1、ArcGIS 坐标转换 1. 坐标分析 问题 ：对于某地 A 中心点坐标为 455299.845,3223622.525 的 CAD 矩形， CAD 施工图。将其转换为 WGS-84坐标，如何转换？ 分析 ：分析 455299.845 为 6 位，则为东向 Y 坐标，省去了带号，加上了 5000000 加常数，其最大为为 4，说名在中央子午线的左侧（左侧为负值，加上 500 万后肯定小于 500 万，首位为 4。若在中央子午线右侧，则最大位数为 5）； 3223622.525为 7位，为北向 X坐标。 查看“某地 A”的经度为 92.5 度，因为为 CAD 施工图，比例尺肯定大 于 1:5 万
2、，所以为 3度带，所以此点的中央子午线为 93E，带号为 Beijing_54_Zone_31。 2. CAD转为 shp格式 并设定坐标系 ： ArcTool box-Convesion Tools-To Geodatabse-CAD to Geodatabase: 其中空间参考坐标系选择 Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E。 具体原因：选择投影坐标系 -Gauss Kruger-Bei Jing54，此时 3 度带有两种：Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E和 Beijing_54_Zone_31，前者表示中央子午线为 93E的 3度带
3、，后者表示北京 54 31 度带，二者意义一样，但选择哪种呢？因为点坐标东向为455299.845 为 6位，不带带号，因此选择 Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_93E（若东向坐标为 31455299.845，则选择 Beijing_54_Zone_31）， 3. 北京 54 到 WGS84 坐标的转换 1.1 加载图层： 打开 ArcTool box-Data Management Tools-Project and transformation-feature-Project，加载 shp图层，弹出下列窗口： 出现红色“ X”号，说明原始图层坐标 系 没有识别出 ，
4、则需要首先设定其坐标系后再转换。 具体设坐标系参考“ 9 设置 或改变 Shp文件坐标系 ” 1.2 选择输出图层地址和名称： 在 Out Put Dataset or Feature处输入输出图层名： 1.3 设定输出坐标系： 设定输出坐标系为 WGS_1984 1.4 选 择转换参数 因为 某地符合参数 4的范围 ， 所以 选择转换参数 4，确定后即可完成坐标转换。 为何选择转换参数 4，见“ 6ARCGIS 中北京 54 转 WGS84 的 转换 参数精度 ”介绍。 4. ArcGIS 实现 WGS84 经纬度坐标到北京 54 高斯投影坐标的转换 与 以 上 步 骤 类 似 ， ArcT
5、ool box-Data Management Tools-Project and transformation-feature-Project，加载 shp图层，弹出下列窗口： 依次输入 input、 outPut，需要转换的类型，投影参数，投影参数选择意义为参考下一节“ 6 ARCGIS中北京 54转 WGS84的转换参数精度 ”，根据所在区域选择哪个参数。 点击 OK 即可。 5. ArcGIS 栅格数据投影转换 ArcTool box-Data Management Tools-Project and transformation-Raster-Project Raster Arcgi
6、s菜单栏 -Geo Processing- Search For Tools，查找 Raster Projecj工具，得到下图， 选择 Project Raster，见下图： 依次输入 input、 outPut，需要转换的类型，投影参数，投影参数选择意义为参考下一节“ 6 ARCGIS中北京 54转 WGS84的转换参数精 度 ”， 与上一节类似， 根据所在区域选择哪个参数。 点击 OK 即可。 6. ARCGIS 中北京 54 转 WGS84 的 转换 参数精度 在 ARCGIS 中提供了 Beijing_1954_to_wgs_1984_1 到 Beijing_1954_to_wgs_1
7、984_6 等模型，里面涉及到的参数的来源是否有依据，如果做全国整体的转换的话，该选哪个？ 不同的地方转换参数应该不一样，所以没有个统一的参数。 arcgis 中提供的Beijing_1954_to_wgs_1984_1 到 Beijing_1954_to_wgs_1984_6 几种转 换方法应该是针对中国不同地区的，转换全国的恐怕精度难以保证。你可以用这几种方法都试试，然后比较一下它们之间的区别。 Beijing_1954_To_WGS_1984_1 15918 China - Orduz basin 鄂尔多斯盆地 Beijing_1954_To_WGS_1984_2 15919 China
