实验1地图投影及其变换
实验题目：地图投影及其变换
实验环境：ArcVier GIS
实验目的：
1．掌握地图投影变换的基本原理与方法
2．熟悉ArcView中投影的应用及投影变换的方法、技术
3．了解地图投影及其变换在实际中的应用
实验内容：
对于地面上的任何事物来讲，其空间位置是非常重要的信息。地理信息数据中一个重要部分就是地物的空间位置，包括空间相对位置和绝对位置。空间的相对位置空间拓扑关系来描述，而空间绝对位置则用空间某一坐标系中的坐标来表示，即（x，y，z）或是（λ，φ，r）。我们知道，地球是一个近似于椭球的星体。在地理信息系统中，我们通常把地球看作一个旋转椭球体，而研究球面或椭球面上的空间位置往往比较复杂，于是我们采用一定的数学法则将地球表面的事物的空间位置表示到平面上，这就是所谓的投影。
实际上，投影这门学科原本是地图学的一个重要的分支。对地理信息系统来讲，它也是地理信息系统的数学基础之一。常用的投影有方位、圆锥、圆柱、高斯-克吕格投影等。下面以ArcView为例，讲述一下投影在实际工作中的应用。
实验方法和步骤：
a.运行ArcView，打开一个视图（view），并向视图中添加数据。（数据可以从ArcView的安装目录如D:\ESRI\ESRIDA TA中找到，比如我们打开一幅美国地图）。
b.从View菜单选择Properties菜单项
c.在出现的对话框中看是否已经为视图指定了投影（下图中红框标记的地方，如果有投影，则会出现投影名称，下图还没有设置投影）。
如没有设置投影，注意要将MapUnits设置为decimal degrees（十进制度小数）。如已设置投影，就不要将MapUnits设置为decimal degrees。
d.单击上图中的Projection按钮，将出现如下图对话框。
图中上部有两个单选按钮，默认选择是Standard。这是ArcView预设的一些标准投影。可以在Categeory下拉框中选择投影区域或投影面，在Type下拉框中选择相应的投影类型。例如：在Categeoy中选择Projections of the Unites States（美国区域的投影），而在Type中选择Lambert Conformal Conic（North America），（适于北美地区的兰伯特等角圆锥投影），就可以得到如下图的结果。
我们也可以选择自己定义投影参数，这是我们要选择Custom单选按钮，对话框就
变成如下图所示。此时我们就可以在projection下拉框中指定投影类型，在Spheroid下拉框中指定椭球，并根据所选的投影修改投影参数。需要指出的是，这样的自定义投影只是在ArcView提供的投影类型中修改相应的参数，而并不是定义新的投影方式。尽管ArcView提供了许多投影方式和椭球，但并不是所有的投影类型和椭球都有，像我国常用的高斯-克吕格投影及80坐标系所使用的IAG-75椭球就没有。
e.上述的做法只是为视图（View）指定了投影，而数据并没有发生改变。也就是说数据是在被添加到视图时才被投影，显示在屏幕上，当你关掉当前视图，重新建立一个视图，并将原来的数据添加进来时，你会发现它们并没有被投影，也就是说刚才的操作对数据并没有影响。如果你要将数据真正进行投影变换，就必须将数据重新存储，使新数据保有投影变换后的投影信息。这时可以这样做：
a)选中要存储的数据层（单击窗口左边数据目录中的该层，使其处于激活状态）；
b)单击Theme菜单，选取Convert to shapeFile菜单项。将数据重新保存。
以上就是在Arc/Info和ArcView中投影的简单应用。对于各种不同的地理信息系统软件，上述的过程略有差异，但大体上基本上是相同的。对于投影而言，最重要的并不是对各种软件软件的熟练掌握，而是如何在实际应用中将投影的原理加以灵活应用。
实验结果及结论分析：
1、第一次使用ArcView这个软件，很多地方不会，不过后来通过自己的摸索终于学会用这个软件了。
2、通过使用ArcView这个软件掌握地图投影变换的基本原理与方法3熟悉ArcView中投影的应用及投影变换的方法、技术
4了解地图投影及其变换在实际中的应用，以前只是理论知识现在可以运用于实践了。
地图投影的选择、设计和变换
一、地图的用途和性质 这是最重要的因素。一旦确定，便可确定投影的性质。 等积投影：适用于经济、政治和自然地图 等角投影：适用于航行、军事和地形图 等距离投影：普通地图等各种变形具有同等重要意义的地图 任意投影：教学地图和各种科学一览图。 特种地图对投影有特殊的要求，如球心投影，等距离方位投影，时区图等等。 二、制图区域的形状和地理位置 可以确定投影的类型 圆形地区：方位投影 中纬度东西延伸地区：圆锥投影 赤道附近或沿赤道两侧东西延伸地区：正轴圆柱投影 南北延伸地区：横轴圆柱投影或多圆锥投影 斜向延伸地区：斜轴圆柱或圆锥投影 在小区域内，各种投影的影响均不大，此时可考虑用计算方便，格网简单的投影。 三、制图区域的大小 其影响表现在由于面积的增大，使投影的选择更为复杂化，要考虑的因素更多。 如大比例尺地图就不需要更多考虑区域的形状和地理位置。 实际工作中，凡面积不超过5-6百平方公里的区域，选择投影的变形为0.5%即可；面积在3.5-4.0千平方公里的区域，长度变形在2-3%即可；若是更大的区域，其长度变形往往超过3%。对于中等或不大的区域，投影选择一般只考虑几何因素，不必考虑地图的用途和性质。 ? 1.世界地图的投影 世界地图的投影主要考虑要保证全球整体变形不大，根据不同的要求，需要具有等角或等积性质，主要包括：等差分纬线多圆锥投影、正切差分纬线多圆锥投影（1976年方案）、任意伪圆柱投影、正轴等角割圆柱投影。 2.半球地图的投影 东、西半球有横轴等面积方位投影、横轴等角方位投影；南、北半球有正轴等面积方位投影、正轴等角方位投影、正轴等距离方位投影。 3.各大洲地图投影 1）亚洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、彭纳投影。 2）欧洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、正轴等角圆锥投影。 3）北美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、彭纳投影。 