我们知道坐标系是来确定具体位置的，即怎么在二维或三维空间定点。而一个点在不同的坐标系下“位置”是不同的，比如说一个点在某个坐标系中的坐标是（2，4），通过某些参数进行转换，就转到另一个坐标系，而现在的坐标就变成了（3，3）。那为什么数据在不同坐标系中又会发生变形呢？变形是因为不同的坐标系的尺度标准不一致，就是说坐标系的相同刻度对应的长度是不一样的，所以即使坐标点一样，在不同坐标系中的显示却有偏差和变形。所以不同的坐标系之间需要进行转换。二维平面直角坐标系之间的转换需要4个参数——两个坐标平移量，平面坐标的旋转角度，尺度因子。三维空间直角坐标系之间的转化需要7个参数——三个坐标平移量，三个坐标轴的旋转角度，尺度因子。

坐标系分为了地理坐标系和投影坐标系。一个数据必须要有坐标系，但是坐标系可以没有投影

地理坐标系是说 以球心为参照点，通过经纬网来定位，找出坐标点。 为什么会有这么多的地理坐标系呢？为什么参考椭球不一样呢？ 因为我们的地球是不规则的球体 在世界各地，接近于本地地球形状的椭球体不一样，所以我们用不同的参考椭球体去拟合地球的表面。

北京54坐标系(BJZ54)是指北京54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系。1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。 北京54坐标系特点可归结为：a．属参心大地坐标系；b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；c.大地原点在原苏联的普尔科沃；d．采用多点定位法进行椭球定位；e．高程基准为 1954年青岛验潮站求出的黄海平均海水面；f．高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文水准路线推算而得。

1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系。为此有了1980年国家大地坐标系。1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。

西安80坐标系与北京54坐标系 区别 西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换。作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准。北京54和西安80是两种不同的大地基准面，不同的参考椭球体，因而两种地图下，同一个点的坐标是不同的，无论是三度带六度带坐标还是经纬度坐标都是不同的。

WGS-84坐标系（World Geodetic System一1984 Coordinate System）是美国国防部研制确定的一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH（国际时间服务机构）1984.O定义的协议地球极（CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。对应于WGS-8大地坐标系有一个WGS-84椭球，其常数采用 IUGG第17届大会大地测量常数的推荐值。WGS-84坐标系也是目前GPS系统采用的坐标系。

2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。Z轴指向BIH1984.0定义的协议极地方向（BIH国际时间局），X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议赤道的交点，Y轴按右手坐标系确定。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：长半轴 a=6378137m扁率　f=1/298.257222101地心引力常数　GM=3.986004418×1014m3s-2自转角速度　ω=7.292l15×10-5rad s-1

国家大地坐标系是测制国家基本比例尺地图的基础。根据《中华人民共和国测绘法》规定，中国建立全国统一的大地坐标系统。建国以来，中国于上世纪50年代和80年代分别建立了1954年北京坐标系和1980西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，在国民经济、社会发展和科学研究中发挥了重要作用，限于当时的技术条件，中国大地坐标系基本上是依赖于传统技术手段实现的。54坐标系采用的是克拉索夫斯基椭球体。该椭球在计算和定位的过程中，没有采用中国的数据，该系统在中国范围内符合得不好，不能满足高精度定位以及地球科学、空间科学和战略武器发展的需要。上世纪70年代，中国大地测量工作者经过二十多年的艰巨努力，终于完成了全国一、二等天文大地网的布测。经过整体平差，采用1975年IUGG第十六届大会推荐的参考椭球参数，中国建立了1980西安坐标系，1980西安坐标系在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。随着社会的进步，国民经济建设、国防建设和社会发展、科学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求，迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统（以下简称地心坐标系）作为国家大地坐标系。采用地心坐标系，有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新，测定高精度大地控制点三维坐标，并提高测图工作效率。2008年3月，由国土资源部正式上报国务院《关于中国采用2000国家大地坐标系的请示》，并于2008年4月获得国务院批准。自2008年7月1日起，中国将全面启用2000国家大地坐标系，国家测绘局受权组织实施。