8、 - offshore Yellow Sea 黄海海域 Beijing_1954_To_WGS_1984_3 15920 China - offshore South China Sea - Pearl River basin 南海海域 -珠江口 Beijing_1954_To_WGS_1984_4 15921 China - south and west Tarim basin 塔里木盆地 Beijing_1954_To_WGS_1984_5 15935 China - Bei Bu Basin 北部湾 Beijing_1954_To_WGS_1984_6 15936 China - Ord
9、uz basin鄂尔多斯盆地 其中 1、 4、 6是 3参数转换， 2、 3、 5是 7参数转换 这些应该是概略参数，不是很准， 准确的参数是保密的，请咨询当地测绘部门 arcgis中投影的方法（ method）共有十种： 1 geocentric translation 2 molodensky 3 molodensky abridged 4 position verctor 5 coordinate frame 6 molodensky badekas 7 nodcom 8 Horn 9 Ntv2 10 longitude rotatin 投影变换大致分为两种 3参数和七参数。方法 1为地
10、心变换，也就是三参数计算出 dx、 dy、dz平移一次就完成投影变换。 方法 2、 3、 6 是 使用莫洛坚斯基公式进行计算， 属于七参数方法 ，方法 3 是简化莫洛坚斯基公式计算，不同是比方法 2 精度稍低，方法 6 为扩展莫洛坚斯基公式，多了三个起始坐标。方法 4、 5基本相同，都使用布尔莎 -沃尔夫七参数模型，唯一不同是旋转角度的定义不同。一般 美国使用方法 5， 欧洲使用方法 4，方法 5角度按顺时针定义，相反方法 4逆时针定义旋转角。方法 7、 8、 9、 10为基本规则网格方法，一般都是美国本土使用 7. “ 西安 80 坐标系 ” 转 “ 北京 54 坐标系 ” 1、启动 Arc
11、MAP，载入 coverage 数据层 ，加载 arctoolbox 工具箱，选择 Data Management Toolsprojections and transformationsfeatureproject，打开 project对话框， a、在 Input Dataset or Feature Class中选择需要进行转换的数据， b、在 Output Dataset or Feature Class中选择输出路径和输出的文件名， c、在 Output Coordinate System中输入需要定义的地理坐标类型 Xian 1980.prj。 其中地理坐标系统在 Geographi
12、c Coordinate Systems中定义，投影坐标系在 Projected Coordinate Systems中选择。 2、上述的 coverage数据在定义了西安 1980的地理坐标后就转换成了 .shp格式的文件，如同上述操作打开 project 对话框，选择此 .shp 格式的文件进行投影，投影类型选择 Xian 1980 GK Zone 19.prj。 为了区分不同带间的点位，在每个点位的横坐标前加上所在的带号，如 Xian 1980 GK Zone 19.prj，即是表示 六度分带法的西安 80坐标系，分带号为 19，横坐标前加带号。 3、为了将数据能够正确的转换为北京 54
13、坐标系，需要对以定义西安 80坐标系的数据进行平移纠偏。 载入第二步的结果数据，加载 Editor工具条，打开 Editorstart editing，让此数据处于编辑状态。加载 Spatial Adjustment工具条，选择 new displacement link图标，在图像上选择四个 Link点，然后打开 Link Tabel表修正坐标，纠正公式是 X.destination X.source 66， Y.destination Y.source 53， 66和 53是已经计算出来的坐标偏移量，若计算正确，则计算完后可以看到 residual error全部变为零，关闭 Link T
14、abel表， 4、已进行了平移纠偏的数据就可以直接转换成北京 54坐标了，同样是在 arctoolbox工具箱中选择 Data Management Toolsprojections and transformationsDefine Projection，当数据量比较大时，可以用批处理操作，速度会快很多，在 Samples工具中选择 Data ManagementProjectionsBatch Define Coordinate System。 8. 80_To_54 纠偏量的计算： （ 1）偏移量的由来 不同国家由于采用的参考椭球及定位方法不同，因此同一地面点在不同坐标系中大地坐标值也不
15、相同。北京 1954坐标系的原点在原苏联西部的普尔科夫，采用的是克拉索夫斯基椭球体；西安 1980坐标系选用的是 1975年国际大地测量协会推荐的参考椭球，其坐标原点设在我国中部的西安市附近的泾阳县境内。 因此，通常情况下，直接转换过来的数据会有一定的误差 存在，所以为了保证数据的精度，在转换的过程中通过设置横坐标和纵坐标的偏移量来修正转换后的坐标值。 由西安 1980坐标系转换成北京 1954坐标系，那么它们的偏移量就是北京 1954坐标系相对于 WGS84椭球体的偏移量减去西安 1980坐标系相对于 WGS84偏移量。 （ 2）偏移量的计算方法 在测区附近选择一国家已知点（ X1， Y1）
