地图投影与坐标系统常用术语.docx
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地图投影与坐标系统常用术语
地图投影与坐标系统常用术语
比例系数：
局部比例尺与参考椭球比例尺的比率，沿标准线的比例系数为1；
主比例尺：
与参考椭球的比例尺相同的比例尺。
标准线：
投影面与参考椭球相切的线，标准线没有投影变形，其上的比例尺与参考椭球比例尺一致。
标准经线：
沿经线方向或具有相同经度值的标准线。
标准纬线：
沿纬线方向或具有相同纬度值的标准线；
中央线：
包括中央经线和中央纬线，它们共同确定了地图投影的中心或原点。
参考椭球：
地球的简化模型，在其基础上构建地图投影，又称名义球体或生成球体。
重新投影：
将空间数据从一种坐标系投影到另一种坐标系。
等积投影：
以正确的相对大小来表示面积的一种地图投影。
等角投影：
保持局部形状的一种地图投影。
等距投影：
保持某些距离的比例尺一致的一种地图投影。
圆锥投影：
用圆锥作为投影面的一种地图投影；
圆柱投影：
用圆柱作为投影面的一种地图投影。
地理格网：
地球表面空间要素的定义参照系统。
地图投影：
要素的空间关系从地球表面到平面地图的转换过程。
地理坐标数据库（GCDB）：
美国内政部土地管理局（BLM）开发的数据库，包括PLSS中地块四至和界碑的经度、纬度值及其他描述信息。
度-分-秒（DMS）制：
用度-分-秒表示经纬度值；
十进制度数（DD）制：
一种用十进制表示经纬度值的度量值。
方位投影：
保持特定方向上投影精度的一种地图投影。
它也指用平面作为投影面的地图投影。
公用土地调查系统（PLSS）：
美国所用的一种土地划分系统。
GRS80椭球体：
1980年大地测量参考系统的参考椭球体，它是卫星测量椭球体。
横轴墨卡托投影：
一种常用地图投影，是通用横轴墨卡托坐标系（UTM）和国家平面坐标（SPC）系的基础，美国许多州使用该投影。
经线：
地理格网中表示经度沿东西方向变化的线。
纬线：
地理格网中表示纬度值沿南北方向变化的线。
基准面：
坐标系的基础。
基准面由椭球体派生而来。
兰勃特等角圆锥投影：
一种常用的地图投影，是国家平面坐标（SPC）系统的基础，为美国许多州所使用。
椭球：
近似表示地球的模型，也称为椭球体。
椭球体：
用于近似表示地球的模型，也称为椭球。
克拉克1866椭球：
一种大地测量椭球体，是1927年北美测量基准面（NAD27）的基础。
WGS84椭球体：
1984年全球大地测量系统所用的参考椭球体，是卫星测量椭球体。
NAD27：
1927年北美测量基准面，它是基于克拉克1866椭球，且中心位于堪萨斯州的MeadesRanch.
NAD83：
1983年北美测量基准面，它是基于WGS84或GRS80椭球体，并从椭球体中心进行量算。
UTM格网系统：
通用横轴墨卡托格网系统，将北纬84度至南纬80之间的地球表面分成60个带，每个带覆盖6个经度。
UPS格网系统：
通用极射格网系统，它将极地地区分成一系列100000平方米的单元，与UTM格网系统类似。
X平移：
x坐标的平移值，用于减少x坐标读数位数。
Y平移：
y坐标的平移值勤，用于减少y坐标读数位数。
横坐标东移假定值：
用于改变地图投影原点x坐标读数的数值。
纵坐标北移假定值：
用于改变地图投影原点y坐标读数的数值。
坐标格网因子
我们知道，地形图（坐标格网）上两点之间的距离与地面上相应点之间的水平距离（测站高程面上）一般是不相同的，其比值就称为格网因子（GridFactor）或格网比例因子（SCALE）。
它将影响距离和面积，为了将地面距离归算到地形图上，以便计算平面坐标，首先必须将地面上的水平距离投影到平均海水面（或参考椭球面）上，然后再将海水面（或椭球面）上的距离按照地图投影的规则投影到地形图平面上（我国地形图采用高斯－克吕格投影），关于格网因子的计算公式如下：
高程因子=HD0÷HD=R÷（R+ELEV.）
比例因子=HDg÷HD0=1+Ym^2÷2R^2
格网因子＝HDg÷HD=高程因子×比例因子
一般来讲，为了计算和施工方便，我国设计部门大都采用局部坐标系，即：
视测区水准面为平面，或以测区平均高程面为投影面，以测区中央子午线为高斯投影带中央子午线的坐标系；这是的ELEV.=0和SCALE=1，于是格网因子（GRIDFACTOR）=1.000000——就是不改正。
格网因子理解成比例尺的话有些不贴切，实际应用时，特别是小范围工程测量工作中，无特殊要求采用默认的值1.0000是对的。
如无特殊要求建议不改它。
电子地图（数字地图）知识
电子地图可理解为数字地图。
数字地图是存储在计算机的硬盘、软盘、光盘或磁带等介质上的数字化地图，地图的内容是通过数字来表示的，它需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析、修改、喷绘等等。
