球表面上表示地物要素的空间信息。只有先将地球表面上的地物要素的空间信息描述好了以后，在将它们通过函数关系式，投影到地图平面上去，这样才可以进行空间分析或者其它的运算。 z__=C'qF `
我们知道：如果要描述地物要素的空间信息，或者不同地物要素之间的相对空间关系，首先要在地球上建立一个参考系，只有建立了参考系，才能去准确的描述每个地物的坐标等信息。这涉及到很多地球的形状及椭球体方面的知识。 _?\[2Po]n
1、地球的形状 5=]q+&y\H
地球自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面，有高山、丘陵和平原，又有江河湖海。地球表面约有71%的面积为海洋所占用，29%的面积是大陆与岛屿。陆地上最高点与海洋中最深处相差近20 公里。这个高低不平的表面无法用数学公式表达，也无法进行运算。所以在量测与制图时，必须找一个规则的曲面来代替地球的自然表面。当海洋静止时，它的自由水面必定与该面上各点的重力方向（铅垂线方向）成正交，我们把这个面叫做水准面。但水准面有无数多个，其中有一个与静止的平均海水面相重合。可以设想这个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面，这就是大地水准面 $=?_1>zv_F
大地水准面所包围的形体，叫大地球体。由于地球体内部质量分布的不均匀，引起重力方向的变化，导致处处和重力方向成正交的大地水准面成为一个不规则的，仍然是不能用数学表达的曲面。大地水准面形状虽然十分复杂，但从整体来看，起伏是微小的。它是一个很接近于绕自转轴（短轴）旋转的椭球体。所以在测量和制图中就用旋转椭球来代替大地球体，这个旋转球体通常称地球椭球。 _
协议
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地极(CTP)。
不同的投影方式 (V_ @g?|LZ
ug_[|'t_R8
前面提到，随着地图制图理论及科学技术的不断发展，就会有不同的国家，不同的人，提出了不同的数学法则。这就表示存在着很多的投影方式。下面对不同投影方式做一下归类，详细的资料可以参考有关的书籍。 __x3_>
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⑴、按地图投影的构成方法分： _ ])}_{GW
a、 几何投影：几何投影源于透视几何学原理，并以几何特征为依据，将地球椭球面 Yo;/_7_gG>
的经纬网投影到平面上或投影到可以展成平面的圆柱表面和圆锥表面等几何面上，从而构成：方位投影、圆柱投影、圆锥投影； #T_ Cz$_=t
①、方位投影：以平面作为辅助投影面，使球体与平面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到平面上构成的一种投影； 1B= vr_G q
②、圆柱投影：以圆柱表面作为辅助投影面，使球体和圆柱表面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到圆柱表面上，然后再将圆柱表面展成平面而构成的一种投影； _r_~F__T,
③、圆锥投影：以圆锥表面作为辅助投影面，使球体和圆柱表面相切或相割，将球体表面上的经纬网投影到圆柱表面上，然后再将圆锥表面展成平面而构成的一种投影 is_?`tre\P
据球面和投影面的相对部位不同，上述投投影影有可分为：正轴投影、横轴投影、斜轴投影； _LtbL[z>]
在圆柱投影中，以正轴和横轴常见；在圆锥投影中以正轴常见； '|&}rL_r:+
,0NVb_7F;k
正、横、斜轴方位投影 +m__hYr]Z
(G<"__nnjK
正、横、斜轴圆柱投影 \c/jp5=}_
_5p"n g8nR
|;'V":yDs
正、横、斜轴圆锥投影 +e_
总结
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首先搞清楚在MAPGIS大、小比例尺的分界，如下：它以1：5000为界 Y3-Tg~_/~W
小于或等于1：5000时，小比例尺，图幅为梯形图幅（在后面地图入库的时候，是选择矩形图幅，还是梯形图幅就看这里），单位为经纬度； jn^i4f_>N_
大于1：5000时，大比例尺，图幅为矩形图幅，单位为公里值； #Jy+:_|jJ
根据这个标准，在MAPGIS中我将图框分为一下四类： _B6_ x5E__
①、 小比例尺的标准框：在“系统标准框”菜单下，选择相应的比例命令即可。 9=rYzA?_)+