4）南美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、桑逊投影。 5）澳洲地图的投影：斜轴等面积方位投影、正轴等角圆锥投影。 6）拉丁美洲地图的投影：斜轴等面积方位投影。 4.中国各种地图投影 1）中国全国地图投影：斜轴等面积方位投影、斜轴等角方位投影、彭纳投影、伪方位投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角割圆锥投影。 2）中国分省（区）地图的投影：正轴等角割圆锥投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆柱投影、高斯-克吕格投影（宽带）。 3）中国大比例尺地图的投影：多面体投影（北洋军阀时期）、等角割圆锥投影（兰勃特投影）（解放前）、高斯-克吕格投影（解放以后）。
《地图学》实验报告
《地图学》 实 验 报 告 院系: 班级: 姓名: 指导教师: 矿业工程学院·测绘工程教研室 实验一地图投影的认识及应用 一、实验目的 1.了解与掌握常用的地图投影; 2.掌握各类投影经纬线形状、变形规律及应用; 3.针对不同用途的地图投影进行比较分析; 4.熟悉GIS软件中地图投影的应用。 二、实验内容 1、地图投影的认识与判别; 2、熟悉GIS软件中地图投影功能,掌握地图投影定义及变换方法。 三、实验方法与步骤 1、定义投影:
2、地图投影转换:设置方格网;投影变换
四、实验成果 投影名称(中文) 投影名称(英 文) 标准 纬线 中央 经线 经纬网形状变形特点 双标准纬线等角圆锥投影(兰勃特投影) Lambert conformal conic projection 40oN 56oN 10oE 纬线就是以圆锥顶点 为圆心的同心圆弧,经 线为由圆锥顶点向外 放射直线束。 两条标准纬线 无变形,等变 形线与纬线平 行。 双标准纬线等角圆锥投影(兰勃特投影) Lambert conformal conic projection 24oN 46oN 110oE 纬线就是以圆锥顶点 为圆心的同心圆弧,经 线为由圆锥顶点向外 放射直线束。 两条标准纬线 无变形,等变 形线与纬线平 行。 伪圆柱投影(罗宾逊投影) Robinson projection 38oN 38oS 0o纬线为平行直线,中央 经线为直线,其余经线 均为对称于中央经线 的曲线。 赤道为无变形 线,离赤道越 远变形越大。 横轴等积方位投影Azimuthal Equai-Area Projection 0o20oE 中央经线与赤道为直 线,其她经纬线都就是 对称于中央经线与赤 道的曲线, 面积没有变 形,距投影中 心越远,变形 越大。 实验二墨卡托投影的绘制 一、实验目的 1.使学生掌握墨卡托投影的经纬网形状与变形性质。 2.使学生掌握墨卡托投影的绘制方法。 3.理解墨卡托投影上等角航线与大圆航线的绘制方法。 二、实验内容 1.按主比例尺为1:15000万,经纬线网密度为10°,绘制墨卡托投影经纬线网格。 2.转绘大洲轮廓。 3.绘制大圆航线与等角航线。
实验1地图投影及其变换
实验题目：地图投影及其变换 实验环境：ArcVier GIS 实验目的： 1．掌握地图投影变换的基本原理与方法 2．熟悉ArcView中投影的应用及投影变换的方法、技术 3．了解地图投影及其变换在实际中的应用 实验内容： 对于地面上的任何事物来讲，其空间位置是非常重要的信息。地理信息数据中一个重要部分就是地物的空间位置，包括空间相对位置和绝对位置。空间的相对位置空间拓扑关系来描述，而空间绝对位置则用空间某一坐标系中的坐标来表示，即（x，y，z）或是（λ，φ，r）。我们知道，地球是一个近似于椭球的星体。在地理信息系统中，我们通常把地球看作一个旋转椭球体，而研究球面或椭球面上的空间位置往往比较复杂，于是我们采用一定的数学法则将地球表面的事物的空间位置表示到平面上，这就是所谓的投影。 实际上，投影这门学科原本是地图学的一个重要的分支。对地理信息系统来讲，它也是地理信息系统的数学基础之一。常用的投影有方位、圆锥、圆柱、高斯-克吕格投影等。下面以ArcView为例，讲述一下投影在实际工作中的应用。 实验方法和步骤： a.运行ArcView，打开一个视图（view），并向视图中添加数据。（数据可以从ArcView的安装目录如D:\ESRI\ESRIDA TA中找到，比如我们打开一幅美国地图）。
b.从View菜单选择Properties菜单项 c.在出现的对话框中看是否已经为视图指定了投影（下图中红框标记的地方，如果有投影，则会出现投影名称，下图还没有设置投影）。 如没有设置投影，注意要将MapUnits设置为decimal degrees（十进制度小数）。如已设置投影，就不要将MapUnits设置为decimal degrees。 d.单击上图中的Projection按钮，将出现如下图对话框。
ARCGIS地图学实验四_投影变换
测绘工程专业 地图学实习报告 实习容：地图的符号化与投影转换 班级： 2012级（2）班 学号： 8 姓名：党莹 指导老师：华蓉 时间： 2014年10月18号
目录 一、实验名称 (1) 二、实验容 (1) 三、实验目的 (1) 四、实验步骤 (1) 4.1将e00格式地图转化为shape文件 (1) 4.1.1连接到文件夹 (1) 4.1.2转化为coverage (2) 4.1.3数据导出为shape文件 (4) 4.2给区域添加颜色属性 (5) 4.2.1建立颜色color属性 (5) 4.2.2给color属性赋值 (6) 4.2.2改变所有区域的color属性值 (7) 4.3添加标注 (8) 4.3.1打开标注 (8) 4.3.2取消重复标注标注 (8) 4.4边境线的编辑（两种方法） (10) 4.4.1 方法一：直接在边界图层上进行编辑 (10) 4.4.2 方法二：用区域创建边界 (13) 4.5 坐标投影（由兰伯特投影到高斯投影） (14) 4.5.1新建数据框 (14) 4.5.2原图层格网的建立 (14) 4.5.3 转化为高斯投影 (14)
五、实验过程中遇到的问题及解决方法 (16) 六、实验小结 (18)
