地理信息系统］坐标系

  坐标系应该算是GIS专业的基础知识了，今天决定水文一篇，介绍一下坐标系。

1.基础知识

• 地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS 包括角度测量单位、本初子午线和基准面(基于旋转椭球体)。可通过其经度和纬度值对点进行引用。为球面坐标，参考平面地是椭球面，坐标单位：经纬度。
• 投影坐标系在二维平面中进行定义，在二维空间范围内，投影坐标系的长度、角度和面积恒定。为平面坐标，参考平面地是水平面，坐标单位：米、千米等。

投影坐标系始终基于地理坐标系，而后者则是基于球体或旋转椭球体的。

  地理坐标系由基准面确定,基准面又分为地心基准面（由卫星数据得到，使用地球的质心作为原点，使用最广泛的是 WGS 1984）和区域基准面（特定区域内与地球表面吻合，大地原点是参考椭球与大地水准面相切的点，例如Beijing54、Xian80）。

相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的。

  投影坐标系由地理坐标系和投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影、Mercator投影）确定。

2.常用坐标系

2.1 WGS84坐标系：World Geodetic System一1984 Coordinate System

  一种国际上采用的地心坐标系，常说的EPSG：4326，采用的是WGS84椭球体。美国GPS使用的一个全球地理坐标系统，osm地图、谷歌地图（国外版）、Landsat系列卫星影像图等均在地理坐标系统上使用了这个。

EPSG，European Petroleum Survey Group，中文名称为欧洲石油调查组织。EPSG对世界的每一个地方都制定了地图，管理每一个坐标系的ID。

2.2 WGS84 Web墨卡托：WGS 84 / Pseudo-Mercator

  投影坐标系，采用的投影方式为墨卡托，参考地理坐标系是WGS84，常被记为EPSG:3857。

2.3 北京54坐标系和西安80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，原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。采用的是克拉索夫斯基椭球，对应WKID为4214。
  西安80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。采用的是是1975国际椭球，对应WKID为4610。
   北京54 西安80有大地坐标系（经纬度），也有平面坐标系（米、千米等）。

2.4 CGCS2000坐标系：China Geodetic Coordinate System 2000

  2000中国大地坐标系，又称之为2000国家大地坐标系，是中国新一代大地坐标系，是地心坐标系，对应的椭球是CGCS2000椭球体，对应WKID为4490。