ArcGIS教程 – 基础知识

关于坐标系:

1. 如果数据不存在坐标系统,则计算时无单位,许多操作都不能进行。

2.投影坐标系统是平面坐标系统,单位是米、千米这些;而地理坐标系统是球面坐标系统,单位是度。

定义投影是定义坐标系统的意思,而不是单指定义投影坐标系统。

3.图层的地图单位和显示单位,地图单位是你这个图层的使用的实际单位,一般默认你添加进来的第一个数据的坐标系统和单位作为图层的坐标系统和单位;显示单位是Arcgis这个窗口显示的单位,不参与计算和测量。也就是如下图所示,你的显示单位是度分秒,所以右下角地图显示为112°13′21.063....显示的是经纬度。但是你实际计算测量时默认单位是米,而不是度分秒;也就是说决定你地图操作结果的是你的地图单位,显示单位你随便乱选完全不影响你的分析和操作。

 

3度带6度带知识补充

我国基本比例尺地形图除1:100万采用兰勃特投影(lambert)外,其他均采用高斯-克吕格投影。为减少投影变形,高斯-克吕格投影分为3度带或6度带投影。

按国家规定我国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,以保证必要的精度。

6度分带投影:即经差为6度,从零度子午线开始,自西向东每隔6度为一个投影带,全球共分60个带,用1,2,3,4,5,......表示。即东经0~6度为第一度带,其中央经线的经度为东经3度;东经6~12度为第二带,其中央经线的经度为东经9度。

3度分带投影:即经差为3度,从东经1.5度开始,自西向东每隔3度为一个投影带,全球共分120个带,用1,2,3,4,5,......表示。即东经1.5~4.5度为第一度带,其中央经线的经度为东经3度;东经4.5~7.5度为第二带,其中央经线的经度为东经6度;东经7.5~10.5度为第三带,其中央经线的经度为东经9度。(这样分带的方法使6度带的中央经线均为3度带的中央经线。)

山东省位于东经113度-东经120之间,跨第38、39、40共计3个带。其中:东经115.5度以西为第38度带,中央经线为东经114度;东经115.5~118.5度为39度带,中央经线为东经117度;东经118.5以东到山海关为40度带,中央经线为东经120度。

地形图上公里网横坐标前两位就是带号,例如1:5万地形图上横坐标为20345486,其中20即为带号,345486为横坐标值。

当地中央经线经度计算:

6度带中央经线经度的计算:当地中央经线经度=6°×当地带号-3°如:地形图上横坐标为20345532,其所处的6度带的中央经线经度为:6°×20-3°=117°

3度带中央经线经度的计算:当地中央经线经度=3°×当地带号(中国陆地范围内带号小于23的肯定是6度带,大于等于24的肯定是3度带。

1.2 投影坐标系

将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影。投影坐标系的实质是平面坐标系统,地图单位通常为米。投影坐标系在二维平面中进行定义。与地理坐标系不同,在二维空间范围内,投影坐标系的长度、角度和面积恒定。投影坐标系始终基于地理坐标系,即:

“投影坐标系=地理坐标系+投影算法函数”。

我们国家的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影,分为6度和3度分带投影,1:2.5万-1:50万比例尺地形图采用经差6度分带,1:1万比例尺的地形图采用经差3度分带。具体分带法是:6度分带从本初子午线(prime meridian)开始,按经差6度为一个投影带自西向东划分,全球共分60个投影带,中国跨13-23带;3度投影带是从东经1度30分经线(1.5°)开始,按经差3度为一个投影带自西向东划分,全球共分120个投影带,中国跨25-45带。

在CoordinateSystems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目录中,我们可以看到四种不同的命名方式:

Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK CM 117E

北京54(西安1980) 3度带无带号

Beijing 1954 (Xian 1980) 3 Degree GK Zone 25

北京54 (西安1980) 3度带有带号

Beijing 1954 (Xian 1980) GK Zone 13

北京54 (西安1980) 6度带有带号

Beijing 1954 GK Zone 13N

Xian 1980 GK CM 75E

北京54 (西安1980) 6度带无带号

注释:GK 是高斯克吕格,CM 是CentralMeridian 中央子午线,Zone是分带号,N是表示不显示带号。

.ArcGIS中定义坐标系

ArcGIS中所有地理数据集均需要用于显示、测量和转换地理数据的坐标系,该坐标系在 ArcGIS 中使用。如果某一数据集的坐标系未知或不正确,可以使用定义坐标系统的工具来指定正确的坐标系,使用此工具前,必须已获知该数据集的正确坐标系。