一、实验名称 地图的符号化与投影转换 二、实验容 ●为地图上不同颜色的区域填充颜色，并添加注记 ●改变边境线的属性值，为不同类别的边境线添加不同的属性 ●地图投影 三、实验目的 ●通过对不同区域颜色的填充，在颜色上对不同的省份加以区分，以地图学的视角搭配颜色，使整个区域既具有统一性又具有差异性； ●学会地图符号分类的方法，学会运用属性表与符号属性改变不同类别要素的属性； ●掌握地图投影在Arcgis中的运用，以直观的方式去了解不同投影方式的区别，学会投影坐标系的转化 四、实验步骤 4.1将e00格式地图转化为shape文件 4.1.1连接到文件夹 打开ArcMap，在目录树中“文件夹连接”处右击点击“连接到文件夹”，选择待转换文件所在的文件夹（图4-1-1）；
电子地图的制作实验报告
实验一:地理底图基础数据准备 一.实验目的及要求： 1.学习使用Google Earth选择目标地区图形进行矢量化； 3.进一步掌握在arcview、ARCMAP或mapinfo下进行地图配准，数字化，属性编辑等； 4.通过本次实习，使大家掌握用Google Earth进行矢量化，ARCMAP 进行属性编辑等为后期的电子地图设计提供图形数据。 二．实验材料及软件 Google Earth4.2 、getScreen、ArcMap 三．实验步骤： （一）数据准备 1、启动GoogleEarth，在GoogleEarth上定位到自己家乡所在地市州的影像图。 2、在区域内添加地标4-6个（不含四个角点），要求地标在所在区域内分布均匀。记录下地标的地理坐标。也可以导出为kml文件。 3、启动getSrceen，用GetScreen获取家乡的影像。具体方法参见《用GEtScreen与GoogleEarth获取影像的方法.docx》将得到jpg 影像和.map文件（记录四个角点的地理坐标） （二）影像校正 MapInfo配准步骤如下（也可以用mapgis、arcmap、arcview等软件实现配准）用于配准的控制点是影像的四个角点，和（一）2中添加的地
标点。坐标分别见.map文件和.kml文件。均可用记事本打开。1。mapinfo影像校正（配准）步骤 1）打开栅格地图。 文件->打开，选择栅格文件类型。 打开刚才下载的jpg图片。弹出对话框。 选择“配准（Projection）”。出现图像配准对话框。 2)、坐标配准。 点击“+”或“-”号可以缩放对话框中央的地图。
地图投影及其变换
地图投影及其变换 一、实验目的 1.掌握地图投影变换的基本原理与方法 2.熟悉ArcView中投影的应用及投影变换的方法、技术 3.了解地图投影及其变换在实际中的应用 二、实验准备 1.软件准备： ARCVIEW 2.资料准备： 三、实验内容及步骤、方法 1投影的应用 a.运行ArcView，打开一个视图（view），并向视图中添加数据。（数据可以从ArcView的安装目录如D:\ESRI\ESRIDATA中找到，比如我们打开一幅美国地图）。 b.从View菜单选择Properties菜单项 c.在出现的对话框中看是否已经为视图指定了投影（如果有投影，则会出现投影名称）。 如没有设置投影，注意要将MapUnits设置为decimal degrees（十进制度小数）。如已设置投影，就不要将MapUnits设置为decimal degrees。 d.单击图中的Projection按钮，将出现如下图对话框。 图中上部有两个单选按钮，默认选择是Standard。这是ArcView预设的一些标准投影。可以在Categeory下拉框中选择投影区域或投影面，在Type下拉框中选择相应的投影类型。例如：在Categeoy中选择Projections
of the Unites States（美国区域的投影），而在Type中选择Lambert Conformal Conic（North America），（适于北美地区的兰伯特等角圆锥投影），就可以得到结果。 也可以选择自己定义投影参数，这时要选择Custom单选按钮，此时我们就可以在projection下拉框中指定投影类型，在Spheroid下拉框中指定椭球，并根据所选的投影修改投影参数。需要指出的是，这样的自定义投影只是在ArcView提供的投影类型中修改相应的参数，而并不是定义新的投影方式。尽管ArcView提供了许多投影方式和椭球，但并不是所有的投影类型和椭球都有，像我国常用的高斯-克吕格投影及80坐标系所使用的IAG-75椭球就没有。 e.上述的做法只是为视图（View）指定了投影，而数据并没有发生改 变。也就是说数据是在被添加到视图时才被投影，显示在屏幕上，当你关掉当前视图，重新建立一个视图，并将原来的数据添加进来时，你会发现它们并没有被投影，也就是说刚才的操作对数据并没有影响。如果你要将数据真正进行投影变换，就必须将数据重新存储，使新数据保有投影变换后的投影信息。这时可以这样做：选中要存储的数据层（单击窗口左边数据目录中的该层，使其处于激活状态）；单击Theme菜单，选取Convert to shapeFile菜单项。将数据重新保存。 2 ArcView中的数据格式转换： 在ArcView中数据格式转换是依靠ArcView提供的一些工具软件和菜单命令来完成的。主要有以下一些： 在开始菜单中选取“程序/ESRI/ArcView Gis 3.2a”。
遥感实验报告
遥感原理与应用 实验报告 姓名：学号：学院：专业： 年月日 实验一： erdas视窗的认识实验 一、实验目的 初步了解目前主流的遥感图象处理软件erdas的主要功能模块，在此基础上，掌握几个视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。 二、实验步骤 打开imagine 视窗 启动数据预处理模块 启动图像解译模块 启动图像分类模块 imagine视窗 1.数据预处理（data dataprep） 2.图像解译（image interpreter） 主成份变换 色彩变换 3.图像分类（image classification） 非监督分类 4. 空间建模（spatial modeler） 模型制作工具 三、实验小结 通过本次试验初步了解遥感图象处理软件erdas的主要功能模块，在此基础上，基本掌握了几个视窗操作模块的功能和用途。为后续的实验奠定了基础。 