從整體上來說，坐標系分為地理坐標系和投影坐標系，這些都是什么東東？我們來好好看看~

  1.  

  地理坐標系  

  三維球面坐標  

學過地理的我們都知道，地球是一個兩極稍扁赤道略鼓的不規(guī)則橢圓球體，且地球表面凸凹不平，有些地方是高山，有些地方是深溝。這樣的地球表面帶來一個很大的問題，就是地球表面無法用數(shù)學公式表達。

于是聰明的地理學家們想出了一個方法：用一個可以近似表示地球表面的規(guī)則的橢圓來進行地球表面的定位和測量，這個規(guī)則的三維球面就是地理坐標的參考橢球體。

那么問題來了，世界上只有一種坐標系嗎？、

當然不是。坐標系的種類多到你不想知道。凸凸給大家總結了幾種常用的坐標系：

• WGS84坐標系

是國際通用坐標系，也叫地球坐標系，大名鼎鼎的GPS系統(tǒng)就是采用的WGS84坐標系。WGS84坐標系對于具體地方的位置描述可能不如當?shù)刈鴺讼祦淼臏蚀_，但是它對全球范圍內的位置估計更準確。谷歌地圖（非中國境內）也是采用的WGS84坐標系。在進行不同坐標系之間轉換的時候，一般以WGS84坐標系作為基準坐標。

• 北京54坐標系

是建國初期提出的地理坐標系，因此在早期有比較廣泛的運用，有一定比例的數(shù)據(jù)使用的是1954北京坐標系。從現(xiàn)代的眼光看，它并不能十分準確地表達我國國境內的空間位置。

• 西安80坐標系

由于后期意識到北京54坐標系的不足，我國1978年4月在西安召開全國天文大地網平差會議，確定重新定位，建立的我國新地理坐標系，它在中國經濟建設、國防建設和科學研究中發(fā)揮了巨大作用。

• 2000國家大地坐標系

我國當前最新的國家大地坐標系。2018年，我國國土資源系統(tǒng)全面采用2000國家大地坐標系，并要求各類國土資源數(shù)據(jù)向2000國家大地坐標系進行轉換。

• 地方獨立坐標系

許多城市、礦區(qū)基于實用、方便與科學的目的，建立了地方坐標系。

總結一下：

地理坐標系是用經緯度表示的坐標系，國際上通用的地理坐標系是WGS84坐標系。國內常用的地理坐標系有北京54坐標系、西安80坐標系、2000國家大地坐標系以及地方坐標系；其中，西安80坐標系最為常見，也要少部分是北京54坐標系，2000國家大地坐標系將是我國今后的主流坐標系。在涉及到不同坐標系轉化的時候，通常是把北京54坐標系、西安80坐標系、2000國家大地坐標系轉為通用的WGS84坐標系。

 2. 

 投影坐標系  

 拍平地理坐標系 

地理坐標系說到底是個橢圓體，在曲面上進行空間數(shù)據(jù)的處理分析比較復雜，顯然不如在一個平面上進行處理來的簡單高效，所以在地圖制圖和線性量測時我們首先考慮把曲面轉化成平面。

而這些需求誕生了投影坐標系。投影坐標系是將三維的地理坐標系投影到二維平面上，形成投影坐標系，就是地理坐標系+投影過程。投影坐標系是用距離單位表示的坐標系，如米。

投影的方法多種多樣，以下是一些投影轉換的方法：

既然有多重地理坐標系，投影坐標系當然也有很多，常用的有：

• UTM投影坐標系

 WGS84地理坐標系常采用UTM投影坐標系。如何確定一個地區(qū)的UTM投影帶數(shù)？UTM投影是從180度經線開始向東每6°為一個投影帶，我國從西到東一共跨過了11個投影帶，每個投影帶的經度范圍如下圖，根據(jù)這張圖我們就能很容易判斷一個地點的UTM投影帶，以上海為例，上海的經度約為東經121°，從下圖可知其位于51度帶。

我國UTM投影帶的分布情況

• 高斯-克呂格投影坐標系

這是中國常用的坐標系。我國的地形圖有如下基本比例尺：1:5千，1:1萬，1:2.5萬，1:5萬，1:10萬，1:25萬，1:50萬，1:100萬。其中，大于等于1:50萬的地形圖均采用高斯-克呂格投影，因此，我們平時接觸到的cad地形圖均為高斯-克呂格投影，絕大多數(shù)為北京54高斯-克呂格投影或者西安80高斯-克呂格投影，知道了這個知識大家是不是就能在ArcGIS中定義cad文件的坐標啦。

高斯-克呂格投影坐標系又分為3°分帶高斯-克呂格投影坐標系和6°分帶投影坐標系，其中，1:2.5萬，1:5萬，1:10萬，1:25萬，1:50萬這幾個比例尺的地形圖采用6°分帶，而1:1萬及大于1:1萬的圖采用3°分帶。概括來說，6°帶用于中小比例尺測圖，3°帶用于大比例尺測圖，城建坐標多采用3°帶的高斯投影，因此，我們在平時項目中接觸到的基地CAD文件多為3°帶高斯投影，大家可以直接用3°帶來定義坐標。3°分帶高斯-克呂格投影從1.5°經線開始向東每3°為一個投影帶。

我國橫跨22個投影帶，每個投影帶的經度范圍如下圖，根據(jù)這張圖我們就能很容易判斷一個地點的高斯投影帶。以北京為例，北京的經度約為東經116°，其位于39度帶。（后面直接操作部分會給大家詳細講解如何定義CAD文件的高斯投影）.

此外，我國1：100萬地形圖采用蘭勃特投影，這個使用較少，大家可以忽略。

我國高斯-克呂格投影帶的分布情況

道理我都懂，但是我還是看不懂投影坐標系的名字怎么辦？

投影坐標系的名字其實分成三部分：它所使用的地理坐標系+以幾度分的投影帶+所在的投影帶。由于投影帶有兩種表示方法：

1.以zone來表示; 

2.以中央經線來表示。

所以下面我們就這兩種表達方法分別進行舉例說明：

• 以Zone表達投影帶

在ArcGIS中，我們可以看到西安80坐標系下，有這樣一系列的投影坐標系：

以Xian_1980_3_Degree_GK_Zone_30投影坐標系為例，這些數(shù)字是什么意思呢？

• 以中央經度表示投影帶

同樣是地理坐標系是西安80坐標系的例子：

以Xian_1980_3_Degree_GK_CM_102E投影坐標系為例，Xian_1980_3_Degree與上面的例子含義都一樣CM_102E表示的是中央經線（也就是投影帶的中線）是東經102度。

 3．

  國內的另類坐標  

  用于保密的特殊算法  

在我國，出于安全考慮，所有的公開的電子地圖、導航設備，都需要加入國家保密插件，它是對真實坐標系統(tǒng)進行人為的加偏處理，按照特殊的算法，將真實的坐標加密成虛假的坐標。

這個加偏并不是線性的加偏，所以各地的偏移情況都會有所不同，而加密后的坐標也常被人稱為火星坐標系統(tǒng)（GCJ02，國內大部分的在線地圖都是采用的火星坐標系，而百度地圖采用的是百度坐標（BD09），百度坐標是在火星坐標的基礎上又經過加偏處理產生的。