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在地理信息系统中,我们通常把地球看作一个旋转椭球体,而研究球面或椭球面上的空间位置往往比较复杂,于是我们采用一定的数学法则将地球表面的事物的空间位置表示到平面上,这就是所谓的投影。
实际上,投影这门学科原本是地图学的一个重要的分支。
对地理信息系统来讲,它也是地理信息系统的数学基础之一。
常用的投影有方位、圆锥、圆柱、高斯-克吕格投影等。
下面以Arc/Info和ArcView为例,讲述一下投影在实际工作中的应用。
1)Arc/Info中投影的应用
以下内容适用于Arc/Info7.15及Arc/Info8.1workstation,
a.查看坐标信息
启动Arc/Info,使用Describe命令来查看图层的投影信息,命令使用方法如下:
Usage:
DESCRIBE<
geo_dataset>
,其中<
可以是coverage,grid,tin,或image
例:
Arc:
wd:
\workspace//设定工作路径
Arc:
describestates//查看图层states的基本情况
如得到下图的结果(图中红线框中的所示),则表明该图没有定义任何坐标系统。
b.定义坐标信息:
上图表明图层states没有坐标信息,可以使用PROJECTDEFINE命令来定义投影信息。
命令用法如下:
Usage:
PROJECTDEFINE<
COVER|GRID|FILE|TIN>
<
target>
例:
projectdefinecoverstates
DefineProjection
Project:
projectiongeographic//定义投影坐标为地理坐标系
unitsdd//坐标单位为度小数
datumwgs84//定义坐标基准为wgs84基准
spheroidclarke1866//定义椭球为clarke1866椭球
parameters//定义投影参数(因为地理坐标系没有其他参数,所以空缺)
然后用上述的DESCRIBE命令查看坐标信息。
得到如下图结果,注意红框所示部分。
c.投影坐标变换
地理坐标系是比较常用的投影坐标系,但是它以经纬度建立坐标系统,以度为单位,有时不适用于实际工作。
在实际工作中我们常需要将数据转换到一些指定的投影坐标系。
在Arc/Info中用Project命令来实现投影变换。
PROJECT<
COVER|FILE>
input>
output>
{projection_file}
GRID>
{projection_file}{NEAREST|BILINEAR|CUBIC}{out_cellsize}{x_register}{y_register}
projectcoverstatesstates1//将图层states投影变换至图层states1
//这表明输入图层即states已有投影信息
**************************************************
*TheINPUTprojectionhasbeendefined.*
UseOUTPUTtodefinetheoutputprojectionandENDtofinish.
output//定义输出图层投影信息
projectionALBERS//定义输出图层为等面积圆锥投影
unitsmeters//坐标单位为米
parameters//定义等面积圆锥投影参数
1ststandardparallel[000.000]:
32300
2ndstandardparallel[000.000]:
42300
centralmeridian[000.000]:
-10000
latitudeofprojection'
sorigin[000.000]:
2000
falseeasting(meters)[0.00000]:
0.0
falsenorthing(meters)[0.00000]:
end//命令结束
接下来可以用DESCRIBE命令查看图层states1的坐标信息。
也可以进入ArcEdit查看一下转换结果。
下面的图是转换前后两个图层的结果。
转换前图层states
转换后的图层states1
以上就是在Arc/Info中投影的简单应用。
关于上面用到的命令的详细用法、相关信息即主要注意事项,参见Arc/Info帮助文件。
2)ArcView中投影的应用
以下内容适用于ArcView3.0及以上版本
a.运行ArcView,打开一个视图(view),并向视图中添加数据。
(数据可以从ArcView的安装目录如D:
\ESRI\ESRIDATA中找到,比如我们打开一幅美国地图)。
b.从View菜单选择Properties菜单项
c.在出现的对话框中看是否已经为视图指定了投影(下图中红框标记的地方,如果有投影,则会出现投影名称,下图还没有设置投影)。
