# ArcGIS中的坐标系知识大全！


- 发布：2022-01-01
- 栏目：工具软件

## 正文

今天将解决以下问题：

**1.分清地理坐标系和投影坐标系**

**2.什么地区选什么带号**

**3.如何使用有关“坐标系”的三个工具**

**ArcGIS 无疑是应用最广的GIS 软件，上手的第一个“拦路虎”就是坐标系，很多人对坐标系的概念理解方面和实际操作方面不太清楚，对于有些学规划的小伙伴简直就是噩梦啊，会出现cad文件导入ArcGIS里面咋就没坐标了呢？图层要素为啥不在一个平面上？等问题。**

**01**

**两种坐标系**

**

在ArcGIS中，我们遇到的坐标系一般有两种：

**①****地理坐标系**

**②投影坐标系**

**先看几个定义**

**地理坐标：**就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。

**地理坐标系**进行**地图投影**后就变成了**投影坐标系**。

**地图投影：**是按照一定的**数学法则**将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，使地面点位的地理坐标（φ，λ）与地图上相应的点位的平面直角坐标（x，y）或平面极坐标（δ，ρ）间，建立起一一对应的函数关系，能够实现由地球椭球面向地图平面的科学转变。

看完定义是不是很懵，简单点来说，就是将原来用于表示三维立体的经纬度经过一系列“不可描述”的数学法则转换成的平面二维坐标对。如果还是不明白下面用图来说明。

至于是什么数学法则，建议查阅相关资料，要注意的是，**坐标系**是**数据或地图**的属性，而**投影**是**坐标系**的属性。

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![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/46a4afa42f836e0f8d3c7729cee5b084.png)

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我们必须先有个概念，地理坐标系经过投影后变成投影坐标系，立体向平面的转变，投影坐标系因此由**地理坐标系**和**投影**组成，投影坐标系必然包括有一个地理坐标系**

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/8311509dbf62c1deb4e41ba86b1338ff.png)

(上图数据均为练习数据，以某日国内累计新型冠状病人数为例)

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一个数据或一张地图一定有坐标系，而**_一个坐标系可以有投影也可以没投影，但有投影坐标系就一定有地理坐标系_**,可以看出地理坐标系的单位是度，投影坐标系的单位是米，以我某日闲来无事做了个国内新冠病毒分布为例，都是同样的数据，比例尺相同，设置相同（图片可能不清晰，可以后台回复"新冠"查看高清图），唯一不同的是上图是地理坐标系WGS_1984，下图是WGS_1984_UTM_Zone_49投影坐标系，同样都是经纬网，地理坐标系的经纬网横平竖直，投影坐标系类似球面有曲度，同样是中国地图，投影之后的地图感觉被压缩，其实是以经度110°为中心向两边将地图展开，**尽可能的用平面图去拟合地球曲面**，这就是感官上最明显区别。

再仔细看相同地区投影前后形状有所变化，当发生面积、角度、长度等的变化，称为**形变**。为什么会发生图的形变，那是因为地图投影解决由球面向平面的转换，并不能保持平面与球面之间长度（距离）、角度（形状）、面积等方面完全不变（想想下将地球比作一个橘子，如果要将橘子皮变成平面，靠近橘子中间的部分或许可以不被剥破，但靠近橘子两头的皮则一定会被扯破，但不能让它破了，就只能拉伸）

如果仅仅只是作图的话，没必要深究投影到底发生了什么数学变换（学霸忽略，有兴趣的小伙伴可以了解下《新编地图学》第二章地图的数学基础），直观上了解两个坐标系有啥区别就可以啦，小区域作图，感官上两个坐标系显示没有太大的区别，可以根据需求选择相应坐标系，某些特定的时候，投影坐标系很有必要，（个人会喜欢将数据都转换成需要的投影坐标，方面后续数据空间分析等）。

比如做某些项目，项目会规定用CGCS2000坐标3°带，那所有的数据都必须是这个坐标系(Tips：作图之前养成一个良好的习惯，把所有数据坐标系统一，这会省去很多麻烦），因为地理坐标系虽然对空间位置有利，但难以进行距离、方位、面积的量算，所有需要投影坐标系要计算要素的面积、长度等信息，说到计算面积有的小伙伴就会问，矢量数据面积、长度、坐标等好计算，栅格数据怎么计算呢，不着急，后面慢慢道来。

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举例：WGS_1984_UTM_Zone_46N

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WGS_1984:指出了其地理坐标系为"GCS_WGS_1984".

