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PostGIS空間數據庫SRID背景知識 - 地理坐標係（球麵坐標係）和投影坐標係（平麵坐標係）
背景
《PostGIS 坐標轉換(SRID)的邊界問題引發的背景知識 - ST_Transform》 一文，介紹了使用某個坐標係時，計算國內某個點到某個點的距離出現了負數。
背景知識和坐標係有關。
什麼是地理坐標係，什麼是投影坐標係？
參考此文：
https://www.cnblogs.com/jetz/archive/2005/03/29/127547.html
原文
1、首先理解地理坐標係（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直譯為地理坐標係統，是以經緯度為地圖的存儲單位的。
很明顯，Geographic coordinate system是球麵坐標係統。我們要將地球上的數字化信息存放到球麵坐標係統上，如何進行操作呢？地球是一個不規則的橢球，如何將數據信息以科學的方法存放到橢球上？
這必然要求我們找到這樣的一個橢球體。這樣的橢球體具有特點：
可以量化計算的。具有長半軸，短半軸，偏心率。
以下幾行便是Krasovsky_1940橢球及其相應參數。
Spheroid: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000
然而有了這個橢球體以後還不夠，還需要一個大地基準麵將這個橢球定位。在坐標係統描述中，可以看到有這麼一行：
Datum: D_Beijing_1954
表示，大地基準麵是D_Beijing_1954。
有了Spheroid和Datum兩個基本條件，地理坐標係統便可以使用。
完整參數：
Alias:
Abbreviation:
Remarks:
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)
Prime Meridian（起始經度）: Greenwich (0.000000000000000000)
Datum（大地基準麵）: D_Beijing_1954
Spheroid（參考橢球體）: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening: 298.300000000000010000
2、接下來便是Projection coordinate system（投影坐標係統），首先看看投影坐標係統中的一些參數。
Projection: Gauss_Kruger
Parameters:
False_Easting: 500000.000000
False_Northing: 0.000000
Central_Meridian: 117.000000
Scale_Factor: 1.000000
Latitude_Of_Origin: 0.000000
Linear Unit: Meter (1.000000)
Geographic Coordinate System:
Name: GCS_Beijing_1954
Alias:
Abbreviation:
Remarks:
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)
Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000)
Datum: D_Beijing_1954
Spheroid: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening: 298.300000000000010000
從參數中可以看出，每一個投影坐標係統都必定會有Geographic Coordinate System。
投影坐標係統，實質上便是平麵坐標係統，其地圖單位通常為米。
那麼為什麼投影坐標係統中要存在坐標係統的參數呢？
這時候，又要說明一下投影的意義：將球麵坐標轉化為平麵坐標的過程便稱為投影。
好了，投影的條件就出來了：
a、球麵坐標
b、轉化過程（也就是算法）
也就是說，要得到投影坐標就必須得有一個“拿來”投影的球麵坐標，然後才能使用算法去投影！
即每一個投影坐標係統都必須要求有Geographic Coordinate System參數。
3、我們現在看到的很多教材上的對坐標係統的稱唿很多，都可以歸結為上述兩種投影。其中包括我們常見的“非地球投影坐標係統”。
大地坐標（Geodetic Coordinate）:
大地測量中以參考橢球麵為基準麵的坐標。地麵點P的位置用大地經度L、大地緯度B和大地高H表示。當點在參考橢球麵上時，僅用大地經度和大地緯度表示。大地經度是通過該點的大地子午麵與起始大地子午麵之間的夾角，大地緯度是通過該點的法線與赤道麵的夾角，大地高是地麵點沿法線到參考橢球麵的距離。
方裏網: 是由平行於投影坐標軸的兩組平行線所構成的方格網。因為是每隔整公裏繪出坐標縱線和坐標橫線，所以稱之為方裏網，由於方裏線同時又是平行於直角坐標軸的坐標網線，故又稱直角坐標網。
在1：1萬——1：20萬比例尺的地形圖上，經緯線隻以圖廓線的形式直接表現出來，並在圖角處注出相應度數。為了在用圖時加密成網，在內外圖廓間還繪有加密經緯網的加密分劃短線(圖式中稱“分度帶”)，必要時對應短線相連就可以構成加密的經緯線網。1：2 5萬地形圖上，除內圖廓上繪有經緯網的加密分劃外，圖內還有加密用的十字線。
我國的1：50萬——1：100萬地形圖，在圖麵上直接繪出經緯線網，內圖廓上也有供加密經緯線網的加密分劃短線。
直角坐標網的坐標係以中央經線投影後的直線為X軸，以赤道投影後的直線為Y軸，它們的交點為坐標原點。這樣，坐標係中就出現了四 個象限。縱坐標從赤道算起向北為正、向南為負；橫坐標從中央經線算起，向東為正、向西為負。
雖然我們可以認為方裏網是直角坐標，大地坐標就是球麵坐標。但是我們在一副地形圖上經常見到方裏網和經緯度網，我們很習慣的稱經 緯度網為大地坐標，這個時候的大地坐標不是球麵坐標，她與方裏網的投影是一樣的（一般為高斯），也是平麵坐標。
最後更新：2017-09-11 17:03:03