实验二遥感图像的几何校正 掌握遥感图像的纠正过程 二、实验原理 校正遥感图像成像过程中所造成的各种几何畸变称为几何校正。几何校正就是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地理参考（geo-referencing）。由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。 几何校正包括几何粗校正和几何精校正。地面接收站在提供给用户资料前，已按常规处理方案与图像同时接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气状态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了几何粗校正。利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。一般地面站提供的遥感图像数据都经过几何粗校正，因此这里主要进行一种通用的精校正方法的实验。该方法包括两个步骤：第一步是构建一个模拟几何畸变的数学模型，以建立原始畸变图像空间与标准图像空间的某种对应关系，实现不同图像空间中像元位置的变换；第二步是利用这种对应关系把原始畸变图像空间中全部像素变换到标准图像空间中的对应位置上，完成标准图像空间中每一像元亮度值的计算。 三、实验内容 根据实验的数据，对两张图片进行几何纠正 四、实验流程
GIS实验报告
华南师范大学实验报告 学生姓名学号 专业地理科学年级 2009级课程名称地理信息系统 实验项目地图投影及投影变换 实验类型验证实验时间2011年 4 月指导老师实验评分
华南师范大学实验报告 一、实验目的： 1、认识空间数据源学会各种比例尺地图的图式符号的识别。 2、比较矢量数据与栅格数据结构，了解两种数据结构表达的空间数据各 有何特点？ 3、掌握地图投影变换的基本原理与方法。 4、熟悉ArcGIS 中投影的应用及投影变换的方法、技术。 5、了解地图投影及其变换在实际中的应用。 二、实验资料： 1、空间矢量数据、扫描栅格数据样本； 2、两张扫描几何纠正以后的标准地形图图像（1：1万和1：5万地形图）。 三、实验内容： 1、认识地形图，学会在地形图上读取有用信息 遥感图像、地形图、专题图（如旅游图、规划图、交通图等）图源都是地理信息系统的重要数据源，因此正确的识别各种图形、信息是空间数据建立的基础。本实验主要针对标准的地形图识别，认识地图分幅、图廓标注、公里格网、坐标标注、投影分带、坐标系及图内图式符号表示等。 2、较矢量数据与栅格数据两种数据结构表达的空间数据各有何特点 利用试验提供的数据资料，在GIS软件中打开浏览。比较两种数据结构的坐标系、地图的缩放、查询、查找等操作。 3、认识投影，学会使用GIS软件建立正确的地图投影及其空间坐标系 在ArcMap中打开1万、5万地形图扫描栅格数据文件，仔细观察图廓、图内的各种信息，识别出其坐标系、投影分带、中央子午线、投影代号等内容；利用GIS软件分别为两幅地图建立正确的地图投影，观察建立投影前后两幅地形图
的空间位置关系。 四.实验方法及实验结果： 1、用ArcMap软件打开1万、5万地形图扫描栅格数据文件，分别观察其图廓、图内的各种信息，区别两幅地形图在坐标系、投影分带、中央子午线、投影代号、比例尺等内容中的不同。1万地形图中央子午线是东经114度，3度分带投影，代号为38号，1比1万的比例尺。5万地形图中央子午线也是东经114度，6度分带投影，代号为20号，1比5万的比例尺。 2、在1万和5万的地形图上找到最外围的四个公里格网点，分别记录其平面坐标值（x,y）在地图上找到最外围的四个图廓点，分别记录其球面坐标值（B,L）。下表是其平面坐标 由上图可知，其平面坐标是很乱的，不准确的。 3、右键空白工具栏增加Georeferncing工具条，选定Add control points, 在5万地形图中找一个已知坐标点，按左键，出现一个十字，按右键选择Enter Coordinates输入坐标（我选择的是不输入投影代号），再找不同的两个点，完成如上操作。选点时，要注意选点的均匀分布，如果在选点时没有注意点位的分布或者点太多，这样不但不能保证精度，反而会使影像产生变形。步骤如下：
实习一——地图投影变换
实习一、地图投影及其变换 一、目的 1．掌握地图投影变换的基本原理与方法 2．熟悉ArcView、ARC/INFO中投影的应用及投影变换的方法 3．了解地图投影及其变换在实际中的应用 二、实验准备 1．软件准备：ARC/INFO, ARCVIEW3.3 2．数据准备： （1）stationsll.shp（美国爱达荷州轮廓图） （2）idll.shp（美国爱达荷州滑雪场资料） 以上两个数据是以十进制表示经纬度数值的shapefile （3）snow.txt（美国爱达荷州40个滑雪场的经纬度值） （4）stations.shp，一个已投影的shapefile，用于检验习作2的投影结果 （5）idoutl.shp，基于爱达荷横轴墨卡托坐标系的爱达荷州轮廓图，用于检验习作3投影的正确性 三、试验要求 习作1、利用ARCVIEW软件View properties 中的Projection ，将stationsll.shp 和idll.shp投影成爱达荷横轴墨卡托投影（IDTM）。IDTM参数如下：投影：横轴墨卡托 基准面：NAD27（基于克拉克1866） 单位：M 参数： （1）比例系数：0.9996 （2）中央经线：-114.0 （3）参考纬度：42.0 （4）横坐标东移假定值：500 000 （5）纵坐标北移假定值：100 000 投影前： 投影后：
习作2、利用文本文件snow.txt创建shapefile（存为trial.shp），并利用ARCVIEW3.3中的Projection Utility将其转为兰勃特等角圆锥投影，投影后的文件名存为trial2.shp，然后用stations.shp检验投影后的结果。所用参数如下：投影：兰勃特 单位：M 基准面：NAD27 中央经线：-114.0 原点纬度：42.0 第一标准纬线：33.0 第二标准纬线：45.0
地图投影,空间数据处理指导-实验4
