实验二地图配准地图配准是地图数据采集的一个重要步骤，它是通过参考数据集（图层）对配准数据集（图层）进行空间位置纠正和变换的过程，是配准后地图数字化结果能够与其他现有数据进行叠加分析的关键。

本章首先简单介绍地图分幅、编号、地图投影、地图要素等基础知识，再以对扫描的地形图配准为实例，介绍SuperMap GIS 6R软件的配准的基本原理及操作方法。

通过本章的学习，使读者能够理解地图配准基本原理，掌握SuperMap GIS 6R进行地图配准的方法。

2.1 地图分幅与编号我国基本比例尺的地形图包括1：5000、1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万、1：50万、1：100万共8种不同比例尺的图框。

基本比例尺地图以经纬线分幅制作，它们以1：100万地图为基础，按规定的经差和纬差采用逐次加密划分方法划分图幅。

这样不同比例尺的图幅将1：100万的图幅划分成若干行和列，使相邻比例尺地图的经纬差、行列数和图幅数成简单的倍数，如表3.1所示。

我国的1:100万地形图的分幅按照国际1:100万的地图分幅标准进行。

每幅1:100万地图包括的范围为纬差4°、经差6°。

从地球赤道起，向两极每纬度4°为一行，依次以拉丁字母A，B，C，…，V表示；从经度180°起，自西向东每经度6°为一列，依次以阿拉伯数字1，2，3，…，60表示。

每幅1：100万地图的编号由该图幅所在的行号（字符妈）2.2 地图投影地图配准是为了使得影像数据可以和GIS矢量数据集成在一起，而为影像数据指定一个参考坐标系的过程，因此在学习如何进行地图配准之前，本节有必要对我国常用的地图投影及SuperMap GIS 6R中坐标系类型、投影设置等内容进行介绍。

2.2.1 我国常用地图投影1、高斯—克吕格投影（1）基本概念如图3.1所示，假想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线（此子午线称为中央子午线或轴子午线）相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定投影方法，将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即成为投影面，如图3.2所示，此投影为高斯投影。

高斯投影是正形投影的一种。

图3.1 高斯投影示意图3.2 中央子午线附近投影示意（2）分带投影由于高斯—克吕格投影中变形随着离中央经线的距离增大而递增，为了使投影的变形不致过大，所以采用分带投影。

我国的1：2.5万~1：50万地形图采用6°分带；1：1万及更大比例尺图采用3°分带。

6°分带是从零子午线起，每隔6°为一带，全球共分为60个6°带。

3°分带是从1°30′起，每隔3°为一带，全球共分为120个3°带。

高斯投影6°带：自0°子午线起每隔经差6°自西向东分带，依次编号1,2,3….。

我国6°带中央子午线的经度，由75°起每隔6°至135°，共计11带（13~23带），带号用n 表示，中央子午线的经度用L0表示，它们的关系式L0=6n-3。

高斯投影3°带：它的中央子午线一部分同6°带中央子午线重合，一部分同6°带的分界子线重合，如用nˊ表示3°带的带号，L表示3°带中央子午线经度，它们的关系L=3n ˊ，我国3°带共计22带（24~45带）。

如图3.3所示为6°带与3°带投影示意图。

图3.3 6°带与3°带投影示意图2、兰勃特（Lambert）投影我国1:100万地形图采用兰勃特（Lambert）投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致。

纬度按纬差4°分带，从南到北共分15个投影带，每隔投影带单独计算坐标，每带两条标准纬线，第一标准纬线为图幅南端纬度加30′的纬线，第二标准纬线为图幅北端纬度减30′的纬线，这样处于同一投影带中的各图幅的坐标成果完全相同，不同带的图幅变形值接近相等，因此每投影带只需计算其中一幅图(纬差4°，经差6°)的投影成果即可。

由于是纬差4°分带投影的，所以当沿着纬线方向拼接地图时，不论多少图幅，均不会产生裂隙；但是，当沿着经线方向拼接时，因拼接线分别处于上下不同的投影带，投影后的曲率不同，致使拼接时产生裂隙。