16、，在该已知点上用 GPS测定 WGS84坐标经纬度，将此坐标视为有误的西安 80坐标系，并将其转换为西安 80的平面直角坐标 X， Y，然后与已知坐标相比较则课计算出偏移量。 即 X1=X- X1 Y1= Y- Y1 同理可求得北京 54坐标系相对于 WGS84坐标的偏移量 X2， Y2，所以由西安 80坐标转换成北京 54坐标的偏移量即是： X= X2- X1， Y= Y2- Y1。 9. 设置 或改变 Shp 文件坐标系 首先，将地图数据导入，这里我导入的是广西的边界图 boundary.shp。如图 ： 双击图层 boundary.shp，或者右击选择属性，打开图层属性！查看数据的具体信
17、息！看看数据是什么坐标系统下的！即空间参考这些！如图： 选择【源】选项卡，查看数据的信息，有投影坐标和地理坐标等信息！如图 ： 从源信息中可以看到，该数据并没有投影坐标，只有地理坐标！现在开始设置投影坐标或者更改地理坐标系！右击图层（数据框图层），选择属性！或者双击图层（数据框图层），如图 ： 点击【坐标系】选项卡！如图， 现在选择需要添加的投影坐标系或者地理坐 标系！如图，本人添加北京 54 投影坐标系！添加后点击应用 ： 在添加后，应用和确定会弹窗提示警告！如图，点击【是】，变化坐标系统！不然更改不会有效！ 更改后，可能视窗内地图不见了，不急，选中图层，右击 缩放至图层 需要注意 ！设置好
18、了数据框的投影坐标系统还是没有改变图层 boundary的投影坐标！只是更改了数据框的，所以必须要导出数据！如图，右击 boundary 图层，选择【数据】 【导出数据】 导出数据窗口，切记必须 选择【数据框】，否则投影还是无法改变的！如图 导入导出了的数据，这里是【 Export_Output】，双击，可以打开 Export_Output图层属性，查看【源】，对比为添加投影前的！如图，已经添加成功和更改成功！ 注意事项 ： 改方法简单常用！注意更改后导出数据时，选择【数据框】！ 10. 坐标转换考试题： 已知一个点要素类的空间坐标系统为 Xian_1980_GK_CM_123E， UNIT为
19、米。某个点的坐标值为（ 330000,3460000），请解释该 坐标值的含义。如空间坐标系统转换为 Xian_1980_GK_Zone_ 21，请写出该点转换后的坐标值。 正确答案见下： 坐标值的含义是： xian-1980西安 1980坐标系， CM-123ECenter Meridian 中央经线 东经 123， GK高斯克吕格投影 ，转换后的坐标是（ 21330000,3460000）表示的意思是西安 1980坐标系 高斯克吕格投影 21带 11. 关于 ArcGIS 中的 北京 54 和西安 80 先简单介绍高斯 -克吕格投影的基本知识，了解就直接跳过，我国大中比例尺地图均采用高斯
20、-克吕格投影，其通常是按 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，带号分别为 1 60； 3度投影带是从东经 1度 30秒经线开始，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。为了便于地形图的测量作业，在高斯 -克吕格投影带内布置了平面直角坐标系统，具体方法是，规定中央经线为 X轴，赤道为 Y轴，中央经线与赤道交点为坐标原点， x值在北半球为正，南半球为负， y值在中央经线以东为正，中央
21、经线以西为负。由于我国疆域均在北半球， x值均为正值，为了避免 y值出现负值，规定 各投影带的坐标纵轴均西移 500km，中央经线上原横坐标值由 0变为 500km。为了方便带间点位的区分，可以在每个点位横坐标 y值的百千米位数前加上所在带号，如 20带内 A点的坐标可以表示为 YA=20 745 921.8m。 （ 1） 在 Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsGauss KrugerBeijing 1954目录中，我们可以看到四种不同的命名方式： Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj Beijing
22、1954 3 Degree GK Zone 25.prj Beijing 1954 GK Zone 13.prj Beijing 1954 GK Zone 13N.prj 对它们的说明分别如下： 三度分带法的北京 54坐标系，中央经线在东 75度的分带坐标，横坐标前不加带号 三度分带法的北京 54坐标系，中央经线在东 75度的分带坐标，横坐标前加带号 六度分带法的北京 54坐标系，分带号为 13，横坐标前加带号 六度分带法的北京 54坐标系，分带号为 13，横坐标前不加带号 （ 2） 在 Coordinate SystemsProjected Coordinate SystemsGauss KrugerXian 1980目录中，文件命名方式又有所变化： Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj Xian 1980 3 Degree GK Zone 25.prj Xian 1980 GK CM 75E.prj Xian 1980 GK Zone 13.prj 西安 80坐标文件的命名方式、含义和北京 54前两个坐标相同，但 没有出现 “带号 +N”这种形式，为什么没有采用统一的命名方式？让人看了有些费解 。 冯义从 整理
