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GIS中的基准面:处理纬度/经度的极限

坐标系和制图中的关键概念提供坐标在映射中如何使用的高级概述。这个话题看得更仔细基准,这里讨论的三个概念中的第二个。

地球形状的不同模型,以及将坐标(通常为纬度/经度/高度)分配给位置的不同策略,可以在不同的地区、不同的时间或出于不同的目的使用。基准包含所有这些概念。

了解地图使用的基准(和投影)很重要,这样您就可以将其与实际位置关联起来,并知道何时适合与其他地图或数据进行组合或比较。例如,NAD83基准中的数据不能与NAD27中的数据重叠;首先需要将数据转换为公共数据。将数据从一个基准转换为另一个基准的过程称为基准偏移;它也被称为坐标变换(EPSG,OGC)或地理变换(Esri)。

有很多算法可以进行基准偏移(EPSG指导说明7.2有一个包含公式和示例的综合列表)。一类常见的基准偏移包括从源基准中的纬度/长/高转换到距椭球体中心米的X/Y/Z偏移,执行某种偏移和/或旋转,然后转换回相对于目标椭球体的纬度/长/高。更多的不规则情况通常由网格移位文件处理;本质上,这些是带有偏移量或参数的查找表,这些偏移量或参数因位置而异。

不同的软件包以不同的方式显示数据移动操作。ArcGIS遵循EPSG模型,并要求用户在需要时选择要使用的基准偏移。这是最普遍和最具表现力的方法。虽然直觉上任何两个基准之间的转换只有一个“正确答案”,但实际上可能有许多选择,正确的选择取决于许多因素,包括目标的准确性和用途。这是元数据如此重要的另一个原因——下游用户会想知道您的数据是如何创建的!

其他软件包,如CS-MAP(FME使用的主要再投影库),其数据支持基于两个想法:(a)每个数据唯一地定义将要使用的数据移位,和(b)大多数数据移位通过“枢轴数据”(通常是WGS84);即从基准a到基准B的转换将作为a->WGS84->B执行。这对于一般情况下的可用性非常有用——用户不太可能做出不正确或不一致的选择,但在合理地选择数据转移的多个选择时,增加了复杂性。

除了这两种常见的方法之外,您可能还会遇到(毫不奇怪)其他一些变体。例如,使用Gtrans重新投影库(瑞典链接),可以选择命名转换,而不是指定源或目标坐标系或基准。其他一些有趣的例子合并了基准偏移和投影步骤,在一个步骤中在不同基准上的两个投影坐标系之间进行转换。

正确处理基准面和基准面偏移可能是一项挑战,但它允许您组合和使用更多的数据-跨辖区,跨传统/现代地图划分。