《第三次全国国土调查》利用遥感、测绘、地理信息、互联网等技术,在全国范围内对土地的地类、面积和权属进行实地调查,掌握全国各类土地的分布及利用状况。为了实现统一坐标系统的目标,需要对现有的西安80坐标系统进行转换,以采用2000国家大地坐标系。本文将从地球与地球椭球体、大地坐标系、常用坐标系等方面进行深度分析。
地球与地球椭球体方面,地球是一个不规则的几何体,海平面所包围的地球形体被视为地球的形状。大地水准面定义为与处于流体静平衡状态的海洋面重合并延伸到大陆内部的重力位水准面。大地体是大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形体,是测量外业的基准面。地球椭球体是用数学式表示几何形体,作为地球的参考形状和大小,地球椭球面是地球椭球体的外表面。参考椭球面是处理大地测量成果而采用的与地球大小、形状接近并进行定位的椭球体表面。
大地坐标系分为坐标和坐标系两部分。坐标是指在参照系中为确定空间一点位置的有次序的数据集合。大地坐标系是以参考椭球面为基准面,用以表示地面点位置的坐标系,包括大地纬度、大地经度和大地高。空间直角坐标系以椭球中心为原点,Z轴指向参考椭球的北极,X轴指向起始子午面与赤道的交点,Y轴位于赤道面上且与X轴呈90度夹角。平面坐标系则是利用投影变换,将空间坐标映射到平面上。
大地坐标系分为地心坐标系和参心(局部)坐标系。地心坐标系以地心为坐标系原点,用卫星大地测量技术建立,是动态坐标系。参心坐标系按参考椭球与局部地区大地水准面最佳拟合的定位原则而建立,是静态坐标系。2000大地坐标系和WGS84坐标系采用地心坐标系,而北京54坐标系和西安80坐标系均采用参心坐标系。
本文分析了常用的坐标系,包括1954北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系和WGS84坐标系。1954北京坐标系存在多个缺点,如采用的椭球与现代椭球相比存在差异,导致系统性倾斜和椭球短轴指向不明确。1980西安坐标系只能提供二维坐标,且与国际通用的椭球存在差异,未考虑海域范围。2000国家大地坐标系和WGS84坐标系均采用地心坐标系,且都具有较高的精度。
综上所述,本文从地球与地球椭球体、大地坐标系、常用坐标系等方面深入分析了四大坐标系的特点和差异,为理解国土调查中的坐标系统转换提供了详细的背景知识。