有了参考椭球体，在建立地理空间坐标系统的时候，还需
要指定一个大地基准面将这个椭球体与大地体联系起来，在大 地测量学中称为椭球定位。所谓的椭球定位就是根据一定的条 件，将具有给定参数的椭球与大地体的相关位置确定下来。这 里的一定条件，可以理解为两个方面：
一是依据什么要求使大地水准面与椭球面符合；二是轴向的规定
一点所处的位置。 某一个地理坐标系是基于一个地球椭球体和一个大地基准 面来定义。

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 建国以来，中国于上世纪50年代和80年代分别建立 了1954年北京坐标系和1980西安坐标系。54坐标系采用 的是克拉索夫斯基椭球体。该椭球在计算和定位的过程
采用2000国家大地坐标系将进一步促进遥感技术在我
国的广泛应用，比如汶川大地震发生后，以国内外遥感卫 星等科学手段为抗震救灾分析及救援提供了大量的基础信 息，显示出科技抗震救灾的威力，而这些遥感卫星资料都 是基于地心坐标系。

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
中，没有采用中国的数据，该系统在中国范围内符合得
不好，不能满足高精度定位以及地球科学、空间科学和 战略武器发展的需要。上世纪70年代，中国大地测量工
作者经过二十多年的艰巨努力，终于完成了全国一、二
等天文大地网的布测。经过整体平差，采用1975年IUGG 第十六届大会推荐的参考椭球参数，中国建立了1980西
（二）高程控制网
高程是指空间某点高于或低于基准面的 垂直距离，主要用来提供地形信息。 高程基准面即大地水准面，是取验潮站 长期观测结果计算出来的平均海面。 我国现在规定的高程基准面为“1985 国家高程基准”，采用青岛验潮站1953到 1979年验潮资料计算确定的，该基准比原 先使用的“黄海平均海平面”高29mm。
2、投影坐标系（Projected Coordinate Systems） 投影坐标系使用基于X,Y值的坐标系统来描 述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地 球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理 坐标系。
投影定，比如：北京54、 西安80、WGS84、2000年国家大地坐标系） 投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影、 Mercator投影）

常用的地图投影
一 地形图
我国的基本比例尺地形图(1:5千，1:1万，1:2.5万，
1:5万，1:10万，1:25万，1:50万，1:100万)中，

大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(GaussKruger)，； 小于50万的地形图采用正轴等角割圆锥投影，又叫兰勃 特投影(Lambert Conformal Conic)； 海上小于50万的地形图多用正轴等角圆柱投影，又叫墨 卡托投影(Mercator) 我国的GIS系统中应该采用与我国基本比例尺地形图系列
参考椭球的短轴与地球旋转轴平行是参考椭球定位的基本要求。
第二节 坐标系统
地理空间坐标系统通常分为球面坐标系统（地理坐标
系统）和平面坐标系统（投影坐标系统）。地理空间坐标
系统的建立必须依托于一定的地球表面几何模型。
1

地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System） 地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某

地理空间定位框架即大地测量控制，由平面控制网和高 程控制网组成；
铅垂线 水准面
地球表面
大地水准面
地球椭球面
地球模型
地球椭球面是一个规则的数学曲面，因此在大地测量及 GIS应用中，一般都选择一个旋转椭球作为地球的理想模型， 成为地球椭球体。主要的参数包括长轴a，短轴b和偏率α 。主 要的地球椭球体及其参数见表2.1
大中比例尺地图
对于大中比例尺地图，一般来说大多数都 采用地形图的数学基础—高斯－克吕格投影， 尤其是当比例尺为国家基本地形图比例尺系列 时，可直接判定为高斯－克吕格投影。其原因 是，这些比例尺和基本地形图比例尺相一致， 编图时，选用地形图的数学基础，既免去了重 新展绘数学基础的工序，而且能够保持很高的 点位精度。
第二章 地理空间数学基础
———地理空间及其表达
第一节 地球空间参考

地理空间：是人类赖以生存的地球表层具有一定厚度的
连续空间域，又称地理圈（人地关系系统）。可以分为
绝对空间和相对空间。“地理空间”(geo-spatial)，一
般用地理空间定位框架来定位和表达；
※ GIS的任何空间数据都必须纳入一个统一的空间参照 系中，即地理空间定位框架，以实现不同来源数据的融 合、连接与统一；
椭球体 长半轴 a（米） 短半轴b（米）
Krassovsky（北京54采用）
IAG 75（西安80采用） WGS 84

6378245
6378140 6378137
6356863.0188
6356755.2882 6356752.3142
在ArcGIS 9中基于这三个椭球，建立了我国常用的
三个基准面和地理坐标系：

GCS_WGS1984(基于WGS84 基准面)
GCS_BEIJING1954(基于北京1954基准面)
GCS_XIAN1980(基于西安1980基准面)
坐标参考系统—平面系统
直接建立在球体上的地理坐标，用
经度和纬度表达地理对象位置 投 影 规 则
建立在平面上的平面坐标系统，用
（x，y）表达地理对象位置
安坐标系 。
2008年3月，由国土资源部正式上报国务院《关于中
国采用2000国家大地坐标系的请示》，并于2008年4月获
得国务院批准。自2008年7月1日起，中国将全面启用2000 国家大地坐标系，国家测绘局受权组织实施。2000国家大 地坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为 包括海洋和大气的整个地球的质量中心。


一致的地图投影系统。
我国规定：对于比例尺小于1:1万 的地形图采用6度带，对于比例尺 大于或等于1:1万的地形图采用3 度带。
我国基本比例尺代码
比例尺 代码 1:50万 1:25万 1:10万 B C D 1:5万 E 1:2.5万 F 1:1万 G 1:5000 H
（564km,2776km）
分省地图
由于我国位于中纬度地区，中国地图和
分省地图经常采用割圆锥投影（Albers 投
影），中国地图的中央经线常位于东经105
度，两条标准纬线分别为北纬25度和北纬
47度，而各省的参数可根据地理位置和轮
廓形状初步加以判定。例如甘肃省的参数
为：中央经线为东经101度，两条标准纬线
分别为北纬34度和41度。