前言
上一篇文章介绍了如何对矢量数据进行预处理，接下来正式进入地图的制作。地图制作的第一步，是选择一个恰当的地图坐标系。为什么呢？因为地图坐标系作为地图数学基础的租成部分，描述了制图要素的空间位置，是识图读图的基础。接下来一起看看如何进行地图坐标系设计。
1 坐标系类型
在前面的文章
地图制图基础（二）：地图内容
中简单介绍过坐标参考系统，在SuperMap 中坐标系分为三类：平面坐标系、地理坐标系和投影坐标系。
平面坐标系
常用于不关心地理位置时的坐标参考，如房屋设计图、纸质扫描地图和简单的示意图等。
地理坐标系
使用经纬度描述地球上某一点的位置，常用的有WGS1984、China2000等，全球定位系统采用的是WGS1984坐标系，而我们国家大地测量采用的则是China2000坐标系。
投影坐标系
使用平面坐标（X，Y）来描述地球上一点经过地图投影后的位置，常用的有：Robinson、Mercator、Lambert、Albers和Gauss Kruger等。我国基础比例尺系列地形图中，除100万比例尺要求使用Lambert投影外，其余比例尺地图均采用Gauss Kruger分带投影为地理基础。
2 地图投影选择
2.1 地图投影选择的影响因素
地图投影的选择，应秉持着地图变形尽可能小的原则，制图时可以考虑以下因素：
2.1.1 制图区域
制图区域对地图投影选择的影响可以分为地理位置、区域形状和范围大小三方面，具体如下：
地理位置
制图区域的地理位置决定了投影种类的选择，如两极地区宜选正轴方位投影；中纬度地区宜选正轴圆锥投影或斜轴方位投影；赤道地区宜选横轴方位投影或正轴圆柱投影。
区域形状
- 接近圆形区域可选择方位投影；
- 在中纬度地区，沿纬线呈东西延伸的区域可选择正轴圆柱投影，如中国、美国（根据沿经线方向分布的宽窄，进而区分选择单标准纬线或双标准纬线）；沿经线呈南北延伸的区域可选择横轴圆柱投影或多圆锥投影，如智利、阿根廷。
范围大小
制图区域范围的大小影响着地图变形的大小，当制图区域范围较小时，无论选择什么投影，区域四周的变形都不会太大；但是当制图区域范围很大时，投影产生的变形也会变大，比如世界地图、半球地图，制图四周的变形往往非常明显。
2.1.2 地图用途
地图用途决定着制图时选择何种性质的投影，即使是同一制图区域，但因表现的主题和内容不同，投影的选择也不同。如航海图、地形图等对定位精度要求高的应选择等角投影，行政区划图、经济地图等对面积精度要求高的选择等积投影，交通图等对距离精度要求高的则选择等距投影。有些地图已形成固定的模式，例如海洋地图都用墨卡托（等角圆柱）投影，航空基地图都用等距方位投影，各国的地形图都用等角横切（割）圆柱投影，极少数用Lambert（等角圆锥）投影。
2.1.3 地图出版方式
地图出版可分为单幅图、系列图或地图集，单幅图的投影只用考虑制图区域的位置、形状、大小以及用途即可；但系列图作为统一整体，图组表现内容较多但性质相似，故还需要考虑图组之间投影变形性质的一致性；而由若干主题内容构成的地图集，投影的选择需结合具体内容综合考虑。
2.2 常用地图投影
下面按尺度整理了一些常用的地图投影以及投影参数。
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世界地图 |
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半球地图 |
东西半球：横轴等面积（等角）方位投影 |
东半球投影中心为（0°, 70°E）； 西半球投影中心为（0°, 110°W） |
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南北半球：正轴等面积（等角、等距离）方位投影 |
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各大洲地图 |
斜轴等面积方位投影 |
亚洲和北美洲（Bonne投影）、欧洲和大洋洲（正轴圆锥投影）、南美洲和非洲（Sanson投影） |
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中国地图 |
Lambert投影、Albers投影、Guass-Kruger投影 |
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中国全图 |
斜轴等面积方位投影 斜轴等角方位投影 |
投影中心： φ0=27°30′，λ0=105°或 φ0=30°，λ0=105°或 φ0=35°，λ0=105° |
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中国全图 （南海诸岛作附图） |
正轴等面积割圆锥投影 （Albers投影） 正轴等角割圆锥投影 （Lambert投影） |
标准纬线：φ1=25°，φ2=47° |
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中国分省（区）地图 （海南省除外） |
正轴等角割圆锥投影 （Lambert投影） 正轴等面积割圆锥投影 （Albers投影） |
各省（区）图分别采用各自标准纬线 |
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中国分省（区）地图 （海南省） |
正轴等角圆柱投影 （Mercator投影） |
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国家基本比例尺地形图系列 1:100万 |
正轴等角割圆锥投影 （Lambert投影） |
按国际统一 4°×6°分幅， 标准纬线：φ1≈φs+35′， φ2≈φn+35′ |
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国家基本比例尺地形图系列 1:2.5万-1:50万 |