实验四、空间数据处理 一、实验目的 1. 掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。领会其用途。 2. 掌握地图投影变换的基本原理与方法。 3. 熟悉ArcGIS 中投影的应用及投影变换的方法、技术 4. 了解地图投影及其变换在实际中的应用。 二、实验准备 预备知识： ArcToolbox 是ArcGIS Desktop 中的一个软件模块。内嵌在ArcCatalog 和ArcMap中，在ArcView、ArcEditor 和ArcInfo 中都可以使用。 ArcToolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有： ● 数据管理 ● 数据转换 ● Coverage 的处理 ● 矢量分析 ● 地理编码 ● 统计分析 空间间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。是通过空间分析方法来实现 的。是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集）， 相交（交集）。 地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System） 地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某一点所处的位置。某一个地理 坐标系是基于一个基准面来定义的。 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 基准面。
在ArcGIS 中基于这三个椭球，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系： ● GCS_WGS1984 (基于WGS84 基准面) ● GCS_BEIJING1954 (基于北京1954 基准面) ● GCS_XIAN1980 (基于西安1980 基准面) 投影坐标系（Projected Coordinate Systems） 投影坐标系使用基于X,Y 值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是 从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。 投影坐标系由以下参数确定 ● 地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84） ● 投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert 投影、Mercator 投影） 在ArcGIS 中提供了几十种常用的投影方法 北京1954 投影坐标系和西安1980 坐标系都是应用高斯－克吕格投影，只是基准面、椭球、大地原点不同。 地理变换 地理变换是一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标 系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地 理变换来实现地理变换或基准面平移。 主要的地理变换方法有：三参数和七参数法。 投影变换 当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成 另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。 实验数据： 云南县界.shp; Clip.shp 西双版纳森林覆盖.shp 西双版纳县界.shp
常用地图投影转换公式
常用地图投影转换公式 作者：青岛海洋地质研究所戴勤奋 投影计算公式往往表达方式不止一种，有时很难分辨谁对谁错，我只把“墨卡托投影”、“高斯-克吕格投影”、“UTM投影”、“兰勃特等角投影”（1:100万地形图规范中称作正轴等角圆锥投影，GB/T 14512-93）的正反转换公式列出，因为我基本能保证这些公式的正确性。1．约定 本文中所列的转换公式都基于椭球体 a -- 椭球体长半轴 b -- 椭球体短半轴 f -- 扁率 e -- 第一偏心率 e’ -- 第二偏心率 N -- 卯酉圈曲率半径 R -- 子午圈曲率半径 B -- 纬度，L -- 经度，单位弧度(RAD) -- 纵直角坐标, -- 横直角坐标，单位米(M) 2．椭球体参数 我国常用的3个椭球体参数如下（源自“全球定位系统测量规范 GB/T
界面上的所谓“北京1954“西安1980”及“WGS 84”在实际计算中只涉及了相应的椭球体参数。 3．墨卡托(Mercator)投影 3.1 墨卡托投影简介 墨卡托(Mercator)投影，是一种"等角正切圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Gerhardus Mercator 1512－1594）在1569年拟定, 假设地球被围在一中空的圆柱里，其标准纬线与圆柱相切接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。 墨卡托投影没有角度变形，由每一点向各方向的长度比相等，它的经纬线都是平行直线，且相交成直角，经线间隔相等，纬线间隔从标准纬线向两极逐渐增大。墨卡托投影的地图上长度和面积变形明显，但标准纬线无变形，从标准纬线向两极变形逐渐增大，但因为它具有各个方向均等扩大的特性，保持了方向和相互位置关系的正确。 在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点，墨卡托投影地图常用作航海图和航空图，如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行，方向不变可以一直到达目的地，因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件，给航海者带来很大方便。 “海底地形图编绘规范”（GB/T 17834-1999，海军航保部起草）中规定1：25万及更小比例尺的海图采用墨卡托投影，其中基本比例尺海底地形图（1：5万，1：25万，1：100万）采用统一基准纬线30°，非基本比例尺图以制图区域中纬为基准纬线。基准纬线取至整度或整分。 3.2 墨卡托投影坐标系 取零子午线或自定义原点经线(L0)与赤道交点的投影为原点，零子午线或自定义原点经线的投影为纵坐标X轴，赤道的投影为横坐标Y轴，构成墨卡托平面直角坐标系。 3.3 墨卡托投影正反解公式 墨卡托投影正解公式：（B,L）→(X,Y)，标准纬度B0，原点纬度 0，原点经度L0
