二、地理空间坐标系的建立 建立地理空间坐标系,主要的目的是确定地面点的位置。也就是求出地面点对大地水准 面的关系,它包括地面点在大地水准面上的平面位置和地面点到大地水准面的高度。确定地 面点的位置,最直截了当的方法就是用地 理坐标(纬度、经度)来表示。 地理坐标系是以地理极(北极、南极) 为极点。地理极是地轴(地球椭球体的旋 转轴)与椭球面的交点,如图2-1,N为北 极,S为南极。所有含有地轴的平面,均 称为子午面。子午面与地球椭球体的交 线,称为子午线或经线。经线是长半径为 a,短半径为b的椭圆。所有垂直于地轴 的平面与椭球体面的交线,称为纬线。纬 线是不同半径的圆。赤道是其中半径最大 图2-1地理坐标 的纬线 设椭球面上有一点A(图2-2),通过A点作椭球面的垂线,称之为过A点的法线。法线与 赤道面的交角,叫做A点的纬度,通常以字母ψ表示。纬度从赤道起算,在赤道上纬度为0 过A点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角,叫做A点的经度,通常 以字母λ表示。国际规定通过英国格林尼治天文台的予午线为本初子午线(或叫首子午线),作 为计算经度的起点。 根据地理坐标系,地面上任一点的位置可由该点的纬度和经度来确定。但地理坐标是一 种球面坐标,难以进行距离、方向、面积等参数的计算。为此,最好把地面上的点表示在平 面上,采用平面坐标系(笛卡儿平面直角坐标)。所以,要用平面坐标表示地面上任何一点的 位置,首先要把曲面展开为平面,但由于地球表面是不可展开的曲面,也就是说曲面上的各 点不能直接表示在平面上,因此必须运用地图投影的方法,建立地球表面和平面上点的函数 关系,使地球表面上任一个由地理坐标(中、λ)确定的点,在平面上必有一个与它相对应的 点 暂且不考虑地形起伏等因素,则纬度λ、经度ψ、地球旋转椭球体参量a、b与平面直角 坐标x、y之间的变换关系如下 bcosψ14 二、地理空间坐标系的建立 建立地理空间坐标系，主要的目的是确定地面点的位置。也就是求出地面点对大地水准 面的关系，它包括地面点在大地水准面上的平面位置和地面点到大地水准面的高度。确定地 面点的位置，最直截了当的方法就是用地 理坐标（纬度、经度）来表示。 地理坐标系是以地理极(北极、南极) 为极点。地理极是地轴(地球椭球体的旋 转轴)与椭球面的交点，如图 2-1，N 为北 极，S 为南极。所有含有地轴的平面，均 称为子午面。子午面与地球椭球体的交 线，称为子午线或经线。经线是长半径为 a，短半径为 b 的椭圆。所有垂直于地轴 的平面与椭球体面的交线，称为纬线。纬 线是不同半径的圆。赤道是其中半径最大 的纬线。 设椭球面上有一点 A(图 2-2)，通过 A 点作椭球面的垂线，称之为过 A 点的法线。法线与 赤道面的交角，叫做 A 点的纬度，通常以字母ψ表示。纬度从赤道起算，在赤道上纬度为 0 °。 过 A 点的子午面与通过英国格林尼治天文台的子午面所夹的二面角，叫做 A 点的经度，通常 以字母λ表示。国际规定通过英国格林尼治天文台的予午线为本初子午线(或叫首子午线)，作 为计算经度的起点。 根据地理坐标系，地面上任一点的位置可由该点的纬度和经度来确定。但地理坐标是一 种球面坐标，难以进行距离、方向、面积等参数的计算。为此，最好把地面上的点表示在平 面上，采用平面坐标系（笛卡儿平面直角坐标）。所以，要用平面坐标表示地面上任何一点的 位置，首先要把曲面展开为平面，但由于地球表面是不可展开的曲面，也就是说曲面上的各 点不能直接表示在平面上，因此必须运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数 关系，使地球表面上任一个由地理坐标(ψ、λ）确定的点，在平面上必有一个与它相对应的 点。 暂且不考虑地形起伏等因素，则纬度λ、经度ψ、地球旋转椭球体参量 a、b 与平面直角 坐标 x、y 之间的变换关系如下： x=acosψcosλ y=bcosψsinλ N S Q 赤道 纬线 本 初 子 午 线 E A   图 2-1 地理坐标