探析地理坐标系与投影坐标系在林业调查中的应用

孙俊

摘要：对于当前林业工作来说，经常使用到的制图软件中，往往会要求相关工作人员选择一个坐标体系当作参照物，而且还需要对其坐标的有关参数进行设定。对此，本文主要依据这些参数的基本原理及其作用加以分析，并对外业中的GPS存点到Arcgis成图的有关环节的参数设定作为主要论述对象，从以下几个方面对地理坐标系与投影坐标系在林业调查中的实际使用情况进行研究，笔者依据多年经验提出合理化建议，提供给相关人士，供以借鉴。

关键词：地理坐标系；投影坐标系；中央经线

就地理坐标系以及相关的投影坐标系而言，是相关人员在应用调查设备经常使用到的，还有PDA、GPS等各种调查设备，而且还是使用次数较为频繁的坐标体系。而随着我国国民经济水平的日益完善下，3S技术在林业中得到了普遍的认可，及其林业调查所具有的精准性的要求愈来愈多的发展形势下，更需要相关工作人员对不同种类的调查软件做到熟练掌握，从而才能够游刃有余的对参数进行设置。

1、相关概念

地理坐标系统，英文称之为CeograpicCoordinateSystem，而简称是GCS。所谓的投影坐标系统简单的说是相关人员参考某些映射存在的关系，将地理坐标体系里面存在的三维球面坐标准确的投射到二维平面上而得到的坐标体系。不管哪一个投影坐标体系都是通过相应的地理坐标体系在投射的时候转变形成的，也就是投影坐标系主要是由地理坐标系和投影而形成的过程。

1.1地理坐标系统

所谓地理坐标系统，英文名为Geographiccoordinatesystem，简单的说是将经纬度当作地图而形成的存储单位。该坐标系统是利用地球上一点的起始大地子午面以及相应的大地子午面之间所形成的夹角呈现出的大地经度，同时在某种程度上利用地球上一点的法线及其相应的夹角逐渐演变成相应的大地纬度，而地面点是顺着法线的方向到椭球面的距离叫做大地高。而球面坐标系统，英语名为Geographiccoordinatesystem，该坐标系统可以理解为是对地球上的数字进行存储，而这个椭球体存在这样一些优点：有着长、短半轴及其相应的偏心率，还能够通过量化进行计算。

除椭球体之外，我们还要利用大地基准面对椭球进行定位。大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标称之为（GeodeticCoordinate）大地坐标。大地经度、大地纬度和大地高可以表示地面上任意一点位置。参考椭球面上的点用大地经度和大地纬度表示即可。坐标系统中，Datum:D_Beijing_1954表示的是大地基准面是D_Beijing_1954。参考椭球体Spheroid和大地基准面Datum是构成地理坐标系统的两个必要条件。

1.2投影坐标系统

所谓投影坐标系统，简单的说属于平面坐标系统，而地图单位一般将米当作计量单位。投影坐标可以理解为是球面坐标应用预先规定的算法投射而演变成的平面坐标，不管是哪个投影坐标体系都包含着地理坐标系统参数。

方里网也可以叫做直角坐标网，简单的说是通过相应的坐标纵线和坐标横线一起组成的，而且在这些方里线中都能够和直角坐标轴处于平行的状态。由于在直角坐标网所组成的X轴主要是将中央经线经过投射以后而形成的直线，而Y轴是经过赤道投射以后所呈现出来的直线，并且这两条直线所产生的交点叫做坐标原点。这样坐标系中的相关象限就已经形成了。对于中央经线来说，将东作为正方面，将西当作负方面，从而形成相应的横坐标；从赤道开始进行计算，朝北的地方为正、朝南的地方为负，从而形成相应的纵坐标。相关人员可以将大地坐标当作球面坐标，方里网就可以当作直角坐标。而对于一副地形图来说，往往能够看到方里网和经纬度网，也可以叫做大地坐标，而这个时候所形成的坐标是和方里网的投影一样的，同样也作为平面坐标。

高斯———克吕格投影的每一个分带以6°或3°划分，每一个分带就是一个独立的平面直角坐标网。X轴即纵轴纬度方向是投影带中央经线投影后的直线，Y轴即横轴经度方向是赤道投影后的直线，规定每一个分带的中央经线西移500km是为了防止经度方向的坐标出现负值，这样就有了东纬偏移值500km，所以，高斯———克吕格每一个投影带的坐标都是相对于本带的坐标原点，各分带的坐标完全相同，为了把各分带号的坐标区分出来，规定在横轴坐标前加所在分带的带号，如坐标（4213770，21653840）中21为所在分带的带号，东纬偏移值前面也要加上所在分带的带号，如东纬偏移值21500000m的前两位为所在分带21°带的带号。按6°分带全球共分为60个投影带，自西向东从0°子午线起每隔经差6°为一个带。在6°带的基础上从1.5°子午线起自西向东每隔经差3°分为一个带，按3°带划分全球共分为120个投影带，6°带的中央子午线与3°带的中央子午线及分带子午线重合。我国跨越的经度范围73°到135°共11个分带，即13°～23°带。各分带的中央经线为75°、81°、…、129°、135°，或3°带22个。中小比例尺（如1∶250000）测图可用6°带，大比例尺（如1∶10000）测图可用3°带。每一个6°或3°分带中间的经线称为中央经线，我国领土跨11个6°投影带，即第13～23带。我国领土跨22个3°投影带，即第24～45带。由此，可以通过中央经线计算出当地所处分带数，同样，通过分带数也可以计算出所在分带的中央经线。

6°带中央经线算法：当地中央经线=6×当地带号-3。（适用于1∶2.5万和1∶1万地形图），当地所处带数=当地东经整度数/6，取整数加1。3°带中央经线算法：当地中央经线=3×当地带号。（适用于1∶1万地形图），当地所处带数=当地东经整度数/3，取整数加1

2、应用

下面阐述外业调查中在GPS存点、电脑成图过程中地理坐标系统和投影坐标系统的一些参数设置。

在GPS中进行大地坐标系统参数设置时，坐标系统选择User自定义的坐标系统，DX、DY、DZ三个空间平移量和DA两个椭球之间长半轴的差值一般为-108以及DF两个椭球基准之间扁率倒数的差一般为0.0000005进行设置，其值均以当地相应参数值为准。

其次，要在MapSource中进行地理坐标系统的参数设置Datum（地图基准）选择WGS84(GPS坐标系统)以及需要转换到相应分带的参数设置，Grid选择UserDefinedGrid（用户自定义格网），然后在UserDefinedGridProperties里longitudeorigin设置中央经线度数，ScaleFactor设置地图比列一般为1，FalseEasting设置横坐标东纬偏移值一般为500000M，False_Northing设置为0。设置参数以后连接GPS并接收GPS中的数据，以tdb的数据库格式存储到电脑中以便后续利用Arcgis成图。

在Arcgis中导入坐标点后，选择一个系统预先定义好的坐标系统，或者导入一个自己已有的坐标系统，或创建一个新的坐标系统。一般选择系统自己定义坐标系统ProjectcoordinateSystems中GaussKruger，然后选Xian1980选Xian1980GKCM123E或Xian1980GKZone21，进行投影坐标系统的参数设置，然后进行成图。

结语

通过以上内容的论述，可以得知：本文主要从相关概念和地理坐标系与投影坐标系在林业调查的具体情况进行了分析，并有着显著的效果，笔者依据自身经验提出了相关见解，提供给相关人士，旨在进一步推动我国林业的不断发展，为我国的经济建设做出贡献。

参考文献

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