mapgis投影、地图参数及与CAD的转换

mapgis投影、地图参数及与CAD的转换信息中心陈爱明2012年2月13日信息中心陈爱明汇报提纲•MAPGIS投影详解•MAPGIS地图参数与显示打印•MAPGIS与AUTOCAD的数据转换及操作简介投影详解•一、几个基本概念1、地图投影：地图投影就是指建立地球表面上的点与投影平面（即地图平面）上的点之间的一一对应关系的方法，即建立二者之间的数学转换公式。它是将一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。投影过程将产生投影变形、椭球体及常用的坐标系大地测量中用水准测量方法得到的地面上各点的高程是依据一个理想的水准面来确定的，这个水准面称为大地水准面。大地水准面所包围的球体称为大地球体。以一个大小和形状同它极为接近的旋转椭球面来代替，以椭圆的短轴（地轴）为轴旋转而成的椭球面称为地球椭球面。•1954北京坐标系•1980西安坐标系•WGS-84坐标系、高斯-克吕格(GAUSS-KRUGER)投影等角横切椭圆柱投影，简称高斯投影。以中央经线和赤道投影后为坐标轴，其交点为坐标原点，纵坐标由坐标原点向北为正，向南为负，规定为X轴，横坐标从中央经线起算，向东为正，向西为负，规定为Y轴。高斯坐标系的X、Y正好对应MAPGIS坐标的y和x。为控制变形，采用分带的办法。我国1:2.5-1:50万地形图均采用6度分带；1:1万及更大比例尺地形图采用3度分带6度分带从格林威治零度经线起，每6度分为一个投影带，全球共60个投影带。南纬80-北纬度84度内使用该投影。3度分带法从东经1度30分算起，每3度为一带。使6度带的中央经线均为3度带的中央经线。信息中心陈爱明•高斯坐标表-通用坐标值•为避免Y为负，西移500公里，在和数前加带号，识别该点位于何带需要•注意几个问题：①高斯坐标X、Y轴对应MAPGIS的y和x②高斯坐标横向坐标最多为6位，纵向最多为7位。若横向为8位，则前2位为带号③高斯-克吕格坐标系的坐标单位为米，而MAPGIS坐标系的坐标为毫米，所以输入比例尺时要注意对应④1:50万以上的标准图框都是高斯-克吕格坐标系，且多进行了平移和旋转。在用标准图框进行投影转换前，需要先将其还原为相应的大地坐标，才能开始转换。标准图框生成，“是否将左下角平移为原点”⑤在用户输入或矢量化的图中，其用户参考坐标系一般情况下与投影坐标系不重合，只有输入控制点(TIC点)将其平移、校正到相应的投影坐标系中，才能开始转换，否则结果不正确信息中心陈爱明•4、兰伯特等角圆锥投影•兰伯特等角圆锥投影也称兰伯特正形圆锥投影，该投影的微分圆投影后仍为圆形。经线为辐射直线，纬线为同心圆圆弧。指定两条标准纬度线Q1，Q2，在这两条纬度线上没有长度变形,即M=N=1。此种投影也叫等角割圆锥投影，可用来编制中小比例尺地图。•适宜于作为中纬度处沿纬度线伸展的制图区域之投影，投影后经线为辐射直线,纬度线为同心圆圆弧。我国的分省图，即为两条标准纬度线为Q1=25度，Q2=45度的兰伯特等角圆锥投影。信息中心陈爱明•5、TIC点TIC点实际是一些控制点（至少是4个），即用户已知其理论值的点（可以是公里网值，也可以是地理经纬度）。在进行文件投影变换时，程序通过TIC点来确定用户坐标系和投影坐标系的转换关系，先将文件转换到投影平面坐标系中正确的位置，再进行投影转换。