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【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统

发表于 2022-7-1 16:56
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摘要: 地理坐标系统(GCS)地理坐标系通过角度测量单位(Unit)、本初子午线(PRIMEM)和基准面(DATUM)来进行定义。地理坐标系下的坐标值为经纬度,所以有时也叫经纬度坐标系。CGCS2000,2000国家大地坐标系。我们很多时 ...




地理坐标系统(GCS)


地理坐标系通过角度测量单位(Unit)、本初子午线(PRIMEM)和基准面(DATUM)来进行定义。地理坐标系下的坐标值为经纬度,所以有时也叫经纬度坐标系
CGCS2000,2000国家大地坐标系。我们很多时候直接用WGS84的坐标来代替CGCS2000坐标。因为CGCS2000的定义与WGS84实质一样,采用的参考椭球非常接近。扁率差异引起椭球面上的纬度和高度变化最大达0.1mm。当前测量精度范围内,可以忽略这点差异。

【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统


下面我们就来做两个小实验,来观察一下CGCS2000地理坐标系下的经纬度坐标。

实验一

CGCS2000坐标系下获取的经纬度和WGS84坐标系下获取的经纬度差距大吗?假设在Google Map上以卫星底图为参考拾取的坐标是 WGS-84 的。由于天地图的坐标系统是CGCS2000的,在天地图上拾取一个点的经纬度来观察。
对比看一下:

【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统

把CGCS2000的经纬度 39.98180450091385 ,116.4546536945034  在Google Map 上“标注一下”,两者对比如下:

【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统

差距不是很大,所以在一般的应用中(定位精度要求不高,差个1m左右无所谓)可忽略 CGCS2000 和 WGS-84 坐标系的区别 。
但在高德地图不同,因为高德地图采用的是 GCJ-02 坐标系(腾讯地图同理),又称火星坐标系 ,它是一种对经纬度数据的加密算法,即加入随机的偏差。
实验二
从天地图(全国地理信息资源目录服务系统)下载几个区域 1:25w 的矢量数据来进行观察。各分幅的原始数据下载下来的各个图层是 Shapefile 文件。先看看 Shapefile 文件中的 .prj 文件(.prj文件中定义了该数据的坐标系)。

【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统

选取四个不同地方的水系面数据进行对比,先把这四个面数据叠加在天地图的卫星底图上。这里用的是QGIS,通过 XYZ Tiles图层加载的天地图卫星底图,再把shp文件叠加加载。

【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统

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【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统

【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统


第三个地图有些偏移,坐标位置的偏移有可能是原始数据本身的原因。比如由于区域的特殊性,公开的矢量数据本身就在原始测绘数据的基础上进行了偏移,降低精度。有些时候,第三方的瓦片数据在不同层级(比例尺)下本身也没有处理成“一致”。
总结:
1.两个常用地理坐标系

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我国已全面推行使用2000国家大地坐标系。在定位精度不高的应用中(相差1m无所谓的情况下),可认为 CGCS2000 与 WGS-84 没有区别。
2.各互联网地图,各自使用的坐标系根据国家法律法规规定进行了偏移处理

【森城市】GIS数据漫谈(五)— 地理坐标系统

3.经纬度坐标叠加到地图底图上偏移
(1)一般情况下是由于经纬度的坐标系和地图底图的坐标系不匹配导致这种情况,可以通过经纬度坐标转换的方式处理。
(2)如果在同一坐标系下还出现偏移,可能是原始数据的问题。



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