《地图投影与变换》自测题(附：参考答案)
一．单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。答案选错或未选者，该题不得分。每小题1分，共15分） （）1．在球心投影中 A．大圆投影为直线 B．经线投影为圆 C．小圆投影为圆 D．等高圈投影为直线 （）2．在墨卡托投影中，满足 A． n=1 B．等角性质 C．m=1 D．经线为椭圆经线 （）3．在彭纳投影中，满足 A．极点投影为点 B．等距离 C．经线为直线 D．纬线投影为同心圆 （）4．在等面积圆柱投影中 A．极点投影为圆弧 B．经线投影为直线 C．等角航行投影为直线 D．纬线投影为圆 （）5．高斯-克吕格投影用于地图投影。 A．世界地图 B．沿纬线延伸区域 C．1:5千至1:50万地形图系列 D．亚洲地图 （）6．在球面投影中，满足 A．等高圈投影为直线 B．大圆投影为直线 C．大圆、小圆投影直线 D．等角性质 （）7．伪方位投影存在性质的投影 A．等距离 B．等角C．等面积 D．任意 （）8．爱凯特投影满足 A．等面积B．纬线投影为圆 C．经线投影为直线 D．经线投影为椭圆 （）9．等角投影条件可以表示为 A．a=b B．m*n=1 C．m=n D．m=1 （）10．等距离投影条件可以表示为 A．a=b B．θ=90°，m=n C．a=1 或 b=1 D．n=1
（）11．墨卡托投影纬线线上的变形椭圆是 A．大小形状均相同的微分圆 B．大小不变、形状变化的微分椭圆 C．大小变化、形状不变的微分圆 D．m=1的圆或椭圆 （）12．高斯投影中央经线上的变形椭圆为 A．大小形状均相同的微分圆 B．大小不变、形状变化的微分椭圆 C．n=1的圆或椭圆 D．m=1的圆或椭圆 （）13．等角圆锥投影中央经线上变形椭圆是 A．大小形状均相同的微分圆 B．大小不变、形状变化的微分椭圆 C．大小变化、形状不变的微分圆 D．m=1的圆或椭圆 （）14．标准纬线上的变形椭圆是 A．大小形状均相同的微分圆 B．大小不变、形状变化的微分椭圆 C．大小变化、形状不变的微分圆 D．m=1的圆或椭圆 （）15．任意投影中的变形椭圆是 A．大小形状均相同的微分圆 B．大小不变、形状变化的微分椭圆 C．大小变化、形状不变的微分圆 D．大小形状均变化的微分椭圆 二．多项选择题（从下列各题四个备选答案中选出二至四个正确答案，并将其代号写在空白内处。每小题2分，共10分） 16．世界地图常采用 A．摩尔威德投影 B．等差分纬线多圆锥投影 C．正切差分纬线多圆锥投影 D．墨卡托投影 17．高斯-克吕格投影用于地图投影。 A．沿经线延伸区域 B．沿纬线延伸区域 C．1:5千至1:50万地形图系列 D．亚洲地图 18．在桑逊投影中，满足
地图投影实验报告
淮海工学院 现代地图学A 实验报告 实验名称：专题地图制作 班级：测绘122 姓名：苏红飞 实验地点：测绘楼307 实验时间： 2013-12-02 实验成绩： 测绘工程学院测绘工程系
实验一地图投影 一、实验目的与要求 1.学会MapInfo的最基本操作，如表、工作空间、图层等的操作。 2.掌握有关高斯－克吕格投影的知识。 3.学会根据地图上不同经纬网形态识别不同的投影类型。 二、实验步骤 （一）掌握MapInfo中地图投影的操作过程。
（二）绘制武汉市所在地区的高斯—克吕格投影6度带经纬网和方里网，绘图范围：东西范围由武汉市所在投影带决定，南北范围：北纬25o—35o。经线线距1，纬线线距1o。 1、打开MapInfo，出现如图1所示的对话框，点击ok键。 图 1
2、如图2-1所示，在File选项中选中open点击，打开“实验素材”（图2-2）。 图2-1 图2-2 3、再依次打开CHINA.TAB、CHINCAP.TAB、PROVINCE.TAB，打开后如图3所示。
图3 4、点击Layer Control，如图4-1所示。在Tools选项中单击Tool Manger...出现下图4-3中所示的对话框，选中Coordinate Extractor，将它后面的两个 小框打钩。 图4-1 图4-2 图4-3
5、在Tools菜单中单击Coordinate Extractor中的Extract Coordinates...选项出现如图5-2所示的对话框，在table name一栏中选择CHINCAPS，然后点击ok出现如图5-3所示的对话框，选择continue，即可看见如图5-4所示的窗口，在上面找到并记下武汉的地理坐标。 图5-1 图5-2 图5-3
地图投影分类与变换.
地图投影分类与变换 1.地图投影的分类 投影的种类很多，分类方法不尽相同，通常采用的分类方法有两种：一是按变形的性质进行分类：二是按承影面不同（或正轴投影的经纬网形状）进行分类。 （1）按变形性质分类 按地图投影的变形性质地图投影一般分为：等角投影、等（面）积投影和任意投影三种。 等角投影：没有角度变形的投影叫等角投影。等角投影地图上两微分线段的夹角与地面上的相应两线段的夹角相等，能保持无限小图形的相似，但面积变化很大。要求角度正确的投影常采用此类投影。这类投影又叫正形投影。 等积投影：是一种保持面积大小不变的投影，这种投影使梯形的经纬线网变成正方形、矩形、四边形等形状，虽然角度和形状变形较大，但都保持投影面积与实地相等，在该类型投影上便于进行面积的比较和量算。因此自然地图和经济地图常用此类投影。 任意投影：是指长度、面积和角度都存在变形的投影，但角度变形小于等积投影，面积变形小于等角投影。要求面积、角度变形都较小的地图，常采用任意投影。 （2）按承影面不同分类 按承影面不同，地图投影分为圆柱投影、圆锥投影和方位投影等（图1）。 图1 方位投影、圆锥投影和圆柱投影示意图 ①圆柱投影 它是以圆柱作为投影面，将经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面切开展成平面。根据圆柱轴与地轴的位置关系，可分为正轴、横轴和斜轴三种不同的圆柱投影，圆柱面与地球椭球体面可以相切，也可以相割（图2a）。其中，广泛使用的是正轴、横轴切或割圆柱投影。正轴圆柱投影中，经线表现为等间隔的平行直线（与经差相应），纬线为垂直于经线的另一组平行直线（图2b）。