用户坐标系中的值转换为投影坐标系中的值输入TIC点、修改TIC点、显示TIC点、删除TIC点信息中心陈爱明二、MAPGIS投影变换操作1、工作区直接投影变换2、成批文件投影变换3、编辑子系统中的投影变换4、用户文件投影转换5、输入单点投影变换信息中心陈爱明三、不同图件的投影参数1、全省50万系列图的投影参数2、25万-2.5万比例尺图的投影参数3、1万及以上比例尺图件的投影参数（我省3度带只涉及36、37、38、39四个带号）4、地理坐标系的投影参数5、不同分带间的转换•换带后，其图框公里网及标注需使用新带号生成的图框替换，其原标注并不能正确反映其在新带号内的坐标值。•相同比例尺的情况下，3度带的37带与6度带的19带，及3度带的39带与6度带的20带，其坐标完全一致，不需要变换。、不同坐标系间的转换•在某些情况下需要我们提供西安80坐标系的图件，其投影后参数坐标系应相应改为西安80坐标系。同时，变换坐标系后，应按新坐标系生成图框并替换掉原图框，原公里网及标注不正确。•由于北京54坐标系和西安80坐标系间的转换是不同椭球体间的转换，并没有一个适用于所有地区的严密的转换公式，因此使用MAPGIS进行两种坐标系间的转换严格来说其精度并不很高，在需要较高精度的转换时，就需要两对已知坐标的点（一般需要到当地测绘部门购买）计算七个参数再进行转换。地图参数与显示打印之关系一、先看三个简单的数字图件•1：25000原始图件•整图变换后的1：50000图件(参数未应用到图形)•整图变换后的1：50000图件(参数应用到图形)信息中心陈爱明•先看地图参数信息中心陈爱明•再看输出版面信息中心陈爱明•读取某公里网的坐标值信息中心陈爱明•看某居民注记参数信息中心陈爱明•最后测量注记的高度信息中心陈爱明•从屏幕上看，并没有明显的区别，仅是下方比例尺数字从25000变成了50000。那么它们的区别在哪里？我们该如何分辨？我们常碰到“当前工程中有文件地图参数不匹配”的提示又是什么原因？什么是“地图参数”？它与图件的显示、打印输出的效果有什么关系？与图形参数有什么关系？信息中心陈爱明二、地图参数•从地图制图学的角度来说，地图参数包含了椭球体、坐标系（地理坐标系、平面坐标系、高程系）、地图投影方式、比例尺等等信息，它们决定了地图的实际表示效果。•在MAPGIS软件中，地图参数也与这些内容密切相关，新建工程时，会要求设置相应的地图参数信息中心陈爱明•设置的地图参数包括坐标系类型、椭球参数、投影类型、比例尺分母、坐标单位、椭球面高程、投影面高程、投影经纬度（依据投影类型不同，有中央经度、原点纬度，第一纬度、第二纬度等）、投影带类型及序号、X平移、Y平移，还有单位及比例尺、图幅范围等。•日常工作中，确定这些参数一般采取两种方法。一是从生成的标准图框文件中导入，二是手工对工程中的所有文件进行设置。信息中心陈爱明•1、新建工程时导入地图参数地质工作成图使用：•坐标系类型－－投影平面直角，•投影类型－－高斯－克吕格投影－－兰伯特等角圆锥投影（50万、100万）•生成标准图框（正确的投影参数及TIC点）导入地图参数，对所有文件应用此参数。信息中心陈爱明•2、地图参数的修改•对于一个已经完成的MAPGIS图件，如果其文件及工程中记录的参数并不正确，如何更改呢?新建工程，引入正确的地图参数，添加所有的文件（如文件多而有顺序，不是好办法）工作台窗口，右键，“修改地图参数”。信息中心陈爱明•文件名称、地图参数类型及路径•可以修改单个、多个或所有文件•可以已有地图参数类型为基准•可自行设置地图参数，并修改工程文件参数•可以对当前工程的文件进行投影变换。•注意：可能影响到图件的尺寸，线宽、点符号及文字大小等，应当慎重信息中心陈爱明三、显示参数•在MAPGIS编辑子系统状态显示栏•移动点操作•状态显示为“鼠标线上移点”信息中心陈爱明•设置状态栏显示参数的两种方式信息中心陈爱明•左侧是当前图幅参数，不能修改。