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??? 作者：Flyingis
??? 坐標(biāo)是GIS數(shù)據(jù)的骨骼框架，能夠?qū)⑽覀兊臄?shù)據(jù)定位到相應(yīng)的位置，為地圖中的每一點(diǎn)提供準(zhǔn)確的坐標(biāo)。
??? ArcGIS自帶了多種坐標(biāo)系統(tǒng)，在${ArcGISHome}\Coordinate Systems\目錄下可以看到三個文件夾，分別是Geographic Coordinate Systems、Projected Coordinate Systems、Vertical Coordinate Systems，中文翻譯為地理坐標(biāo)系、投影坐標(biāo)系、垂直坐標(biāo)系。
??? 關(guān)于地理坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系的區(qū)別，網(wǎng)絡(luò)上有相關(guān)的文章介紹－－地理坐標(biāo)系與投影坐標(biāo)系的區(qū)別，簡而言之，投影坐標(biāo)系＝地理坐標(biāo)系＋投影過程。
??? 1 Geographic Coordinate Systems
??? 在Geographic Coordinate Systems目錄中，我們可以看到已定義的許多坐標(biāo)系信息，典型的如Geographic Coordinate Systems\World目錄下的WGS 1984.prj，里面所定義的坐標(biāo)參數(shù)：
??? GEOGCS["GCS_WGS_1984",DATUM["D_WGS_1984",SPHEROID["WGS_1984",6378137,298.257223563]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT["Degree",0.017453292519943295]]
??? 里面描述了地理坐標(biāo)系的名稱、大地基準(zhǔn)面、橢球體、起始坐標(biāo)參考點(diǎn)、單位等。
??? 2 Projected Coordinate Systems
??? 在Projected Coordinate Systems目錄中同樣存在許多已定義的投影坐標(biāo)系，我國大部分地圖所采用的北京54和西安80坐標(biāo)系的投影文件就在其中，它們均使用高斯-克呂格投影，前者使用克拉索夫斯基橢球體，后者使用國際大地測量協(xié)會推薦的IAG 75地球橢球體。如Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj定義的坐標(biāo)參數(shù)：
??? PROJCS["Beijing_1954_3_Degree_GK_CM_75E",GEOGCS["GCS_Beijing_1954",DATUM["D_Beijing_1954",SPHEROID["Krasovsky_1940",6378245.0,298.3]],PRIMEM
["Greenwich",0.0],UNIT["Degree",0.0174532925199433]],PROJECTION["Gauss_Kruger"],PARAMETER["False_Easting",500000.0],PARAMETER
["False_Northing",0.0],PARAMETER["Central_Meridian",75.0],PARAMETER["Scale_Factor",1.0],PARAMETER["Latitude_Of_Origin",0.0],UNIT["Meter",1.0]]
??? 可以看出，參數(shù)里除了包含地理坐標(biāo)系的定義外，還有投影方式的信息。
??? 北京54和西安80是我們使用最多的坐標(biāo)系，在ArcGIS文件中，對于這兩種坐標(biāo)系統(tǒng)的命名有一些不同，簡單看去很容易讓人產(chǎn)生迷惑。在此之前，先簡單介紹高斯-克呂格投影的基本知識，了解就直接跳過，我國大中比例尺地圖均采用高斯-克呂格投影，其通常是按6度和3度分帶投影，1:2.5萬－1:50萬比例尺地形圖采用經(jīng)差6度分帶，1:1萬比例尺的地形圖采用經(jīng)差3度分帶。具體分帶法是：6度分帶從本初子午線開始，按經(jīng)差6度為一個投影帶自西向東劃分，全球共分60個投影帶，帶號分別為1－60；3度投影帶是從東經(jīng)1度30秒經(jīng)線開始，按經(jīng)差3度為一個投影帶自西向東劃分，全球共分120個投影帶。為了便于地形圖的測量作業(yè)，在高斯-克呂格投影帶內(nèi)布置了平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)，具體方法是，規(guī)定中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，中央經(jīng)線與赤道交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，x值在北半球?yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù)，y值在中央經(jīng)線以東為正，中央經(jīng)線以西為負(fù)。由于我國疆域均在北半球，x值均為正值，為了避免y值出現(xiàn)負(fù)值，規(guī)定各投影帶的坐標(biāo)縱軸均西移500km，中央經(jīng)線上原橫坐標(biāo)值由0變?yōu)?00km。為了方便帶間點(diǎn)位的區(qū)分，可以在每個點(diǎn)位橫坐標(biāo)y值的百千米位數(shù)前加上所在帶號，如20帶內(nèi)A點(diǎn)的坐標(biāo)可以表示為YA=20 745 921.8m。
