作者:博客园/B站/知乎/csdn/小专栏 @秋意正寒 本文约6500字,建议阅读时间15分钟。
1. 经纬度(例: 119.32°E, 32.48°N)与米(∟, 直角坐标)
让基础浅薄的同学、GIS外行疑惑的,可能就是这两种“单位”的坐标值,以及他们的转换了吧。 2019年是一个不同寻常的年份,大大小小的地震总能被人民日报大V转发。 地震信息一般会带什么呢?
这是一条地震消息,它除了时间、地震等级等消息外,有一个很重要的消息:北纬36.16度,东经98.93度,为了方便,我们用数学的坐标表示法:
点P,P(98.93°E, 36.16°N)
其中,E就是单词East(东),N就是单词North(北)。
我们先引入两个定义(敲重点):
- 地理坐标系统(英文简写GCS,Geographical Coordinate System)- 投影坐标系统(英文简写PCS,Projection Coordinate System)
上述地震点,它用角度值来表示某个点,尽管角度值可以是十进制度,也可以是度分秒(参考初中数学知识)我们说,这种表示空间上的点所用到的坐标参考,叫做地理坐标系统。
与之相对的,用米、千米这种单位表达的,我们在初中数学里很熟悉的,用笛卡尔平面直角坐标系表示的点,我们说它用的是“投影坐标系统”。
注意了!
这个定义是严格的,请用这一组概念继续阅读,我知道读者可能在此之前会看过所谓的“大地坐标系统”、“平面坐标”、“经纬度坐标”等表达,但是,至少在我这里,请用我的这组定义。
我们现在说的,是地理数据的数学基础,即坐标系它自己本身的定义,现在,我说地理数据用的坐标系有“地理坐标系统”和“投影坐标系统”两种,但不止这两种。
2. 为什么有两种表达(不同点)
为什么会有这些差别呢? 我们还要从地球的形状说起。
地球是一个近似的椭球,越靠近赤道,越肥。当然,这个“肥”在地球这个尺度下,好几千千米vs20千米,几乎看不出来。
我们GIS是讲究数学的,必须用数学的语言。
地球既然是个“椭球”,自然就可以用三维的坐标系统来描述。经纬度,就是解析立体几何里用的“球面坐标系统”。
有好奇的同学会问了,三维坐标有三个坐标值啊,为什么只有经纬度呢?(笑)
在这,我们