图2 圆柱投影的类型及其投影图形 ②圆锥投影 它以圆锥面作为投影面，将圆锥面与地球相切或相割，将其经纬线投影到圆锥面上，然后把圆锥面展开成平面而成。这时圆锥面又有正位、横位及斜位几种不同位置的区别，制图中广泛采用正轴圆锥投影（图3）。 在正轴圆锥投影中，纬线为同心圆圆弧，经线为相交于一点的直线束，经线间的夹角与经差成正比。 在正轴切圆锥投影中，切线无变形，相切的那一条纬线，叫标准纬线，或叫单标准纬线（图3a）；在割圆锥投影中，割线无变形，两条相割的纬线叫双标准纬线（图3b）。 a.正轴切圆锥投影示意图
地图投影复习资料
一、名词解释 地图投影：是利用一定数学方法则把地球表面的经、纬线转换到平面上的理论和方法。 投影变换：是将一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的过程。 极值长度比：通常指沿变形椭圆的长半径a与短半径b的长度比之总称。 曲率半径：曲率的倒数，即某点的弯曲程度。 垂直圈：垂直圈又称地平经圈，指天球上经过天顶的任何大圆。 主法截面：通过A点的法线AL可作出无穷多个法截面,为说明椭球体在某点上的曲率起见,通常研究两个相互垂直的法截面的曲率,这种相互垂直的法截面为主法截面。 长度变形：长度变形又称“长度误差”、“长度变异”、“长度相对变形”，是衡量地图投影变形大小的一种数量指标。（公式见课本21页2.3式） 等角航线：是地球表面上与经线相交成相同角度的曲线。 变形椭圆：地球面上一微分圆投影到平面上一般成为微分椭圆，微分椭圆的任意两相互垂直的直径，投影后为微分椭圆的两共轭直径，且该微分椭圆可以表现投影变形的性质和大小。 面积变形：地球面上无限小面积投影到平面上的大小与它原有面积大小的相对变形。 二、简答题 地图投影的目的与意义 地图投影是将立体地球上的种种标线及位置，转换到平面方格坐标的一种方式，在投影出来的地图上，无论是长度和面机，都必须与实际长度面积等比例，位子也必须正确，这是地图投影最基本的原则。 地图投影与其他学科的关系 地图投影同许多学科和应用技术有着密切的联系 1. 与数学：从地图投影的发展来看，它是伴随着数学的发展而前进的； 2. 与测量学：天文-大地测量为测制地图提供地球参考椭球体的大小形状及有关参数，并建立 大地原点；大地测量学在大地原点的基础上所建立的各级三角点，则需要应用地图投影计算出它们的平面直角坐标； 3. 与地图编制：地图编制与地图投影同属于地图学的重要组成部分； 4. 与航海、航天、宇宙飞行：等角投影无角度变形适用于航海和航天图；宇宙飞行可以服务于 地图投影，并可促使地图投影向新的方向发展。 每种投影的性质，要满足的条件及原因 1. 等角投影：要满足的条件是ω=0,m=n,a=b和β=β’； 2. 等面积投影：要满足的条件是vp=P-1=0或P=1； 3. 等距离投影：要满足的条件是正轴经线长度比m=1,斜轴或横轴垂直圈长度比μ1=1。 地图投影学科发展趋势 1. 外星地图投影：随着宇航技术的发展，到时还会增加更多星体的地图投影； 2. 空间地图投影：空间墨卡托（SOM）投影，是一种最适合于陆地卫星扫描影像制图的投影； 卫星轨迹地图投影，包括卫星轨迹圆柱投影和卫星轨迹圆锥投影，其特点是非常简化并能在地图上显示出卫星轨迹和摄影地区，但变形较大，不能代替SOM投影用于大、中比例尺的卫星影像制图； 3. 多焦投影和变化比例尺投影：多焦投影，在同一种投影的地图上，运用不同的投影中心或视 点位置，增大或者缩小局部范围的比例尺，是制图现象的强度或密度与统计面的大小成比例
地图投影实验报告
淮海工学 A 现代地图学实验报告 专题地图制作实验名称： 122 测绘班级： 苏红飞名：姓 307 测绘楼实验地点： 2013-12-02 实验时间： 实验成绩：
测绘工程学院测绘工程系 实验一地图投影 一、实验目的与要求 1.学会MapInfo的最基本操作，如表、工作空间、图层等的操作。 2.掌握有关高斯－克吕格投影的知识。 3.学会根据地图上不同经纬网形态识别不同的投影类型。 二、实验步骤 （一）掌握MapInfo中地图投影的操作过程。
（二）绘制武汉市所在地区的高斯—克吕格投影6度带经纬网和方里网，绘图范。， 。oo1经线线距南北范围：围：东西范围由武汉市所在投影带决定，北纬25—35 o1纬线线距键。ok所示的对话框，点击1，出现如图MapInfo、打开1． 图 1 2、如图2-1所示，在File选项中选中open点击，打开“实验素材”（图2-2）。 图2-1 2-2 图 3、再依次打开CHINA.TAB、CHINCAP.TAB、PROVINCE.TAB，打开后如图3所示。 图3 4、点击Layer Control，如图4-1所示。在Tools选项中单击Tool Manger... 出现下图4-3中所示的对话框，选中Coordinate Extractor，将它后面的两个 小框打钩。 图4-1 图4-2 图4-3 5、在Tools菜单中单击Coordinate Extractor中的Extract Coordinates... 选项出现如图5-2所示的对话框，在table name一栏中选择CHINCAPS，然后点 击ok出现如图5-3所示的对话框，选择continue，即可看见如图5-4所示的窗口，在上面找到并记下武汉的地理坐标。． 图5-1
关于地图投影变换的理论及应用