2.2.2 SuperMap坐标系类型在SuperMap GIS 6R中，数据的坐标系分为三类，平面坐标系、地理坐标系、投影坐标系。

1、平面坐标系一般用来作为与地理位置无关的数据的坐标参考，也是默认新建数据的坐标参考，如CAD设计图、纸质地图扫描后的图片、与地理位置无关的示意图等。

平面坐标系是一个二维坐标系，原点坐标（0,0），数据中每一个点的坐标是由其距水平和垂直的X轴和Y轴的距离确定。

一般城市规划中用到的大比例尺地图，如1:500,1:1000等的道路施工图、建筑设计图等多采用平面坐标系。

2、地理坐标系地理坐标系，也可称真实世界的坐标系，是用于确定地物在地球上位置的坐标系，其通过经纬度坐标来表示椭球上任意一点的坐标。

我国三大常用地理坐标系有WGS-84、北京54、西安80等。

3、投影坐标系投影坐标系使用二维平面坐标（X,Y）来表示地物位置。

投影坐标系由地理坐标系和投影方法来确定。

一般经过投影的地理数据，可进行地图量算、各种空间分析、制图表达等。

2.2.3 SuperMap 投影设置1、“开始”选项卡→“数据”组→“投影设置”按钮用于设置与管理当前工作空间中数据源或数据集的坐标投影信息。

注：该按钮在工作空间管理其中有被选中的数据源时可以使用。

2、单击“投影设置”下拉按钮，下拉菜单中包含“常用投影”和“投影设置”两项，常用投影显示收藏夹内的投影文件。

若收藏夹内无任何投影文件，“常用投影”项无内容显示。

图3.5 常用投影及投影设置3、单击“投影设置”项，打开“投影设置”窗口，可在该窗口中设置当前选中数据源或数据集的投影信息。

图3.6 投影设置窗口图3.4 投影设置下拉按钮功能区域：主要用于进行投影配置文件的浏览、设置与管理等功能。

投影信息管理目录树：主要用于管理投影信息文件的分组以及浏览投影信息文件，其作用和呈现形式类似于windows的资源管理器。

文件列表区域：主要用于浏览、设置于管理投影配置文件以及收藏夹中包含的投影信息文件。

在投影信息管理目录树中选中文件夹结点不同，文件列表区域显示的内容不同。

描述信息区域：主要用于显示投影信息文件的描述信息。

4、平面坐标系设置（1）在投影设置窗口的投影信息管理目录树中，选择“平面坐标系”。

（2）在投影设置窗口的文件列表区域，通过双击修改平面坐标系的单位（默认为米）。

（3）在弹出的对话框中选择“是”。

（4）点击“应用”按钮。

至此完成平面坐标系单位的修改。

图3.7 平面坐标系设置5、设置地理坐标系（1）系统预定义地理坐标系在投影设置窗口的投影信息管理目录树中，在“地理坐标系”节点下选择“Default”文件夹，接下来在右侧的文件列表中选择需要的坐标系，如“Beijing54”，接下来点击“应用”按钮完成预定义地理坐标系的设置。

图3.8 设置预定义地理坐标系（2）自定义地理坐标系在投影设置窗口的投影信息管理目录树中，在“地理坐标系”节点下选择“Default”文件夹，接下来在右侧的文件列表中单击鼠标右键，在弹出的下拉框中选择“自定义坐标系”。

在弹出的自定义地理坐标系对话框中完成自定义地理坐标系。

1）设置相关参数若选择系统提供的地理坐标系，大地参照系和中央经线等参数是固定不可以编辑的；若用户选择自定义（UserDefined），大地参照系的类型下拉列表框则被激活，为可编辑状态。

大地参照系的类型下拉列表框、椭球参数的类型下拉列表框和中央经线下拉列表框都是类似的，选择了UserDefined 后，可以编辑其相关参数。

●大地参考系：基于地球椭球体建立的，确定了地球椭球体相对于地球球心的位置，为地表地物的测量提供了一个参照框架，确定了地表经纬网线的原点和方向，简言之，就是椭球体的定位和定向。

每个国家或地区均有各自的基准面，我国常用的两个大地参考系包括：北京54坐标系（Beijing1954）、西安80坐标系（Xian1980）。

用户也可根据实际需要，设置大地类型为自定义（UserDefined），即可自定义椭球参数和中央经线的相关参数。

●椭球参数：地球椭球体表面是一个用数据公式表达的规则的数学表面，在测量和制图中常用地球椭球体表面用来代替地球的自然表面。

椭球参数""在应用时应该根据各个国家或地区的具体情况选择合适的地球椭球体。

我国常用的椭球体包括：Krasovsky1940（赤道半径为6378245.0米，扁率为1/298.3）、International1975（赤道半径为6378140，扁率为1/298.257）等。

用户也可根据实际需要，设置椭球类型为自定义（UserDefined），即可自定义赤道半径和扁率的具体数值。

●中央经线：定义地理坐标系横坐标的起算位置。

在大部分坐标系统中，中央经线是指经过英国伦敦格林威治的经线（Greenwich，经度为0）。

用户也可根据实际需要，设置中央经线类型为自定义（UserDefined），即可自定义其经度的具体数值。

图3.9 自定义地理坐标系6、投影坐标系设置（1）系统预定义投影坐标系在投影设置窗口的投影信息管理目录树中，在“投影坐标系”节点下选择所需的投影方法如Gauss-kruger（BEIJING 1954），接下来在右侧的文件列表中选择分带投影，如“GK Zone 19N”，接下来点击“应用”按钮完成预定义投影坐标系的设置。

图3.10 预定义投影坐标系设置（2）系统自定义投影坐标系在右侧的文件列表中单击鼠标右键，在弹出的下拉框中选择“自定义坐标系”。

在弹出的自定义地理坐标系对话框中完成自定义投影坐标系。

图3.11 自定义投影坐标系设置2.3 地图要素地图要素是构成地图的基本内容，分为数学要素、地理要素和辅助要素。

数学要素包括地图投影、制图网、比例尺、大地控制基础以及方位标等。

地理要素是指地图内容，包括自然地理要素与社会经济要素，据其性质可分为：自然要素，包括海洋、陆地水系以及地质、地球物理、地貌、气象、水文、土质与植被、动物等；社会经济要素，包括居民地、交通网、境界以及政治、行政、人口、城市、历史、文化和经济等方面的现象或物体；环境要素，是指人类生活的环境状况，包括自然灾害、自然保护、环境污染及其保护与治理、疾病与医疗等。