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ArcGIS教程:什么是地理坐标系?

ArcGIS教程:什么是地理坐标系?
地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS 往往被误称为基准面,而基准面仅是 GCS 的一部分。GCS 包括角度测量单位、本初子午线和基准面(基于旋转椭球体)。

    地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS 往往被误称为基准面,而基准面仅是 GCS 的一部分。GCS 包括角度测量单位、本初子午线和基准面(基于旋转椭球体)。

    可通过其经度和纬度值对点进行引用。经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。通常以度或百分度为单位来测量该角度。下图将地球显示为具有经度和纬度值的地球。

        

    在球面系统中,水平线(或东西线)是等纬度线或纬线。垂直线(或南北线)是等经度线或经线。这些线包络着地球,构成了一个称为经纬网的格网化网络。

    位于两极点中间的纬线称为赤道。它定义的是零纬度线。零经度线称为本初子午线。对于绝大多数地理坐标系,本初子午线是指通过英国格林尼治的经线。其他国家/地区使用通过伯尔尼、波哥大和巴黎的经线作为本初子午线。经纬网的原点 (0,0) 定义在赤道和本初子午线的交点处。这样,地球就被分为了四个地理象限,它们均基于与原点所成的罗盘方位角。南和北分别位于赤道的下方和上方,而西和东分别位于本初子午线的左侧和右侧。

        

    通常,经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒 (DMS) 为单位进行测量。维度值相对于赤道进行测量,其范围是 -90°(南极点)到 +90°(北极点)。经度值相对于本初子午线进行测量。其范围是 -180°(向西行进时)到 180°(向东行进时)。如果本初子午线是格林尼治子午线,则对于位于赤道南部和格林尼治东部的澳大利亚,其经度为正值,纬度为负值。

    用 X 表示经度值并用 Y 表示纬度值可能会有帮助。这样,显示在地理坐标系上定义的数据就如同度是线性测量单位一样。此方法与普通圆柱投影基本相同。

    尽管使用经度和纬度可在地球表面上定位确切位置,但二者的测量单位是不同的。只有在赤道上,一经度所表示的距离才约等于一纬度所表示的距离。这是因为,赤道是唯一一条长度与经线相同的纬线。(其半径与球面地球半径相同的圆称为大圆。赤道和所有经线都是大圆。)

    在赤道上方和下方,用来定义纬度线的圆将逐渐变小,直到最终在南极点和北极点处变为一个点,所有经线均在此处相交。由于经线沿极点方向逐渐集中,所以一经度所表示的距离最终将减小为零。在 Clarke 1866 旋转椭圆体上,赤道上的一经度等于 111.321 km,而在纬度为 60° 度位置,只有 55.802 km。因为经度和纬度不具有标准长度,所以无法对距离或面积进行精确测量,或者无法很容易地在平面地图或计算机屏幕上显示数据。