1、ENVI中自定義坐標系說明以北京54和西安80為例1 地理投影的基本原理常用到的地圖坐標系有2種，即地理坐標系和投影坐標系。地理坐標系是以經緯度為單位的地球坐標系統，地理坐標系中有2個重要部分，即地球橢球體（spheroid）和大地基準面（datum）。由于地球表面的不規則性，它不能用數學公式來表達，也就無法實施運算，所以必須找一個形狀和大小都很接近地球的橢球體來代替地球，這個橢球體被稱為地球橢球體，我國常用的橢球體如下：橢球體名稱年代長半軸（米）短半軸（米）扁率WGS8419846378137.06356752.31：298.257克拉索夫斯基（Krasovsky）19406378245.0

2、6356863.01：298.3IAG-7519756378140.06356755.31：298.257表1 我國常用橢球體大地基準面指目前參考橢球與WGS84參考橢球間的相對位置關系（3個平移，3個旋轉，1個縮放），可以用其中3個、4個或者7個參數來描述它們之間的關系，每個橢球體都對應一個或多個大地基準面。投影坐標系是利用一定的數學法則把地球表面上的經緯線網表示到平面上，屬于平面坐標系。數學法則指的是投影類型，目前我國普遍采用的是高斯克呂格投影，在英美國家稱為橫軸墨卡托投影（Transverse Mercator）。高斯克呂格投影的中央經線和赤道為互相垂直，分帶標準分為3度帶和6度帶。美國

3、編制世界各地軍用地圖和地球資源衛星像片所采用的全球橫軸墨卡托投影（UTM）是橫軸墨卡托投影的一種變型。高斯克呂格投影的中央經線長度比等于1，UTM投影規定中央經線長度比為0.9996。我國規定1：1萬、1：2.5萬、1：5萬、1：10萬、1：25萬、1：50萬比例尺地形圖，均采用高斯克呂格投影。1：2.5至1：50萬比例尺地形圖采用經差6度分帶，1：1和1：2.5萬比例尺地形圖采用經差3度分帶。2 北京54與西安80坐標系先了解大地坐標的概念。大地坐標，在地面上建立一系列相連接的三角形，量取一段精確的距離作為起算邊，在這個邊的兩端點，采用天文觀測的方法確定其點位（經度、緯度和方位角），用精密測

4、角儀器測定各三角形的角值，根據起算邊的邊長和點位，就可以推算出其他各點的坐標。這樣推算出的坐標，稱為大地坐標。我國1954年在北京設立了大地坐標原點，由此計算出來的各大地控制點的坐標，稱為1954年北京坐標系。為了適應大地測量的發展，我國于1978年采用國際大地測量協會推薦的IAG-75地球橢球體建立了我國新的大地坐標系，并在1986年宣布在陜西省涇陽縣設立了新的大地坐標原點，由此計算出來的各大地控制點坐標，稱為1980年大地坐標系。我們經常給影像投影時用到的北京54或者西安80坐標系是投影直角坐標系，如下表所示為北京54和西安80坐標系采用的主要參數，坐標名稱投影類型橢球體基準面北京54Ga

5、uss Kruger（Transverse Mercator）Krasovsky北京54西安80Gauss Kruger（Transverse Mercator）IAG75西安80表2 我國常用坐標系參數列表從中可以看到我們通常稱謂的北京54坐標系、西安80坐標系實際上指的是我國的兩個大地基準面。3 參數的獲取對于地理坐標，只需要確定兩個參數，即橢球體和大地基準面。對于投影坐標，投影類型為Gauss Kruger（Transverse Mercator），除了確定橢球體和大地基準面外，還需要確定中央經線。大地基準面的確定關鍵是確定7個參數（或者其中幾個參數），北京54基準面可以用三個平移參數來

6、確定，即“-12,-113,-41,0,0,0,0”，很多軟件近似為Krasovsky(0,0,0,0,0,0,0)基準面；西安80的7參數比較特殊，各個區域不一樣。一般有兩個途徑：一是直接從測繪部門獲取；二是根據三個以上具有西安80坐標系與其他坐標系的同名點坐標值，利用軟件來推算，有一些綠色軟件具有這個功能，如Coord MG。中央經線獲取可有以下兩種方法，第一種根據已知帶號計算，6度帶用6*N-3，3度帶用3*N；第二種方法是根據經度從圖1中查找。下載 (28.33 KB)2008-12-2 17:47圖1高斯克呂格投影的分帶4 ENVI中定義坐標ENVI中的坐標定義文件存放在HOMEIT

