第2讲地理空间参照系统与地图投影图2.1固体地球表面地球表面的形态地理空间实质上就是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、土壤圈交互作用的区域（地球表层）；在GIS中，地理空间采用绝对空间和相对空间来定义：绝对空间：具有属性描述的空间位置的集合，由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间：具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的空间关系构成。2.2地球模型地球表面地球模型：三级近似椭球名称一个国家或地区在建立大地坐标系时，为使地球椭球面更切合本国或本地区的自然地球表面，往往需要选择合适的椭球参数、确定一个大地原点的起始数据，并进行椭球的定位(大地原点）和定向（由此得到基准面）。2.3空间坐标系统地球上的任何一点都有其相应的空间位置,对该位置进行度量,则需要建立坐标系统。坐标系统是以地球参考椭球面为依据建立的,一般采用以下方式:大地坐标(地理坐标)系统空间直角坐标系统投影坐标系统线性参照系统地理坐标系是以地理极(北极、南极)为极点。通过A点作椭球面的垂线，称之为过A点的法线。法线与赤道面的交角，叫做A点的纬度B。过A点的子午面与通过原英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做A点的经度L。空间直角坐标系统空间直角坐标系统空间直角坐标系统投影坐标系统使用地图投影方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使地球表面上任一点由大地/地理坐标（L,B）确定的点，在平面上必有一个与它对应的点，平面任一点的位置可以采用平面坐标或极坐标表示。线性参照系统（LinearReferencing）二维直角坐标描述2.4地图投影投影变形地球椭球表面是一种不可能展开的曲面，要把这样一个曲面表现到平面上，就会发生裂隙或褶皱。在投影面上，可运用经纬线的“拉伸”或“压缩”（通过数学手段）来加以避免，以便形成一幅完整的地图。不可避免会产生变形。投影变形地图投影的变形，通常有：长度变形面积变形角度变形在实际应用中，根据使用地图的目的，限定某种变形。地图投影分类按地图投影的构成方法分类几何投影按辅助投影面的类型划分方位投影：以平面作为投影面圆柱投影：以圆柱面作为投影面圆锥投影：以圆锥面作为投影面按投影面与地球自转轴间的方位关系划分正轴投影：投影面的中心轴与地轴重合横轴投影：投影面中心轴与地轴相互垂直斜轴投影：投影面的中心轴与地轴斜交按投影面与地球的位置关系划分切投影：投影面与椭球面相切割投影：投影面与椭球面相割分离投影：投影面与椭球面相离切投影地图投影分类按地图投影的构成方法分类几何投影非几何投影伪方位投影：纬线为同心圆，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线，且相交于纬线的共同圆心；伪圆柱投影：纬线为平行直线，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线；伪圆锥投影：纬线为同心圆弧，中央经线为直线，其余经线均为对称于中央经线的曲线；多圆锥投影：纬线为同周圆弧，其圆心均位于中央经线上，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线。地图投影分类按地图投影的构成方法分类按投影变形性质分类等角投影（正形投影）等面积投影等距投影任意投影地图类型常用投影之一——高斯－克吕格投影实质上是横轴切圆柱正形投影高斯投影6°和3°带分带中央子午线常用投影之二——UTM投影实质上是横轴割圆柱正形投影常用投影之三——兰勃特Lambert投影实质上是正轴等角割圆锥投影地图投影的选择选择制图投影时，主要考虑因素制图区域的范围、形状和地理位置；地图的用途、出版方式及其他特殊要求等，其中制图区域的范围、形状和地理位置是主要因素。投影选择实例世界地图，主要采用正圆柱、伪圆柱和多圆锥投影。在编绘世界航线图、世界交通图与世界时区图时也采用墨卡托投影。中国出版的世界地图多采用等差分纬线多圆锥投影。对于半球地图，东、西半球图常选用横轴方位投影；南、北半球图常选用正轴方位投影；水、陆半球图一般选用斜轴方位投影。在东西延伸的中纬度地区，一般采用正轴圆锥投影，如中国与美国。在南北方向延伸的地区，一般采用横轴圆柱投影或多圆锥投影，如智利与阿根廷2.5关于空间参考若干概念辨析空间参考（spatialreference）坐标系统（coordinatesystem）投影（projection）基准面（datum）椭球（ellipsoid）。例如：我的数据采用WGS84坐标系统，意味着什么？坐标系统坐标系统是描述相对于中心点空间位置的一种表达方式，有：地心坐标系统：相对于地心的X、Y、Z（GPS使用）球面/地理坐标系统：经度、纬度及相对于基准面的高度笛卡尔平面坐标系统（包括投影平面坐标系统和局部平面坐标系统）：将地球表面当做平坦面的坐标系统椭球体和基准面椭球