UTM_Zone_46N:使用的投影名为"通用横轴墨卡托(UTM,Universal Transverse Mercator)"其投影带为北半球第46带,"中央经线"为93°

在ArcGIS属性里面可以更加详细看到其他参数信息

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/bd090249e6f817e64e5525fe7f82555f.png)

主要关注地理坐标系和投影信息，如果想了解其他参数含义可以参考ArcGIS技术文档。

**02**

**3度带、6度带傻傻分不清**

“坐标系”图里面举例了几个坐标系，看起来相似，细看差别大着呢，国际上通用最常见的地理坐标系是WGS84，但由于地区差异，我国有自己的地理坐标系，如CGCS2000、北京54、西安80等，虽然投影类型五花八门，但是我国基本比例尺地形图除1:100万采用兰勃特投影（Lambert）外，其他均采用高斯-克吕格投影，为减少投影变形，高斯-克吕格投影分为3度或6度带投影。咱们以常见的为例，来聊聊投影带以及投影带计算方式。

地理坐标系根据需求可以选择，投影带如何选择，表面上关乎图好不好看，更深层次关乎数据的精度。

仔细观察下这张图和上面两张图有什么区别（图例等要素位置不同咱就别说了）

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/da2e1100a43b37e987b539b84791153c.png)

这张图用的是WGS_1984_UTM_Zone_46N投影坐标系，中央经线为93°，相对于上面的图，这张图“歪了”，这就是不同投影带的差别，靠近中央经线的地区形变最小，越远形变越大，所有根据经纬度选择对应的投影带也是很重要的哟。

计算UTM投影带很简单，计算公式如下：

北半球地区，选择最后字母为“N”的带，南半球“S”

**带号=（经度整数位/6）的整数部分+31**

例如汶川县东经102°51′～103°44′

103/6≈17+31=48

即：WGS_1984_UTM_Zone_48N

如果跟我一样懒得计算就对照下表，极其方便

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/33de785822673f3d1613cc5b46c58a41.png)

解决完国际通用之后解决国内特有：

①CGCS2000_3_Degree_GK_CM_105E

②CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_35

③CGCS2000_GK_CM_105E

④CGCS2000_GK_Zone_18

继续

①3°分带下的35带投影（横坐标没有带号）

②3°分带下的35带投影（横坐标有带号）

③6°分带下的18带投影（横坐标没有带号）

④6°分带下的18带投影（横坐标有带号）

一般，在我国标准地形图上，X坐标的前两位代表所在分度带带号，其余的表示X坐标，为啥要加带号......因为规定。

哦~怎么去选，根据具体项目要求任君选择（咱不能直接拿项目直接来说事，要是泄露了数据可咋办，咱也不能凭空捏造、暗度陈仓、无中生有......）但我可以告诉你怎么计算3度带、6度带。

3度带带号=（经度+1.5°）/3取整

6度带带号=（经度+6°）/6取整

例如，不例如了，直接上表

有些教程会说大比例尺用3°带，小比例尺用6°带，**咱这里说清楚，1：1万比例尺的地形图按3°分带，1：2.5万~1：50万比例尺地形图按6°分带，**可能...大概...也许...有些小伙伴分不清比例尺的大小，比如曾经的我......1：1000和1：10000哪个大呢，1/1000＞1/10000，看成比值就好比较啦。

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/965952859ef1218df24cec2146f34b71.png)

**实战**

在ArcGIS软件里面有三个常用的工具与坐标有关的工具，分别是：

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/302fe693bb01c3c8c37c710520d9d53f.png)

**①定义坐标**

此工具对于数据集的唯一用途是定义未知坐标系。使用此工具前，**必须已获知该数据集的正确坐标系**。

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/a3f5db215e6caecd9897a955db108c50.png)

**注意**：这里定义的可以是栅格数据也可以是矢量数据，只要它本身没有坐标，但是你知道它正确的坐标，就可以用这个工具去定义。

什么时候会出现这种情况呢，比如，CAD的dxg等数据加载到ArcGIS里面是没有坐标系的，但是在CAD画图的时候是有坐标系的，这时候就可以用这个工具去定义正确的坐标系，所以当你拿到一个CAD文件的时候就一定要问画图小哥哥用的是什么坐标系。

**②投影**

将空间数据从一种坐标系投影到另一种坐标系。矢量数据专用。

注意哦，这里的矢量数据必须要有坐标系。

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/7a455ef1fd1244845efd768a23085370.png)

**③投影栅格**

将**栅格数据**集从**一种投影**变换到**另一种投影**。同样的，这里的栅格数据必须要有坐标系。

![](https://file.sinosite.com.cn/sinosite-file/news/old/20220101/b7ac4f04701176a8c03914966f067c66.png)

**总结：当数据（无论矢量、栅格，**如果是一张已出图的图像，这又是另一种情况，后续具体举例**）没有坐标系又知道其正确坐标系时，用“定义投影”工具定义坐标系，当矢量数据需要转换坐标时，用“投影”工具，当栅格数据需要转换坐标时，用“栅格投影”工具。**

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