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GIS数据如何用于数字孪生(五)地理坐标系统

作者:UINO优锘科技

上篇《GIS数据如何用于数字孪生(四)经纬度》中,我们进一步了解了GIS领域中坐标系统的相关知识,本篇将举例两个小实验,为大家讲解GIS领域中地理坐标系统(GCS)的相关知识。

前文阅读:

《GIS数据如何用于数字孪生(一)矢量数据与栅格数据》

《GIS数据如何用于数字孪生(二)地图服务》

《GIS数据如何用于数字孪生(三)经纬度》

《GIS数据如何用于数字孪生(四)坐标系统》

5. 地理坐标系统(GCS)

地理坐标系通过角度测量单位(Unit)、本初子午线(PRIMEM)和基准面(DATUM)来进行定义。地理坐标系下的坐标值为经纬度,所以有时也叫经纬度坐标系。

CGCS2000:2000国家大地坐标系。通常情况下直接用WGS84的坐标来代替CGCS2000坐标。因为CGCS2000的定义与WGS84实质相同,采用的参考椭球非常接近。扁率差异引起椭球面上的纬度和高度变化最大达0.1mm。

GIS数据如何用于数字孪生(五)地理坐标系统

下面举例两个小实验,从实验中观察CGCS2000地理坐标系下的经纬度坐标。

5.1 实验一

CGCS2000坐标系下获取的经纬度和WGS84坐标系下获取的经纬度差距是怎样的?

假设在Google Map上以卫星底图为参考拾取的坐标是 WGS-84,天地图(全国地理信息资源目录服务系统)的坐标系统是CGCS2000,在天地图上拾取一个点的经纬度来观察,得到对比如下:

GIS数据如何用于数字孪生(五)地理坐标系统

CGCS2000的经纬度 (39.98180450091385 ,116.4546536945034) 在Google Map 上标注,两者对比如下:

GIS数据如何用于数字孪生(五)地理坐标系统

可以观察到,两者差距并不大,所以在一般的应用中可忽略 CGCS2000 和 WGS-84 坐标系的区别。

5.2 实验二

实验二根据天地图中下载的几个区域以 1:25w 的矢量数据进行观察。各分幅的原始数据下载后的各个图层是 Shapefile 文件,Shapefile 文件中的 .prj 文件定义了该数据的坐标系。

GIS数据如何用于数字孪生(五)地理坐标系统

选取四个不同地方的水系面数据进行对比,将四个面数据叠加在天地图的卫星底图上。此处使用QGIS,通过 XYZ Tiles图层加载天地图卫星底图,再叠加shp文件加载。

GIS数据如何用于数字孪生(五)地理坐标系统
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GIS数据如何用于数字孪生(五)地理坐标系统
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观察上图可以看出,第三个地图有些许偏移,坐标位置的偏移可能与原始数据本身有关。比如由于区域的特殊性,公开的矢量数据本身就在原始测绘数据的基础上进行了偏移,降低了精度。

GIS数据如何用于数字孪生(五)地理坐标系统

总结:

1.两个常用地理坐标系

大陆已全面推行使用2000国家大地坐标系。在定位精度不高的应用中,可认为 CGCS2000 与 WGS-84 没有区别。

2.各互联网地图、各自使用的坐标系根据国家法律法规规定进行了偏移处理

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3.经纬度坐标叠加到地图底图上偏移

(1) 一般情况下是由于经纬度的坐标系和地图底图的坐标系不匹配导致,可以通过经纬度坐标转换的方式处理。

(2) 如果在同一坐标系下出现坐标位置偏移,可能是原始数据导致。

介绍到这里,相信大家对地理坐标系统(GCS) 的基本概念已经有了一定的掌握。就目前而言,各大互联网地图(高德、腾讯、百度)的应用和Web端的地图应用,都是通过输入经纬度坐标来“标记”点、线、面。但对于原始的GIS数据而言,还能够以投影后的坐标来记录位置信息。

因此在下一篇文章中,将与大家共同学习投影坐标系统。

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