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大地基准面_图

归档日期:09-14       文本归类:大地基准面      文章编辑:爱尚语录

  大地基准面_政史地_高中教育_教育专区。1.地球椭球体基本要素 1.1.1 地球的形状 GIS表达的是地理空间信息,为了描述 地理空间信息,需要建立地球空间模型 ,确定地理空间参照系统,进行地图投 影变换,对地理空间信息的空间位置、 空间属

  1.地球椭球体基本要素 1.1.1 地球的形状 GIS表达的是地理空间信息,为了描述 地理空间信息,需要建立地球空间模型 ,确定地理空间参照系统,进行地图投 影变换,对地理空间信息的空间位置、 空间属性以及空间关系等数据进行定义 和表达。这些内容共同构成了地理空间 信息基础。 1.地球椭球体基本要素 地球表面的几何模型。是定义合适的地理 参照系统的依据。根据大地测量学的研 究,球表面几何模型分为四类:地球的 自然表面模型、地球的相对抽象表面模 型、地球的旋转椭球体模型和地球的数 学模型。 1.地球椭球体基本要素 地球表面的几何模型 1)、地球的自然表面模 型 地球的自然表面模 型是地球的自然体, 起伏而不规则,呈梨 形形状 。 1.地球椭球体基本要素 地球表面的几何模型 2)、地球的相对抽象表面模型 地球的相对抽象表面模型,即由大 地水准面描述的模型。是假设当一 个海水面处于完全静止的平衡状态 时,从海平面延伸到所有大陆下部 ,且与地球重力方向处处正交的一 个连续、闭合的水准面构成的地表 模型。 以大地水准面为基准,就可以利用 水准测量对地球自然表面任意一点 进行高程测量。由于地球重力的影 响,大地水准面也是一个不规则曲 面,但起伏远小于自然表面。 铅垂线:地理空间中任意一点的 重力作用线。 水准面:自由静止的水面。 大地水准面 :与平均海水面重 合,并向大陆、岛屿延伸所 形成的封闭曲面 1.地球椭球体基本要素 3) 地球的旋转椭球体模型 地球的旋转椭球体模型,是为了测量 成果计算的需要,选用一个同大地体相 近的、可以用数学方法来表达的旋转椭 球来代替地球,且这个旋转椭球是由一 个椭圆绕其短轴旋转而成的。它是以大 地水准面为基础的。凡是与局部地区(一 个或几个国家)的大地水准面符合得最好 的旋转椭球,称为参考椭球。 1:5,000,000 基于圆的旋转体 1:1,000,000 基于椭圆的旋转体 长半轴a、短半轴b,扁率f =(a-b)/a 如WGS84定义的参考椭球: a=6378137.0meter 1/f=298.257223563 不同的参考椭球,参数不一样。 1.地球椭球体基本要素 ? 我国测图历史上曾使用的参考椭球: 1、1952年前,海福特椭球; 2、1954年~1980年,克拉索夫斯基椭球 a=6378245m,b=6356863m,f =1:298.3 3、1980年后,1975年国际大地测量学与地球物理 学联合会推荐的椭球; a=6378140m,b=6356755m,f=1:298.257 4、WGS1984,a=6378137m,b=6356752m 1.地球椭球体基本要素 地球表面 大地水准面 参考椭求表面 地球自然表面、大地水准面、参考椭球面的关系 1.地球椭球体基本要素 4、地球的数学模型 地球的数学模型,是在解决其它一些大 地测量学问题时提出来的,如类地形面 、准大地水准面、静态水平衡椭球体等 。 GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础, 正确定义GIS系统的坐标系非常重要。 GIS中的坐标系定义由基准面和地图投 影两组参数确定,而基准面的定义则由 特定椭球体及其对应的转换参数确定, 因此欲正确定义GIS系统坐标系,首先 必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基 准面(Datum)及地图投影(Projection)三 者之间的关系。 地球椭球体只不过是一个具有长半轴, 短半轴和变率的椭球体,可以任意放置 的,它没有为我们规定度量的起点,所 以就有基准面的产生,而基准面就是规 定了度量标准。 基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面 的逼近,因此每个国家或地区均有各自的基准 面,我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐 标系实际上指的是我国的两个大地基准面.椭球 体与基准面之间的关系是一对多的关系,也就 是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体 不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的 基准面,一般意义上基准面与参考椭球体是同 一个概念。 参考椭球面与我国大地原点 地面上选一点P,由P点投影到大地水准面P0点,使P0上的椭球面与大地 水准面相切, 此时过P0点的铅垂线点的椭球面法线称为 大地原点。同时要使旋转椭球短轴与地球短轴相平行(不要求重合),达 到本国范围内的大地水准面与椭球面十分接近,该椭球面称为参考椭球面。 我国大地原点选在我国中部陕西省泾阳县永乐镇。 N P 地球表面 P0 垂线与法线 重合 W E 大地水准面 S 参考椭球体 地球椭球的参数可用a(长半径)、b(短半径)及α(扁率)表示。扁率α为 ab a 1979年国际大地测量与地球物理联合会推荐的地球椭球参数a=6378140m, b=6356755.3m, α=1:298.257。 旋转椭球面是数学表面,可用如下的公式表示: x 2 y 2 z 2 1 a a b 按一定的规则将旋转椭球与大地体套合在一起,这项工作 称椭球定位和定向。定位时采用椭球中心与地球质心重合,椭 球短轴与地球短轴重合,椭球与全球大地水准面差距的平方和 最小,这样的椭球称总地球椭球。 总地球椭球与参考椭球(水准面)的区别 总地球椭球体 参考椭球体 P 总地球椭球体面 参考椭球体面 P (北极) 大地水准面 b M (大地原点) b 铅 垂 法 线线 地面 a a 赤 道 赤 道 P P (南极) 上述两种椭球大小相同:长半径a=6378140m,短半径b=6356755.3m,扁率α=1:298.257 总地球椭球定位方法:椭球中心与地球中心重合, 参考椭球定位方法:椭球中心与地球中心不要求重合, 椭球短轴与地球自转轴重合等条件。 要求椭球短轴与地球自转轴平行,使大地起始子午面与天 文起始子午面平行,使椭球面与本国大地水准面充

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