②、 小比例尺的非标准框：在“投影变换”菜单下“绘制投影经纬网”命令。 *7ap[YXZ\w
③、 大比例尺的标准框：在“系统标准框”菜单下，选择相应的比例尺命令，在“矩形分幅方法”中选择“正方形”或者“矩形”。 01H3@_0Q6
④、 大比例尺的非标准框：在“系统标准框”菜单下，选择相应的比例尺命令，在“矩形分幅方法”中选择“任意矩形分幅”。 (Uv{%_q.n6
所以总这里可以看出，小比例尺的标准框和小比例尺的非标准框是通过不同的菜单下不同的命令生成的，而大比例尺的标准框和大比例尺的非标准框则是通过同一个命令生成的，只是“矩形分幅方法”不一致而已。
“北京54坐标系”转“西安80坐标系” __8d Ftp3(
_
SxO__M@A
首先将MAPGIS平台的工作路径设置为“…..\北京54转西安80”文件夹下。 -09<_; _U_
下面我们来讲解“北京54坐标系”转“西安80坐标系”的转换方法和步骤。 k_e&c<3m__
一、 数据说明 _ t_%FS_5
北京54坐标系和西安80坐标系之间的转换其实是两种不同的椭球参数之间的转换，一般而言比较严密的是用七参数布尔莎模型，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转（WX），Y旋转（WY），Z旋转（WY），尺度变化（DM）。若得七参数就需要在一个地区提供3个以上的公共点坐标对（即北京54坐标下x、y、z和西安80坐标系下x、y、z），可以向地方测绘局获取。 fF *a/\h%
二、 “北京54坐标系”转“西安80坐标系”的操作步骤 _B__\
记录
混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载
下来； :~_`E_ @`/
然后单击“确定”按钮； L$
Ss]A_r=
图3 )5e_}_Id_
2、 单击“投影转换”菜单下“编辑坐标转换参数”命令，系统弹出“不同地理坐标系转换参数设置”对话框，如图4所示； ___ LN_6>u
unP7("A0D
图4 } CQ_ GvH
在“坐标系选项”一栏中，设置各项参数如下： Pc_J,Y\_"[
源坐标系：北京54坐标系； syV _&_Ds)
目的坐标系：西安80坐标系； g+_)T_\_#u
转换方法：七参数布尔莎模型； "_r.pU(uxt
长度单位：米； a o_\+__%s
角度单位：弧度； 2NI3 &;{_4
然后单击“添加项”按钮，则在窗口左边的“不同椭球间转换”列表中将该转换关系列出； &!m_;s_gi
在窗口下方的“参数设置”一栏中，将上一步得到的七个参数依次输入到相应的文本框中，如图4所示； k_\1qJr__
单击“修改项”按钮，输入转换关系，并单击“确定”按钮； @[.%__A;E4
接下来就是文件投影的操作过程了。 _ |o=eS&)
3、 单击“投影转换”菜单下“MAPGIS投影转换/选转换线文件”命令，系统弹出“选择文件”对话框，如图5所示： 3___uhwoE
P\N$__TYeH
图5 _g]z_,_*d_
选中待转换的文件“演示数据_北京54.WL”，单击“确定”按钮； d%5QE__VV
4、 设置文件的Tic点，在“投影变换”模块下提供了两种方法：手工设置和文件间拷贝，这里不作详细的说明； 'mG[#M/_Y
5、 单击“投影转换”菜单下“编辑当前投影参数”命令，系统弹出“输入投影参数”对话框，如图6所示，根据数据的实际情况来设置其地图参数，如下： t&_H):_P
坐标系类型：大地坐标系 _2_o?!m2W
椭球参数：北京54 J_{\S+O2,*
投影类型：高斯－克吕格投影 _1k3wBc 5<
比例尺分母：1 _x__G\&Q_E
坐标单位：米 q2A__x__-#
投影中心点经度（DMS）：1230000 a[[u>oH_yd
然后单击“确定“按钮； 4(|x@: wxm
8'@__pX<
图6 KYu3dC'/,&
6、 单击“投影转换”菜单下“设置转换后参数”命令，系统弹出“输入投影参数”对话框，如图7所示，转换后的参数设置为： &5_)K_g%r
坐标系类型：大地坐标系 __t 'K_j \
椭球参数：西安80（注意椭球参数的变换） C_J%bBL'_.
投影类型：高斯－克吕格投影 4
%aO_Dr8
比例尺分母：1 /E@_LnK__e
坐标单位：米 dNB56E)5`J
投影中心点经度（DMS）：1230000（注意前后中央经线保持一致） 6~ev5SD;f
&JVe -.
