arcgis投影坐标系转换成另一个投影坐标[ArcGIS中的坐标和投影变换]

作者：柠檬
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“坐标”这个概念其实大家并不陌生，我们最早接触也是见得最多的坐标就是平面十字坐标系，在这个坐标系中我们可以通过特定的坐标值找的坐标系下任意一个点的位置，我们要对地球上的点进行定位，就需要建立相应的坐标系来进行表达。

众所周知，地球是一个不规则的椭球体（日常生活中我们会把他简化成认为是一个球体，如地球仪），我们在这样一个简化的球体上需要对某一个地点进行定位通常是用经纬度和海拔高度来表达，这样的表达方式就叫做地理坐标系。

除此之外，我们平时大量接触到的地图以及规划项目中所用的测绘和规划图纸都是用平面表达的，那我们需要把弧形的地球表面转换成图纸上看到的平面，就需要像剥桔子皮一样将地球表面展开到一个平面上面，这个过程就叫投影！把投影后的地球表面放到一个平面坐标系下就可以按上诉平面坐标系下的坐标表示方法表示地物的位置标注了，这个对应的坐标系就叫做投影坐标系！不同人剥桔子皮的方法不同，剥出来的皮也是各种各样，那么同样的，我们在对地球表面进行投影的方法也有很多种，根据不同地区需求，所采用的投影方式就不同，以我们国家当前使用比较多的西安80投影坐标系为例，就是采用符合我们国家使用的高斯投影（全称：高斯-克吕格，Gauss-Kruger） 。

一、关于坐标和投影的基本操作
ArcGIS中关于坐标和投影变换的工具位于工具箱（ArcTollbox）中的数据管理工具集下，如图1.1所示。

↑↑↑ 图1.1 投影和变换工具集所在位置（图片来源：作者自绘。）
这其中针对于规划专业日常用到的坐标投影工具其实只有两个，分别就是“定义投影”和“投影”工具，其中定义投影就是对一个缺少坐标信息的数据定义坐标信息，这个坐标信息根据不同数据可能是地理坐标也可能是投影坐标，所以此处的定义投影翻译成定义坐标更合理一些；另一个投影工具就是如果我们的数据层是地理坐标，需要将其转换为投影坐标的时候就需要用到这个工具。
两个工具才操作都是非常简单，都是直接双击打开工具对话框，然后选择需要定义投影（坐标）或者需要投影的数据层，选择需要定义的坐标系统或者需要投影的坐标系统，点击确定即可。如图1.2、1.3所示。

↑↑↑ 图1.2 定义投影对话框（图片来源：作者自绘。）

↑↑↑ 图1.3 坐标系选择对话框（图片来源：作者自绘。）

二、正确判断数据坐标信息并对其进行投影（坐标）定义
如图2.1所示，我们打开需要判读坐标信息的图层属性对话框，切换到“源”标签栏，在数据源中就会看到该数据层的坐标信息。

↑↑↑ 图2.1 数据坐标信息（图片来源：作者自绘。）
这里的坐标信息一般可能会出现几种情况：
第一种就是如图2.1所示的多见于我们从国土部门获取的土地利用类型图斑或林业部门的林地类型图斑，这类数据大多都是标准的shapefile文件，这种数据大多坐标信息完整且进行了地理投影（既有投影坐标系，又有地理坐标系的），一般情况下，这种数据在我规划中不需要再做定义投影操作。
第二种常见于我们在网上下载的影像、DEM地形或网络地图数据，这类数据通常为地理坐标系（常见为WGS1984世界地理坐标系，如图2.2），这类数据我们不需要对其进行“定义投影（坐标）”，因为其坐标信息是已知的，但是这类数据的单位都是角度单位（度、分、秒），单位我们在规划中需要使用的基本都是长度和面度单位，所以针对这类数据我们一般需要进行的操作是对其进行“投影”，将地理坐标系的角度单位转换为投影坐标系的长度单位。

↑↑↑ 图2.2 地理数据坐标信息（图片来源：作者自绘。）
第三种类型是我们在规划项目中最容易遇到，也是对于新手最难应付的，就是没有任何坐标信息的数据，如图2.3所示，坐标系显示"未定义"，这类数据通常就是出现在我们加载的CAD数据中，因为CAD是平面坐标系下的制图软件，不具有地理坐标系的概念的，所以GIS加载CAD文件后是无法识别其地理坐标系的。针对这一类数据的坐标系操作，我们首先就要对其进行“定义投影（坐标）”操作，然后再根据需要选择需不需要对其进行“投影”，一般情况下是不需要“投影”的，因为CAD下的数据大多都是“投影坐标系”。

↑↑↑ 图2.3 未定义的坐标信息（图片来源：作者自绘。）
通过以上分析，我们发现最难判断的坐标系就是CAD数据加载到GIS后未定义的坐标系，这类数据的坐标系判断我们通常是需要在CAD中进行判读的。
如图2.4所示，我们在CAD中打开一副标准的测绘地形图，一般都会注明该图所使用的坐标信息，如图中的“西安80坐标系”，这里没有注明是“地理坐标系”还是“投影坐标系”，其实很简单，上面我也已经说到，CAD是平面制图软件，一般在CAD出现的标准测绘或者规划图都是“投影坐标系”，不会是“地理坐标系”的，另外，我们从CAD窗口左下角的坐标信息也可判断，其坐标值应该为长度单位，而不是角度单位（角度单位最大值也就360度），另外根据地理分布，该地形图所在区域位于中央经线108度的地理投影带上，因此我们该CAD地形图的坐标系应为中央经线是108度的西安80投影坐标系。

↑↑↑ 图2.4 CAD坐标信息的判读（图片来源：作者自绘。）
据此，我们对该数据进行“定义投影（坐标）”操作，此处应注意，在GIS中不能直接对加载的CAD文件进行投影相关操作，必须转换为shapefile文件才能进行投影操作，否则是会出错的。
如图2.5打开“定义投影（坐标）”工具，点击右侧小三角勾选我们需要定义投影的数据，在坐标系选择栏通过点击后侧按钮打开坐标系选择框，依此选择“投影坐标系- Gauss_Kruger-Xian_1980-Xian_1980_3_Degree_GK_CM_108E”，点击“确定”，等待完成及对该数据进行了正确的坐标系定义。

↑↑↑ 图2.5 “定义投影（坐标）”（图片来源：作者自绘。）

↑↑↑ 图2.6 Gauss_Kruger 投影的选择（图片来源：作者自绘。）

↑↑↑ 图2.7 Xian_1980_3_Degree_GK_CM_108E 坐标系的选择（图片来源：作者自绘。）
如图2.8所示，再次打开数据属性对话框，我们就能看到其坐标信息包含了完整的地理坐标系和投影坐标系了。

↑↑↑ 图2.8 进行投影（坐标）定义后的数据坐标信息（图片来源：作者自绘。）