高斯克吕格投影 （6°分带） |
投影带号（N）：13～23 中央经线：λ0=(N×6-3)° |
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国家基本比例尺地形图系列 1:5000-1:1万 |
高斯克吕格投影 （3°分带） |
投影带号（N）：24～46 中央经线：λ0=(N×3)° |
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城市图系列 1:500-1:5000 |
城市平面局部投影或城市局部坐标的高斯投影 |
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我国各省（区）制图区域范围及投影标准纬线如下表，其中φ为纬度、λ为经度：
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注：北京、天津标准纬线同河北，上海标准纬线同江苏。
* 上表整理自《我国分省地图投影标准线》，福建省自然地图集编辑室。
3 坐标系设置与投影转换
3.1 坐标系设置
在 iDesktopX 中，地图坐标系的设置在【地图属性】面板下的【坐标系】页面。当获取到的第三方数据导入 iDesktopX 中没有坐标系信息时，可以通过坐标系设置为数据设置正确的坐标系。iDesktopX 提供重设、复制和导入三种方式来设置坐标系：
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重设：从软件提供的坐标系库中选择一个坐标系，作为当前数据的坐标系；
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复制：将工作空间中其它数据源或数据集的坐标系复制为当前数据的坐标系；
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导入：将本地xml、shp或prj等格式的坐标文件导入，作为当前数据的坐标系。
此外，支持将自定义的坐标系信息导出为xml格式，方便复用。
3.2 投影转换
当数据本身的坐标信息完整，需要转换为另一个坐标系时可以使用【投影转换】。iDesktopX 中提供了三种投影转换方式，包括：坐标点转换、数据集投影转换和批量投影转换。
-
坐标点转换
：输入某一点在某一坐标系下的坐标，转换得到该点在另一坐标系下的坐标值。 -
数据集投影转换
：适用于单个数据集的坐标系转换，可以在原数据上进行坐标转换，也可以将转换结果另存为新的数据集，不改变原数据。 -
批量投影转换
：同时对多个数据集进行投影转换。
投影转换时，必须设置正确的转换参数，才能得到正确的转换结果。当投影转换前后两种地图投影对应相同的大地基准时，使用默认的转换参数可以直接进行转换；当转换前后两个投影对应的大地基准不同时，需要设置转换参数。
投影转换常用的转换方法有三参数和七参数两类，平面坐标系与投影坐标系之间的转换可以选择四参数转换。
三参数转换法
认为两个大地参考系之间仅仅是坐标原点发生了平移，因而只考虑X、Y、Z三个方向的三个平移参数。此方法计算简单，效率高，但精度较低，一般用于不同地心坐标系之间的转换。
七参数转换法
不仅考虑了坐标系之间的平移，还考虑了旋转和缩放因素，所以除包含三个平移参数外，还包含三个旋转参数和一个尺度缩放参数。此方法计算较复杂，但精度高。
四参数转换法
用于平面坐标系与投影坐标系之间的转换，设置四个参数（X偏移、Y偏移、旋转角和缩放参数）和目标坐标系。当地方独立坐标系需要转换为国家统一坐标系时，常使用四参数转换。
iDesktopX 中提供了多种投影转换的方法，可结合具体场景选择。以下为不同坐标系与2000国家大地坐标系（CGC2000）之间转换的常用方法：
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Postion Vector（7-para）、Coordinate Frame (7-para)：
适用于省级及全国范围的控制点空间直角坐标转换；
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China_3D_7P(7-para)
：三维七参数转换模型，适用于椭球面3°及以上的省级及全国范围的控制点坐标转换；
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China_2D_7P(7-para)
：二维七参数转换模型，适用于椭球面3°及以上的省级及全国范围控制点坐标转换；
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China_2D_4P(4-para)
：二维四参数转换模型，适用于小范围的控制点平面坐标转换、相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的转换
。
4 动态投影
当地图窗口中加载了投影不同的数据集时，可以使用【动态投影】在不改变数据集自身投影的前提下，将两个数据集显示到同一个投影系统中。
如下图所示，需要在同一幅地图中使用 WGS1984 地理坐标系的世界国家地区数据与 China2000 Web Mercator 投影坐标系的中国轮廓数据，
由于两个数据集采用不同的投影方式，动态投影前，两个数据集无法同时显示在地图窗口中进行配图；设置了动态投影后，两个数据集能够叠加显示，并且没有改变数据本身的投影。
结语
本文简单介绍了地图中如何进行坐标系设计，举例说明了地图投影选择的影响因素，列举了常用的地图投影以及我国各省（区）地图投影的具体参数。每幅图都有适合自己的坐标系参数，可以多多尝试得到一个较好的效果。
参考资料：
1. 新编地图学教程（第三版），毛赞猷，朱良等，ISBN 978-7-04-046268-5。
2. 我国分省地图投影标准线，福建省自然地图集编辑室。