7、TIDL70productsenvi45map_proj 文件夾下，三個文件記錄了坐標信息：ellipse.txt 橢球體參數文件datum.txt 基準面參數文件map_proj.txt 坐標系參數文件在ENVI中自定義坐標系分三步：定義橢球體、基準面和定義坐標參數第一步、添加橢球體語法為 <橢球體名稱>,<長半軸>,<短半軸>。這里將“Krasovsky，6378245.0，6356863.0”和“IAG-75，6378140.0，6356755.3”加入ellipse.txt末端。注：ellipse.txt文件中已經有了克拉索夫斯基橢球，由于翻譯原因，

8、這里的英文名稱是Krassovsky，為了讓其他軟件平臺識別，這里新建一個Krasovsky橢球體。第二步、添加基準面語法為<基準面名稱>,<橢球體名稱>,<平移三參數>。這里將“D_BEIJING_1954, Krasovsky, -12, -113, -41”和“D_Xian_1980,IAG-75,0,0,0”加入datum.txt 末端。注：為了更好的與ArcGIS系列產品兼容，從ENVI 4.7開始，所有產品包括 ENVI、ENVI+IDL、ENVI Zoom 和ENVI Ex，全部采用ArcGIS投影轉換引擎（ENVI4.7之前的版本用的是GCT

9、P常規制圖轉換包），對用戶來說，ENVI菜單中所有的投影操作不變，同時還直接支持ArcGIS中的投影類型。但是自定義北京54及西安80坐標系有一些改變，即定義兩個坐標系的基準面（datum）時候使用統一的名稱：D_BEIJING_1954和D_Xian_1980。第三步、定義坐標在ENVI任何用到投影坐標的功能模塊中都可以新建坐標系(在任何地圖投影選擇對話框中，點擊“New”按鈕。)，這里我們選擇Map->Customize Map Projection，如圖1所示，添加一個20度帶（6度）的坐標，添加的參數如圖2所示。注：投影類型選擇Transverse Mercator，Scale

10、factor填寫0.9996，與Gauss-Kruger等同。False easting中如果把帶號，即39500000，得到的坐標就帶有帶號。下載 (117.54 KB)2010-9-30 14:15圖2 自定義坐標系選擇Projection->Add New Projection,將投影添加到 ENVI 所用的投影列表中。選擇 File > Save Projections，存儲新的或更改過的投影信息。這樣一個新的投影坐標就新建完成。相同方法，添加一個20度帶（6度）的西安80坐標系（如圖3所示）。下載 (122.52 KB)2010-9-30 14:15圖3自定義西安80坐標

11、系打開map_proj.txt，可以看到新建的坐標信息已經自動加入。下載 (130.92 KB)2010-9-30 14:15圖4 自定義坐標列表5 使用自定義坐標系 下面將利用自定義坐標系將一副北京54坐標系轉化為西安80坐標系。試驗的柵格數據情況為：一幅北京坐標系的柵格數據，投影參數如下：投影類型：Transverse Mercator橢球：Krassovsky基準面：Krassovsky（自定義）中央經線：117東向偏移：500000m由于數據的投影信息不是國際標準或者說其參數名稱不是標準的，所以在ENVI中有可能不能讀取數據的投影信息（如圖5），這個時候就需要重新設定投影信息。下載 (

12、70.47 KB)2010-9-30 14:15圖5查看坐標信息打開數據文件，在Available Bands List中選擇文件，點擊右鍵打開Header Info，在Edit Attributes中選擇Map Info。選擇Change Projection，將前面定義好的北京54坐標選上。下載 (124.45 KB)2010-9-30 14:15圖6添加坐標系這樣在影像的map info里面就可以看到投影信息了。下載 (64.96 KB)2010-9-30 14:15圖7 更改坐標信息后的效果選擇Map->Convert Map Projecton,進行西安80的坐標轉換。下載 (141.6 KB)2010-9-30 14:15圖8 轉換參數打開轉換后的結果，如圖8所示，可以看到Map Info中投影信息已經更