14.2. 了解坐标系¶

你了解了地球的形状和投影。坐标系利用这些概念建立一个参照系，将物体放置在地球表面上。有两种类型的坐标系：投影坐标系和地理坐标系。

Geographic coordinate systems 使用纬度和经度作为从地球中心测得的角度，如我们先前所见。地理坐标系基本上由用于模拟地球的椭球定义，椭球相对于地球中心的位置 (called datum).
在二维平面上定义了 投影坐标系 投影坐标系始终基于地理坐标系，因此它使用一个椭球和一个基准。除了计划的公司系统包括用于投影坐标的投影方法从地球的球面到二维笛卡尔坐标平面。

14.2.1. 常用坐标系¶

虽然有成百上千种不同的投影，但是你可以将你的知识限制在一些被广泛使用的投影上。

通用横轴墨卡托系统¶

通常称为 UTM ，这并不是真正的预测。它是基于“横向墨卡托”投影的系统。此投影使用与子午线相切的圆柱体使地球表面不弯曲。中央子午线最大5°的变形是可以接受的。UTM将世界划分为一系列6°的纵向宽区域。您可能会猜到，Long有60个区域。向东180W。请注意，您的地图不能代表一个以上的UTM区域。实际上，UTM非常适合于大型地图。

网墨卡托¶

Web Mercator 是从横向Mercator得出的投影。它使用球形墨卡托方程将椭圆形的纬度和经度坐标映射到一个平面上。此投影在 Google Maps 中由 Google 推广。现在已广泛用于在线制图系统。它沿南北方向延伸区域，与横向墨卡托不同，它不是保形的。

14.2.2. 空间参考标识符（SRID）¶

空间参考系统标识符是用于轻松参考“空间参考系统（SRS）”的代码。SRS包含有关投影，椭球和基准的参数。可以使用OGC的“知名文本（WKT）”表示形式进行定义。地理WGS84参考系统的SRS如下：

GEOGCS["WGS 84",
    DATUM["WGS_1984",
        SPHEROID["WGS 84",6378137,298.257223563,
            AUTHORITY["EPSG","7030"]],
        AUTHORITY["EPSG","6326"]],
    PRIMEM["Greenwich",0,
        AUTHORITY["EPSG","8901"]],
    UNIT["degree",0.01745329251994328,
        AUTHORITY["EPSG","9122"]],
    AUTHORITY["EPSG","4326"]]

最后一行包含编号4326；这是唯一标识此SRS的SRID。长格式还应该包含权威，即EPSG:4326，但您通常会发现它只由数字表示。

EPSG 是 European Petroleum Survey Group 的首字母缩写。它由几家欧洲石油公司于1986年成立，旨在收集和维护大地测量信息。 2005年，EPSG被OGP（国际石油和天然气生产商论坛）吸收，成立了OGP地理信息委员会。该委员会维护注册表，并将其发布为公共Web界面或可下载的数据库。知道数据的SRID是什么非常重要的。如果没有它，你就不能在地图上表示数据，而不会有大错误的风险。

我们描述了一些常见的和广泛使用的 SRS，但是 SRS 有很多。在Internet上有几个存档文件，您可以在其中找到有关SRS及其元素（即椭球体、基准、测量单位、投影或地理参考系统）的详细信息。其中最权威和最完整的数据集之一是EPSG大地测量参数注册表。如果你对此感到好奇，你可以打开浏览器并指向 http://epsg-registry.org . 然后通过在 Area 文本框：

14.2.3. 表示几何图形¶

你学会了如何计算地球表面的坐标。但是，对于地理信息系统来说，如何方便地表示一个真实的对象，例如河流？

建立空间数据库时，有两种主要方法，建模“向量数据”或“栅格数据”。矢量数据使用一组离散的位置来构建基本的几何形状，例如点，折线和多边形。

当然，真实对象既不是点，也不是多段线或多边形。在你的模型中，你必须决定哪个基本形状更适合真实物体。例如，如果你要绘制一张世界地图，并显示各国的首都，一个城镇可以表示为一个点。另一方面，如果要发布郡地图，多边形将使您能够绘制城市边界，以提供更真实的表示。

较简单的几何对象是一个点。当我们在二维空间或坐标三元组 (x, y, z) 中工作时，如果要考虑八个坐标，点被定义为单坐标对 (x, y) 。在以下示例中，我们使用点特征来存储活火山的位置：

Etna；37.763；14.993
Krakatoa; -6.102; 105.423
Aconcagua; -32.653; -70.011
Kilimanjaro; -3.065; 37.358

你猜中了单位和投影吗？坐标以十进制度数表示，SRS是WGS84 geographic，即 EPSG:4326 。

点很容易理解，但并不能提供关于对象空间范围的许多细节。如果你想储存河流，你需要的不仅仅是一个坐标对。实际上，您必须为结构中的每个特征存储一组坐标对，称为折线：

Colorado; (40.472 -105.826, … , 31.901 -114.951)
Nile; (-2.282 29.331, … , 30.167 31.101)
Danube；（48.096 8.155，…，45.218 29.761）

如果需要对区域要素（如孤岛）建模，可以扩展多段线对象，添加必须闭合的约束；即第一个和最后一个坐标对必须重合：

Ellis Island; (-74.043 40.699, -74.041 40.700, -74.040 40.700, -74.040
701, -74.037 40.699, -74.038 40.699, -74.038 40.698, -74.039
698, -74.041 40.700, -74.042 40.699, -74.040 40.698, -74.042
696, -74.044 40.698, -74.043 40.699)

GIS中使用的要素模型比我们所讨论的要复杂一些。有关顶点排序，线相交，和带有孔的平面形状。不同的GIS指定了几种不同的规则集，通常采用专有格式。 开放地理空间联盟（OGC） 为简单功能定义了标准，最近，大多数系统（primis中的开放源代码）都与之兼容。如果您对此感到好奇，可以打开 http://www.opengeospatial.org/standards/is 并寻找OpenGIS®简单功能接口标准。

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