该工具为包含未定义或未知坐标系的要素类或数据集定义坐标系,位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations—Define Projections

Input Dataset:要定义投影的数据集或要素类

CoordinateSystem:为数据集定义的坐标系统

3.基于ArcGIS的投影转换

在数据的操作中,我们经常需要将不同坐标系统的数据转换到统一坐标系下,方便对数据进行处理与分析,软件中坐标系转换常用以下两种方式:

3.1 直接采用已定义参数实现投影转换

ArcGIS软件中已经定义了坐标转换参数时,可直接调用坐标系转换工具,直接选择转换参数即可。工具位于ArcToolbox—Data management tools—Projections andtransfomations——Feature—Project(栅格数据投影转换工具 Raster—Project raster),在工具界面中输入以下参数:

Inputdataset:要投影的要素类、要素图层或要素数据集。

OutputDataset:已在输出坐标系参数中指定坐标系的新要素数据集或要素类。

out_coor_system:已知要素类将转换到的新坐标系。

GeographicTransformation:列表中为转换参数,以GCS_Beijing_1954转为GCS_WGS_1984为例,各转换参数含义如下:

Beijing_1954_To_WGS_1984_1 15918 鄂尔多斯盆地

Beijing_1954_To_WGS_1984_2 15919 黄海海域

Beijing_1954_To_WGS_1984_3 15920 南海海域-珠江口

Beijing_1954_To_WGS_1984_4 15921 塔里木盆地

Beijing_1954_To_WGS_1984_5 15935 北部湾

Beijing_1954_To_WGS_1984_6 15936鄂尔多斯盆地

3.2 自定义三参数或七参数转换

当ArcGIS软件中不能自动实现投影间直接转换时,需要自定义七参数或三参数实现投影转换,以七参数为例,转换方法如下:

3.2.1 自定义七参数地理转换

在ArcToolbox中选择Create CustomGeographic Transformation工具, 在弹出的窗口中,输入一个转换的名字,如wgs84ToBJ54。在定义地理转换方法下面,在Method中选择合适的转换方法如 COORDINATE_FRAME,然后输入七参数,即平移参数、旋转角度和比例因子。

3.2.2 投影转换

打开工具箱下的Projections and Transformations>Feature>Project,在弹出的窗口中输入要转换的数据以及Output Coordinate System,然后输入第一步自定义的地理坐标系如wgs84ToBJ54,开始投影变换。

 

个人地理数据库和文件地理数据库的区别
文件地理数据库是以文件夹形式存储的各种类型的GIS数据集的集合,可以存储、查询和管理空间数据和非空间数据。在不使用DBMS的情况下能够扩展并存储大量数据。文件地理数据库可同时有多个用户使用,但一个数据只能有一个用户编辑。因此,一个文件地理数据库可以由多个编辑者访问,但必须编辑不同的数据。
个人地理数据库所有的数据集都存储于Microsoft Access数据文件内,在Microsoft Access数据文件中存储和管理空间数据和非空间数据。个人数据库存储在Access数据库中,其最大容量为2 GB,并且一次只有一个用户可以编辑个人地理数据库中的数据。

首先,和大家介绍一下什么是地理数据库。地理数据库(Geodatabase)是一种面向对象的空间数据模型,能够对矢量、栅格、不规格格网、网络等空间数据集进行统一的描述和存储,也就是说它是保存各种数据集的“容器”。Geodatabase的数据组织是依据层次型的数据对象来组织空间数据,这些数据对象包括对象类(object class)、要素类(feature class)和要素数据集(feature dataset)等。

对象类没有空间特征,只是一个表记录着某种关系。

要素类是同类空间要素的集合,也就是我们经常在地图中看到的道路、水系、居民区等矢量要素图层。

要素数据集由具有相同空间参考的要素类组成。

ArcGIS Pro 和 ArcMap创建Geodatabase类型的区别:

在ArcMap中可以创建三种类型的地理数据库:文件地理数据库、个人地理数据库和ArcSDE数据库。

在ArcGIS Pro中由于一开始需要新建工程,创建工程后系统将会在项目文件下创建一个文件地理数据库,可能基于个人地理数据库最大存储数据容量为2GB或其他方面的考虑,在ArcGIS Pro已经不能创建个人地理数据库,但是可以向工程中加载之前本地存储在个人地理数据库中的要素图层。

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