由参心坐标系转换地心坐标系的必要性 现行的大地坐标系由于其成果受技术条件制约，精度偏低、无法满足新技术的要求。空间技术的发展成熟与广泛应用迫切要求国家提供高精度、地心、动态、实用、统一的大地坐标系作为各项社会经济活动的基础性保障。从目前技术和应用方面来看，现行坐标系具有一定的局限性，已不适应发展的需要。主要表现在以下几点： 1.二维坐标系统。1980西安坐标系是经典大地测量成果的归算及其应用，它的表现形式为平面的二维坐标。用现行坐标系只能提供点位平面坐标，而且表示两点之间的距离精确度也比用现代手段测得的低10倍左右。高精度、三维与低精度、二维之间的矛盾是无法协调的。比如将卫星导航技术获得的高精度的点的三维坐标表示在现有地图上，不仅会造成点位信息的损失（三维空间信息只表示为二维平面位置），同时也将造成精度上的损失。 2.参考椭球参数。随着科学技术的发展，国际上对参考椭球的参数已进行了多次更新和改善。1980西安坐标系所采用的IAG1975椭球，其长半轴要比现在国际公认的WGS84椭球长半轴的值大3米左右，而这可能引起地表长度误差达10倍左右。 3.随着经济建设的发展和科技的进步，维持非地心坐标系下的实际点位坐标不变的难度加大，维持非地心坐标系的技术也逐步被新技术所取代。 4.椭球短半轴指向。1980西安坐标系采用指向JYD1968.0极原点，与国际上通用的地面坐标系如ITRS，或与GPS定位中采用的WGS84等椭球短轴的指向（BIH1984.0）不同。天文大地控制网是现行坐标系的具体实现，也是国家大地基准服务于用户最根本最实际的途径。面对空间技术、信息技术及其应用技术的迅猛发展和广泛普及，在创建数字地球、数字中国的过程中，需要一个以全球参考基准框架为背景的、全国统一的、协调一致的坐标系统来处理国家、区域、海洋与全球化的资源、环境、社会和信息等问题。单纯采用目前参心、二维、低精度、静态的大地坐标系统和相应的基础设施作为我国现行应用的测绘基准，必然会带来愈来愈多不协调问题，产生众多矛盾，制约高新技术的应用。若现在仍采用现行的二维、非地心的坐标系，不仅制约了地理空间信息的精确表达和各种先进的空间技术的广泛应用，无法全面满足当今气象、地震、水利、交通等部门对高精度测绘地理信息服务的要求，而且也不利于与国际上民航与海图的有效衔接，因此采用地心坐标系已势在必行。

投影坐标系是说 把地球这个球体投影到一个平面上。由于地球是一个近似球体，地球表面是一个不可展开面，因此将地球表面展开后必然会出现撕裂和褶皱。所以我们就把地球表面分块展开。（哈哈哈哈哈哈哈哈，就像水果剥皮一样，按照宽度分为6°带和3°带。）

通用横轴墨卡托投影，原理： 假设地球在一个圆柱体中，其标准纬线与圆柱相切，然后呢，有一个灯放在了地球的中心，就可以把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，就是一幅选定标准纬线上的“墨卡托投影绘制出的地图”。 墨卡托投影是圆柱投影的一种，是由地理学家墨卡托于16世纪发明的。和所有其它的圆柱投影一样，麦卡托投影的世界地图中，地球纬线是左右方向平行的，长度一样，覆盖整个地图的画幅；而经线是上下方向平行，垂直于纬线。然而在现实世界里，这显然是不对的：如果你拿来一个地球仪仔细观察，就能发现地球的纬线虽然是平行的，但长度却不一样：赤道最长，越往两级方向越短。而经线虽然都是一样长的，但它们并不平行，而是在南极和北极交汇成点。 墨卡托投影的绘制方式是将一张纸卷成圆筒状包住地球，纸面接触地球赤道，模拟地球球心为光源，将地球表面轮廓照射到圆筒上从而形成的地图。在赤道上，由于地球和纸面接触，因此投影出的面积和方向也是完全真实的。然而，离开赤道往南北级方向可以明显发现，投影出的图案面积发生了形变。由于光源在球心，因此南极点和北极点将不会出现在投影中，甚至两级的极圈也不会被投影在地图中。 假设R为赤道半径，r为北纬60度纬线的半径。r/R=sin(90-60)=0.5，周长=2pi半径，因此赤道的半径是北纬60度的2倍。然而，在墨卡托投影的世界地图里，北纬六十度和赤道是一样长的。因此为了保持大陆的形状，在北纬六十度，地图的南北方向也被拉长了2倍。因此，在墨卡托投影的地图中，高纬度的地区会被放大许多。