在数字地图上可以表示的内容和信息量远远大于普通的常规地图。
数字地图是一种“活”的地图。
数字地图可以非常方便的将各种或一种普通地图或专业（专题）地图的内容进行任意形式的要素分层组合、拼接、增加、删减等，形成新的实用地图。
可以对数字地图进行任意比例尺、任意范围的放大、缩小、裁切和绘图输出等。
数字地图绘制图时间较常规制图方法可以大规模缩短。
数字地图可以十分方便的与卫星遥感影像、航空照片、其它电子地图和其它信息数据库进行整合、拟合、挂接显示等，生成各种类别的新型地图。
数字地图（电子地图）与传统纸介质地图相比，还具有如下优点：
１、制作工艺先进、成本低、速度快、效益高；
２、数字化存储、信息量大、可以网上传输，体积小，便于携带；
３、保存时间长，不易损坏和变形，节省档案保存空间；
４、制图精度高、无介质变形，可接受多种投影变换；
５、数字信息可与多种空间信息拟合，便于更新、修编、组合，生成各种图；
６、输出绘制方便、出版方便、复制方便、使用方便；
７、数字地球、数字城市、数字政府、数字商务、数字化可视管理必需的基础工作。
数字地图种类很多，如数字（线划）地图（DLG）、数字栅格地图（DRG）、数字遥感（正射）影像图（DOM）、数字（地面）高程模型图（DEM）和各种数字专题（专业或非专业）地图等。
所谓“4D”技术是指数字正射影像图（DOM）、数字地面高程模型（DEM）、数字栅格地图（DRG）、数字线划地图（DLG）四种技术的集合，是用以解决电子地图及数字地图的主要手段，下面介绍各种技术的应用方法及相应的概念，供您参考。
1．数字高程模型（DigitalElevationModel简称DEM）
1.1基本概念
DEM是在特定投影平面上规则的空间水平间隔的高程值矩阵。
DEM的水平间隔应随地貌类型的不同而改变。
为控制地表形态，可配套提供离散高程点数据。
换句话说，即为具有不同坐标的不同地面分布点上的不同高度数据，组织集合构成对地表形态变化的控制。
DEM应用可转换为等高线图、透视图、断面图以及专题图等各种图解产品，或者按照用户的需求计算出体积、空间距离、表面覆盖面积等工程数据和统计数据。
1.2生产技术
1.2.1原始资料
卫片航片：
最好是近期采集的高分辨率卫星遥感像片数据或近期新拍摄的航空像片。
（有关采集问题请查询本网站"数据增值服务"有关部分。
）
地形图：
最好采用最近一次更新测量的地形图，其中等高线必须由解析测图仪或精测仪测绘。
1.2.2DEM的生产及技术要求
DEM的获取方法有以下几种：
1.2.2.1现有地形图扫描矢量化等高线，即利用现有的地形图进行扫描矢量化等，对等高线做如下处理：
1）等高线分版、扫描、自动矢量化、内插DEM
2）等高线未分版、扫描、人机交互矢量化、内插DEM
1.2.2.2数字摄影测量方法
数字摄影测量方法是现代最为主要的技术方法。
其以数字遥感影像为基础，通过计算机进行影像匹配，自动相关运算识别同名像点得其像点坐标，再运用解析摄影测量的方法内定向、相对定向、绝对定向及运用核线重排技术。
由此可以测定所拍摄物体的空间三维坐标，获得DEM数据，进而实现数字微分纠正，得到数字正射影像图（DOM）。
数字摄影测量系统软件ＶirtuoZo具有以下基本功能：
自动三空
自动采集DEM
自动微分纠正，制作DOM
利用X、Y手轮、工脚轮、人工立体数字线划测图
1.2.2.3解析摄影测量
这种方法是一种比较传统的工作方法，一般获取DEM有两种方式：
1）实测DEM。
在像对定向后，采用自动（或手动）设置地面网格坐标实测其高程。
2）实测数字化等高线。
在解析测图仪实测数字化等高线，再内插生成DEM。
1.2.2.4精测仪立体测绘等高线
也是一种较为传统的方法，具体是使用精测仪实测等高线、清绘、扫描矢量化、内插DEM。
2．数字正射影像图（DigitalOrthophotoMap简称DOM）
2.1基本概念及特点
DOM是利用经扫描处理的数字化的航空像片和高分辨率卫星遥感图像数据，DOM对逐像元进行几何改正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。
它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。
数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观真实、获取快捷等优点，可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良；可从中提取数字城市所需要的各种类别的海量地理信息、自然资源信息和社会经济发展信息，为城市现代化建设、防治灾害和公共城市建设规划各种调查和管理等提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。