??? 在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954目錄中，我們可以看到四種不同的命名方式：
??? Beijing 1954 3 Degree GK CM 75E.prj
??? Beijing 1954 3 Degree GK Zone 25.prj
??? Beijing 1954 GK Zone 13.prj
??? Beijing 1954 GK Zone 13N.prj
??? 對它們的說明分別如下：
??? 三度分帶法的北京54坐標(biāo)系，中央經(jīng)線在東75度的分帶坐標(biāo)，橫坐標(biāo)前不加帶號
??? 三度分帶法的北京54坐標(biāo)系，中央經(jīng)線在東75度的分帶坐標(biāo)，橫坐標(biāo)前加帶號
??? 六度分帶法的北京54坐標(biāo)系，分帶號為13，橫坐標(biāo)前加帶號
??? 六度分帶法的北京54坐標(biāo)系，分帶號為13，橫坐標(biāo)前不加帶號
??? 在Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Xian 1980目錄中，文件命名方式又有所變化：
??? Xian 1980 3 Degree GK CM 75E.prj
??? Xian 1980 3 Degree GK Zone 25.prj
??? Xian 1980 GK CM 75E.prj
??? Xian 1980 GK Zone 13.prj
??? 西安80坐標(biāo)文件的命名方式、含義和北京54前兩個坐標(biāo)相同，但沒有出現(xiàn)“帶號+N”這種形式，為什么沒有采用統(tǒng)一的命名方式？讓人看了有些費(fèi)解。
??? 3 Vertical Coordinate Systems
??? Vertical Coordinate Systems定義了測量海拔或深度值的原點(diǎn)，具體的定義，英文描述的更為準(zhǔn)確：
??? A vertical coordinate system defines the origin for height or depth values. Like a horizontal coordinate system, most of the information in a vertical coordinate system is not needed unless you want to display or combine a dataset with other data that uses a different vertical coordinate system.
??? Perhaps the most important part of a vertical coordinate system is its unit of measure. The unit of measure is always linear (e.g., international feet or meters). Another important part is whether the z values represent heights (elevations) or depths. For each type, the z-axis direction is positive "up" or "down", respectively.
??? One z value is shown for the height-based mean sea level system. Any point that falls below the mean sea level line but is referenced to it will have a negative z value. The mean low water system has two z values associated with it. Because the mean low water system is depth-based, the z values are positive. Any point that falls above the mean low water line but is referenced to it will have a negative z value.
??? 需要注意的是，大家經(jīng)常希望能夠通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將北京54或西安80中的地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到WGS84，實(shí)際上這樣做是不準(zhǔn)確的，北京54或西安80的投影坐標(biāo)可以通過計算轉(zhuǎn)換到其對應(yīng)的地理坐標(biāo)系，但由于我國北京54和西安80中的地理坐標(biāo)系到WGS84的轉(zhuǎn)換參數(shù)沒有公開，因此無法完成其到WGS84坐標(biāo)的精準(zhǔn)計算。其他公開了轉(zhuǎn)換參數(shù)的坐標(biāo)系都可以在ArcToolbox中完成轉(zhuǎn)換。
??? 參考資料：
??? 蔡孟裔等.新編地圖學(xué)教程.高等教育出版社
??? ArcGIS 9.2 Desktop Help
??? 感謝ESRI中國社區(qū)版主isnotnull的幫助
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