•右侧为坐标显示参数，例：•查询鼠标位置单位为米的坐标•查询鼠标位置经纬度坐标•这些操作不改变数据本身，仅是显示的坐标数据不同信息中心陈爱明四、地图参数与显示打印之关系•MAPGIS地图参数影响到图件的实际表现效果（如形状、大小、外观等），而显示参数则仅是通过鼠标读取的坐标数值不同。•地质制图前，先需要确定的是地图参数，最基本的是投影参数及比例尺。•如标准分幅1：5万区域地质图来说，多是北京54坐标系，高斯－克吕格投影，最终成图的纸质大小（内图框）约370×480mm。•MAPGIS制图以纸质大小进行的，即以毫米为单位，这点与AUTOCAD不同，后者一般是以实际尺寸绘图。信息中心陈爱明图件制作完成后，投影参数均已确定，“设置地图参数”改变投影参数信息，并不会影响到当前图件的大小等，但错误的投影参数在进行投影变换操作时会得到错误的结果，对使用数字图件的人，所读取到的投影参数可能也是错误的，影响后期使用。信息中心陈爱明•设置地图参数窗口的第一页为“单位及比例尺”。该页面的水平单位及水平比例尺与投影参数窗口中的相应内容是关联的，即在其中一方修改均会反映在另外一方参数中。我们要关注的是参数比例一项。一般情况下，建议同一工程下的所有文件均使用相同的比例，即1,1。假定某居民注记高宽大小均为2.5，在比例参数为1时，距离测量及打印大小均为2.5mm，如果比例参数为2，则距离测量及打印大小均为5.0mm。同时由于每个字的大小发生了变化，其原有的间距较小，便发生了字间的重叠，不符合我们的编图要求。因而我们在修改该参数时应当注意避免此种情形的发生，或者说是重新进行编辑处理。信息中心陈爱明五、整图变换与地图参数•mapgis整图变换与投影变换、地图参数均有一定联系。投影变换是基于整图变换的，在某些情况下整图变换可以完成投影变换的功能，整图变换的过程中也可能改变地图参数。信息中心陈爱明•整图变换包括整幅图形的平移、比例和旋转三种变换。整图变换可以分别或同时对点、线、区文件进行，只需要在窗口中相应位置打勾即可。该功能有如下两种情况，分别是键盘输入参数和光标定义参数，后者较少用到。平移参数：按系统提示从键盘上输入相应的相对位移量后，即将图形移到了相应的位置。比例参数：利用这个变换可以将图形放大或缩小。在X、Y两个方向的比例可以相同也可以不同。当输入x、y方向的比例后，系统就按输入的系数对图形进行变换。旋转参数：将整幅图绕给定的坐标原点，按您输入的旋转角度旋转，当旋转角为正时，逆时针旋转，为负时顺时针旋转。信息中心陈爱明•在很多情况下，我们需要对图件进行缩放操作，如已有1：20万地质图数据库需要变换到5万图件，这种在同一椭球参数、坐标系类型、投影参数及原点，仅涉及比例尺不同的投影变换，可能通过整图变换简单地实现。信息中心陈爱明•勾选“参数变换”而不勾选下面的“参数比例变化直接作用于图形参数”项时，表示在进行图元变换时，除位置坐标跟着变换外，其对应的点图元参数也跟着变化（如注释高宽、宽度等），但是在查看图元参数时，还是显示变换前的参数，那么有没有变换，什么地方变换了呢？可以查看该文件的地图参数，“单位及比例尺”中的“参数比例”不是1，1了。变换前后的整图效果没有变化。最后还有个疑问，出图的效果，是按显示的字体大小成图还是变换后的大小呢？答案是：不按查看到的图元参数成图，按变换后的大小成图。信息中心陈爱明•勾选“参数变换”且勾选下面的“参数比例变化直接作用于图形参数”项时，变化就直接作用于图形参数了，这时您查看到图元