DOM的基本特点：
与传统的符号化线划图相比，DOM所表达的信息更为丰富、直观，具有更大的开发应用价
值。
由于是数字的，在计算机上可局部开发放大，具有良好的判读性能与量测性能和管理性能等，如用农村土地发证，指认宗界地界比并数字化其点位坐标、土地利用调查等等。
DOM可作为独立的背景层与地名注名，图廓线公里格、公里格网及其它要素层复合，制作各种专题图。
2.2生产技术
2.2.1原始资料――航空像片或高分辨率卫星遥感图像数据等。
2.2.2DOM制作的主要技术方法
1）VintuoZo系统数字摄影测量工作站。
系统可以利用对DEM的检测及编辑,来提高DOM的精度。
还可以通过像片间、图幅间进行灰度接边，以保证影像色调的一致性。
2）采用jx-4ADPW系统。
jx-4ADPW是一套基于WINDOWSNT的数字摄影测量系统。
因其对DEM的编辑采用的是单点编辑，而且该系统还具有对DOM的零立体检查的功能，故其DOM的精度较高。
基于DEM的单片数字微分纠正VintuoZo系统具有单片数字微分纠正的模块，其工艺流程图如图：
生产流程
3．数字栅格地图（DigitalRasterGraphic简称DRG）
3.1基本概念
DRS是各种比例尺的纸介质地形图和各种专业使用的彩图的数字化产品，就是每幅图经扫描、几何纠正及色彩校正后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据文件。
可以较为方便的进行放大、漫游查询等。
DRG可作为背景用于数据参照或修测拟合其他地理相关信息，使用于数字线划图（DLG）的数据采集、评价和更新，还可与数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）等数据信息集成使用。
派生出新的可视信息，从而提取、更新地图数据，绘制纸质地图。
3.2生产技术
3.2.1原始资料要求
原图采用印刷的单色或彩色底图：
原图必须平整、无折，点线清晰、色彩标准
原图现势性应符合标准要求
3.2.2技术方法
一张纸质模拟地形图，通过扫描仪，其中CCD线阵感器对图形进行分割，生成二维阵列系统，同时对每一系统的灰度（或分色）进行量化，再经二值化处理、图形定向、几何校正即形成一幅数字栅格地图。
方法：
图形扫描：
采用扫描分辨率不低于500dpi的单色或彩色扫描仪扫描。
图幅定向：
将栅格图幅由扫描仪坐标变换为高斯投影平面直角坐标。
几何校正：
消除图底及扫描产生的几何畸变。
可以采用相关软件对栅格图像的畸变进行纠正，纠正时要按公里格网进行，通过仿射变换及双线性变换，实现图幅纠正。
色彩纠正：
用PHOTOSHOP等软件进行栅格编辑，对单色图按要素人工设色，对彩色图作色彩校正，为使色彩统一，应按规定的R.G.B比例选择所用的几种色调。
最终产品：
是经过无损压缩的TIFF文件。
4．数字线划地图（DigitalLinegraphic简称DLG）
4.1基本概念
所谓DLG就是每幅经扫描、几何纠正后的影像图，对一种或多种地图要素进行矢量化形成的一种矢量化数据文件，是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。
其数据量小，便于分层，能快速的生成专题地图，所以也称作矢量专题信息DTI（DigitalThematicInformation）。
此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求，视为带有智能的数据。
可随机地进行数据选取和显示，与其他几种产品叠加，便于分析、决策。
4.2生产技术
4.2.1原始资料――航片、高分辨率卫片、地形图
4.2.2制作方法
1）数字摄影测量、三维跟踪立体测图目前，国产的数字摄影测量软件VintuoZo系统和JX－4ADPW系统都具有相应的矢量图系统，而且它们的精度指标都较高。
其中VintuoZo系统有工作站版和NT版两种，而JX－4ADPW系统只有NT版一种。
2）解析或机助数字化测图这种方法是在解析测图仪或模拟器上对航片和高分辨率卫片进行立体测图，来获得DLG数据。
用这种方法还需使用GIS或CAD等图形处理软件，对获得的数据进行编辑，最终产生成果数据。
3）对现有的地形图扫描，人机交互将其要素矢量化目前常用的国内外矢量化软件或GIS和CAD软件中利用矢量化功能将扫描影像进行矢量化后转入相应的系统中。
4）在新制作的数字正射影像图上，人工跟踪框架要素数字化屏幕上跟踪：
可以使用CAD或GIS及VirtuoZo软件将正射影像图按一定的比例插入工作区中，然后在图上进行相应要素采集。
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