关于地图投影变换的理论及应用 摘要：本文详细叙述了地图投影及地图投影变换的基本概念、地图投影变换的理论方法，并对各种方法进行了比较分析，描述地图投影变换实现的过程，分析比较常用GIS软件中投影变换的应用并得出结论。 关键词：地图投影；地图投影变换；GIS软件 1 引言 地图投影最初用于天体图，方法很简单，主要是几何透视法。随着生产的发展和人类生活需要，地图种类愈来愈多，对投影的要求也逐渐变高，促使其应用及其数学方法日趋完善。 随着计算机制图的发展，研究投影变换的理论和方法日益重要。在自动化制图作业中，首先必须有数学模式才能进行投影变换作业。因为没有两种不同投影点坐标变换关系式，就无法编制出适合电子计算机变换要求的程序。地图投影变换已经成为计算机制图的一个重要组成部分。 2 地图投影概述 地图投影就是实现将地球表面（椭球面或圆球面）表示在地图平面上。 地图投影的实质在于建立地球椭球面和平面之间点的一一对应的函数关系。设地球椭球面上的点用地理坐标（B，L）表示，而平面上的点用直角坐标（X，Y）表示，则由此得到地图投影方程： X=f1（B，L）Y=f2（B，L） 并且地图投影不可避免地存在着投影变形。 3 地图投影变换方法与实现 3.1 地图投影变换的概念 地图投影变换（Map Projection Transformation）主要研究从一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的理论和方法。随着计算机地图制图和地理信息系统技术的发展，研究地图投影变换的理论和方法日益重要和迫切。其实质就是建立两平面场一一对应关系。 两个不同转换面上点的转换公式为： X=f1（x，y）Y=f2（x，y）
实验指导四 空间数据处理与地图投影
实验四空间数据处理与地图投影 一、实验目的 1．掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。 2．掌握地图投影变换的基本原理与方法。 3．掌握ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术，同时了解地图投影及其变换在实际中的应用。 二、实验准备 1．软件准备：ArcGIS 10.2 2．数据准备： （1）stationsll.shp（美国爱达荷州轮廓图） （2）idll.shp（美国爱达荷州滑雪场资料） 以上两个数据是以十进制表示经纬度数值的shapefile （3）snow.txt（美国爱达荷州40个滑雪场的经纬度值） （4）stations.shp，一个已投影的shapefile，用于检验习作2的投影结果 （5）idoutl.shp，基于爱达荷横轴墨卡托坐标系的爱达荷州轮廓图，用于检验习作3投影的正确性 三、实验内容与步骤 1. 空间数据处理 1.1 裁剪要素 在ArcMap中，添加数据“云南县界.shp”、“Clip.shp”（Clip 中有四个实体） 开始编辑，激活Clip图层。选中Clip图层中的一个实体（注意不要选中“云南县界”中的实体！）
图4-1 编辑Clip 点击按钮，打开ArcToolBox； 选择“Analysis Tools->Extract”，双击“Clip”，弹出窗口剪切窗口，指定输入实体为“云南县界”，剪切实体为“Clip”（必须为多边形实体），并指定输出实体类路径及名称，这里请命名为“云南 县界_Clip1”如图4-5； 图4-2 工具箱
图4-3 剪切窗口 依次选中Clip主题中其它三个实体，重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层——“云南县界_Clip1”，“云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4”）； 操作完成后，一定要“Save Editors”。 图4-4 生成四个剪切图层
地图投影变换
§6.1 地图投影的选择依据 一、制图区域的地理位置、形状和范围 制图区域的地理位置决定了所选择投影的种类。例如，制图区域在极地位置，理所当然地选择正轴方位投影；制图区域在赤道附近，应考虑选择横轴方位投影或正轴圆柱投影；若制图区域在中纬地区，则应考虑选择正轴圆锥投影或斜轴方位投影。 制图区域形状直接制约地图投影的选择。例如，同是中纬地区，如果制图区域呈现沿纬度方向延伸的长形区域，则应选择单标准纬线正轴圆锥投影；如果制图区域呈现沿经线方向略窄，沿纬线方向略宽的长形区域，则应选择双标准纬线正轴圆锥投影；如果制图区域呈现沿经线方向南北延伸的长形区域，则应选择多圆锥投影；如果制图区域呈现南北、东西方向差别不大的圆形区域，则应考虑选择斜轴方位投影。同是在低纬赤道附近，如果是沿赤道方向呈东西延伸的长条形区域，则应选择正轴圆柱投影；如果是呈现东西、南北方向长宽相差无几的圆形区域，则以选择横轴方位投影为宜。 制图区域的范围大小也影响地图投影的选择。当制图区域范围不太大时，无论选择什么投影，制图区域范围内各处变形差异都不会太大。有人曾以我国最大的省区新疆维吾尔自治区为例，用等角、等积、等距三种正轴圆锥投影作比较，其计算结果表明，不同纬度的长度变形差别甚微（在0.0001～0.0003之间）。不言而喻，其它省区图，其变形差异就更微乎其微了。而对于制图区域广大的大国地图、大洲地图、半球图、世界图等，则需要慎重地选择投影。 二、制图比例尺 普通地图按地图比例尺可以分为： 1．大比例尺地图--1:10万及更大比例尺地图。 2．中比例尺地图--1:10～1:100万比例尺之间的地图。 3．小比例尺地图--1:100万及更小比例尺地图。 我国把1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万（过去是1:20万）、1:50万、1:100万等七种比例尺的普通地图列为国家基本比例尺，统称为地形图。它们均需按国家测绘局制定的统一技术标准（规范、图式）实施制图。 由于不同比例尺地图对精度要求的不同，导致在投影选择上亦各不相同。以我国为例，大比例尺地形图，由于要在图上进行各种量算及精确定位，因此应选择各方面变形都很小的地图投影，比如分带投影的横轴等角椭圆柱投影（如高斯-克吕格投影）。而中小比例尺的省区图，由于概括程度高于大比例尺地形图，因而定位精度相对降低，选用正轴等角、等积、等距的圆锥投影即可满足用图要求。 三、地图的内容 即使同一个制图区域，但因地图所表现的主题和内容不同，因而其地图投影选择也应有所不同。如交通图、航海图、航空图、军用地形图等要求方向正确的地图，应选择等角投影。而自然地图和社会经济地图中的分布图、类型图、区划图等则要求保持面积对比关系的正确，因此应选用等积投影。再如世界时区图，为使时区的划分表现得清楚，只能选择经线投影成直线的正轴圆