简称“高斯投影”，又名“等角横切椭圆柱投影” 用一个椭圆柱横切于椭球面上投影带的中央子午线，将中央子午线两侧一定经差范围内的椭圆面正形投影于椭圆柱面。 UTM投影和高斯-克吕格投影的区别 1.投影方式不同，比例因子不同：高斯-克吕格投影的中央经线投影后保持长度不变，即比例系数为1，而UTM投影的比例系数为0.9996. 2.参考椭球不同：在我国高斯-克吕格投影采用1975年国际椭球体，而UTM投影采用的是1866克拉克椭球。

又名正轴等角割圆锥投影

阿尔伯斯投影，又名“正轴等积割圆锥投影”，“双标准纬线等积圆锥投影”。圆锥投影的一种，为阿伯斯（Albers）拟定。纬线为同心圆弧，经线为圆的半径，经线夹角与相应的经差成正比。两条割纬线投影后无任何变形。投影区域面积保持与实地相等。投影参数如下： 常用以编制行政区划图、土地覆盖图、人口密度图及社会经济图等 WGS_1984_Albers 投影: Albers False_Easting（东伪偏移）: 0.000000 False_Northing（北伪偏移）: 0.000000 central_meridian（中央子午线）: 105.000000 Standard_Parallel_1（标准纬线_1）: 25.000000 Standard_Parallel_2（标准纬线_2）: 47.000000 latitude_of_origin(起始原点): 0.000000 线性单位: Meter GCS_WGS_1984 基准面: D_Beijing_1954 椭球体 Krassovsky

研究范围较小，通常采用UTM投影或高斯-克吕格投影；研究范围较大，跨多个3°带或6°带时，一般采用兰伯特正形圆锥投影等适用于大范围的投影方式。

ArcGIS中所有地理数据集均需用于显示、测量、转换地理数据的坐标系。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，但是使用这个工具的前提是，必须要已经知道了该数据集的正确坐标系。 数据点的具体坐标在没有参数的情况下很难做到精准转换。

当我们已经知道某一数据的坐标系，而且数据属性表中也有对应的坐标信息，就可以直接在GIS中进行转换。

当两个坐标系的参考椭球相同时，即地理坐标系是一致的，但是投影不同。 可以直接用工具进行投影。 【数据管理工具】-【投影和变换】-【要素】-【投影】

ArcGIS中默认定义了许多坐标转换参数，如果需要转换的两个坐标系参数已经在ArcGIS录入的列表中，就在投影工具中多选择一个坐标变换公式就可以了。 【数据管理工具】-【投影和变换】-【要素】-【投影】

当两种坐标系在转换时，ArcGIS无法提供自动转换参数，那么我们就需要对转换参数进行自定义，也就是 三参数 或七参数。

无转换参数的坐标转换 坐标常用转换参数包括：三参数、四参数和七参数，很多时候在未进行野外工作时无法得到以上几种参数。现在我们谈到的无转换参数，并不是说它不需要转换参数，实际上在确定源坐标系和目标坐标系采用的参考椭球体参数时，已经确定了其转换关系，这里我们认为它是一种"隐性转换参数"。因为这种隐性转换参数是把地球作为一个规则的椭球体推算得来的，它的长短半轴在同一个坐标系中取值是固定的，而实际上地球的表面是很不规则的，因此把一个坐标系中的坐标值在无转换参数的前提下转换成另一个坐标系中的坐标值，肯定会存在误差，误差的大小根据所处的位置，地形起伏，投影方式的变化而变化。

有转换参数的坐标转换 首先说七参，就是两个空间坐标系之间的旋转，平移和缩放，这三步就会产生必须的七个参数，平移有三个变量Dx，Dy，DZ;旋转有三个变量，再加上一个尺度缩放，这样就可以把一个空间坐标系转变成需要的目标坐标系了，这就是七参的作用。如果说你要转换的坐标系XYZ三个方向上是重合的，那么我们仅通过平移就可以实现目标，平移只需要三个参数，如果缩放比例为一，这样就产生了三参数，三参就是七参的特例，旋转为零，尺度缩放为一。　四参数是同一个椭球内不同坐标系之间进行转换的参数，它四个基本项分别是：X平移、Y平移、旋转角和比例，从参数来看，四参数没有高程改正，所以它适用于平面坐标之间的转换。

七参数的获取方式，需要到当地测绘部门申请或购买。

当数据没有坐标系时，通过“空间校正”和“地理配准”来进行校正。 “空间校正”是通过捕捉一组对应点坐标来校正矢量图形的地理坐标。 “地理配准”是通过捕捉两幅图像的对应像元来校正栅格影像的同名像元。

方法与过程：

方法与过程：

已知坐标系之间的转换 未知坐标系进行转换

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