如没有设置投影,注意要将MapUnits设置为decimaldegrees(十进制度小数)。
如已设置投影,就不要将MapUnits设置为decimaldegrees。
d.单击上图中的Projection按钮,将出现如下图对话框。
图中上部有两个单选按钮,默认选择是Standard。
这是ArcView预设的一些标准投影。
可以在Categeory下拉框中选择投影区域或投影面,在Type下拉框中选择相应的投影类型。
例如:
在Categeoy中选择ProjectionsoftheUnitesStates(美国区域的投影),而在Type中选择LambertConformalConic(NorthAmerica),(适于北美地区的兰伯特等角圆锥投影),就可以得到如下图的结果。
我们也可以选择自己定义投影参数,这是我们要选择Custom单选按钮,对话框就变成如下图所示。
此时我们就可以在projection下拉框中指定投影类型,在Spheroid下拉框中指定椭球,并根据所选的投影修改投影参数。
需要指出的是,这样的自定义投影只是在ArcView提供的投影类型中修改相应的参数,而并不是定义新的投影方式。
尽管ArcView提供了许多投影方式和椭球,但并不是所有的投影类型和椭球都有,像我国常用的高斯-克吕格投影及80坐标系所使用的IAG-75椭球就没有。
e.上述的做法只是为视图(View)指定了投影,而数据并没有发生改变。
也就是说数据是在被添加到视图时才被投影,显示在屏幕上,当你关掉当前视图,重新建立一个视图,并将原来的数据添加进来时,你会发现它们并没有被投影,也就是说刚才的操作对数据并没有影响。
如果你要将数据真正进行投影变换,就必须将数据重新存储,使新数据保有投影变换后的投影信息。
这时可以这样做:
a)选中要存储的数据层(单击窗口左边数据目录中的该层,使其处于激活状态);
b)单击Theme菜单,选取ConverttoshapeFile菜单项。
将数据重新保存。
以上就是在Arc/Info和ArcView中投影的简单应用。
对于各种不同的地理信息系统软件,上述的过程略有差异,但大体上基本上是相同的。
对于投影而言,最重要的并不是对各种软件软件的熟练掌握,而是如何在实际应用中将投影的原理加以灵活应用。
数据格式转换部分
在地理信息系统中,数据格式是数据交换和共享的重要因素。
数据格式的转换包括:
1)不同数据文件格式之间的转换。
由于各地理信息系统的开发公司在研制自己的地理信息系统软件时,都定义了自己的一套文件存储方式,而用户在实际应用中几乎不可能在一套软件中完成所有的应用,这就产生了数据格是转换的问题。
在地理信息系统发展的早期,数据文件格式是一种商业机密,进行数据文件格时的转换几乎是不可能的。
但随着信息时代发展,越来越多的软件厂商已经开始展开合作,互相支持对方的数据格式,或是公布自己的数据格式,以方便用户的应用
2)不同数据结构之间的转换,如矢量和栅格数据之间的转换。
由于矢量数据结构和栅格数据结构在应用中各有自己的优势和不足,而且,这两种数据结构决定了数据文件存贮格式的不同,因此,要将二者结合起来使用时,就会遇到数据各式转换的问题。
常见的数据格式有:
a.矢量数据格式:
Arc/Info的Coverage,e00文件,ArcView的Shapefile,Erdas的aoi文件,MapInfo的mif文件,AutoCAD的dxf文件等;
b.栅格数据格式:
Arc/Info的Grid,Erdas的img文件,geotiff文件,bmp文件,jpeg文件等
下面我们就以一些实际应用来讲一下数据格式转换的问题。
1.在实际应用软件中的数据格式转换。
a.Arc/Info中的数据格式转换:
在Arc/Info中数据格式的转换主要依靠命令来完成。
常用的命令主要有:
ARCSHAPE将Arc/Info的coverage数据转换为ArcView的Shapefile格式。
SHAPEARC将ArcView的Shapefile格式转换为Arc/Info的coverage数据。
EXPORT将Arc/Info的coverage数据转换为Arc/Info文件交换格式e00格式。
IMPORT将Arc/Info文件交换格式e00格式转换为Arc/Info的coverage数据。
GRIDSHAPE将Arc/Info的Grid数据转换为ArcView的Shapefile格式。
SHAPEGRID将ArcView的Shapefile格式转换为Arc/Info的Grid数据。
ARCDXF将Arc/Info的coverage数据转换为AutoCAD的DXF格式。
DXFARC将AutoCAD的DXF格式转换为Arc/Info的coverage数据。
CONVERTIMAGE将一种Arc/Info支持的影像格式转换为另一种影像格式。
GRIDIMAGE将Arc/Info的Grid数据转换为某种
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