图7 Z6 E-Fu__O
7、 单击“投影转换”菜单下“进行投影变换”命令，系统弹出“输入转换后位移值”对话框，单击“开始转换”按钮，系统开始按照设定的参数转换线文件，如图8所示： G _sm5Lj
下面来讲解跨带投影的操作方法和步骤，共分为两部分： mu_sZC_g$
一、 演示数据的生成和说明： qT}"p-x
坐标系类型：投影平面直角坐标系 ML:Zm_~A1U
椭球参数：西安80 Sm_7O%V8{p
投影类型：高斯－克吕格投影 m/E$_0t__f
比例尺分母：500000 _r$G_____z
坐标单位：毫米 @XJzM]*w&_
投影中心点经度（DMS）：1230000 EOj.__Jrs~
通常情况下，因为是标准框，所以系统会自动的读取其各项参数，所以只需检查各项参数设置是否有错即可； jV 'u *2&9
ug_e~*S_
图4 u-/5&End_b
4、 单击“投影转换”菜单下“设置转换后参数”命令，系统弹出“输入投影参数”对话框，如图5所示： 5_$PDA*_]9
坐标系类型：投影平面直角坐标系 F!_RzF7_h1
椭球参数：西安80 8V?*Bz-4`_
投影类型：高斯－克吕格投影 )xV
坐标单位：毫米 _T[_XI____
投影中心点经度（DMS）：1170000（注意前后中央经线发生了变化） U & Ay3/__
___`>__8_|
图5 _hBE}?J>__
5、 单击“投影转换”菜单下“进行投影变换”命令，系统弹出“输入转换后位移值”对话框，单击“开始转换”按钮，系统开始按照设定的参数转换线文件，如图6所示： _HXd_PKS4q
& ,&+/Sr11
图6 _8_d)F_#
以同样的操作步骤和参数设置，将FRAM_50_右.WT文件进行投影转换； _V74_01@F_
6、 单击鼠标右键，选择“复位”命令，系统弹出“选择文件名”对话框，可以看到系统生成了两个新的文件：“NEWLIN.WL”、“NEWPNT.WT”，依次选中“FRAM_50_左.W~”、“FRAM_50_中.W~”及两个新生成的文件，然后单击“确定”按钮，如图7所示： LwGcy1F.__
:{66WSa@Dd
图7 :z__a!!^_
最终结果如图8所示： _%okEN !_=
I$ mOy{/_#
图8 Y_*}S__q|y
补充：中央经线的设置方法 2h____u6__
跨带投影的过程中设计到一个很重要的参数就是中央经线，因为“高斯－克吕格投影”采用的是分带的思想，所以在每个投影带都会有一个中央经线，中央经线设置错误，则投影变换的结果就会有问题，尤其是跨带投影的情况下。 9__M7_P]$^
那如何查阅一个标准框的中央经线呢？ _lpp'.HT_P
我们国家规定：高斯－克吕格投影，1：2.5万～1：50万地形图均采用6度分带；1：1万及更大比例尺采用3度分带，所以上诉3幅标准图框都采用的6度分带。 cn_\_;TYiJ
由标准框的起始经纬度，如“FRAM_50_左.W~”的起始经纬度“1140000”，我们可以查阅出其对应的中央经线。 FFQF0.@EBi
单击“投影变换”模块“帮助”菜单下“帮助目录”命令，在系统弹出的对话框中，选择“索引”页，找到“6度分带表”，单击“显示”按钮，如图9所示： vv_8_$u3H 图9 _;I7Z*'5!_
则6度分带表如图10所示： f@_}(<_#_
f*_5"Jh_@
6度分带表 @_<____PL
根据标准框的起始经纬度，可以分别查阅到“FRAM_50_左.W~”的中央经线为：1170000、 j;y|Y_s)_I
“FRAM_50_中.W~”的中央经线为：1170000、“FRAM_50_右.W~”的中央经线为：1230000。
地图坐标常识 ghX:"vV_{n
1、椭球面 URLk9P_I_
地图坐标系由大地基准面和地图投影确定，大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的大地基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系， 目前GPS定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统，WGS84基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心的坐标系。因此相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的。 w?*j dwh,'
采用的3个椭球体参数如下（源自“全球定位系统测量
规范
编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载
GB/T 18314-2001”）： _Qd?CTYNsv
椭球体
长半轴
短半轴
Krassovsky
6378245
6356863.0188
IAG 75
6378140
6356755.2882
WGS 84
6378137
6356752.3142
;sC_U _[_4
~oo'ky*H!
理解：椭球面是用来逼近地球的，应该是一个立的椭圆旋转而成的。 tGC2 ^a#~
2、大地基准面 Nkx_0_CG*
椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的大地基准面显然是不同的。在目前的GIS商用软件中，大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义，即三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值；三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时，分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角；最后是比例校正因子，用于调整椭球大小。北京54、西安80相对WGS84的转换参数至今没有公开，实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转换，在只有一个已知控制点的情况下(往往如此)，用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数，当工作区范围不大时，如青岛市，精度也足够了。 __m!0N"AjA
以（32°，121°）的高斯-克吕格投影结果为例，北京54及WGS84基准面，两者投影结果在南北方向差距约63米(见下表)，对于几十或几百万的地图来说，这一误差无足轻重，但在工程地图中还是应该加以考虑的。 @_R_UP $
输入坐标（度） 北京54 高斯投影（米） WGS84 高斯投影（米） _]___{Z
8_
纬度值（X） 32 3543664 3543601 IqN_pLh| [
经度值（Y） 121 21310994 21310997 Fh^ox"3__c
浙公网安备 33021202002483