QGIS中文操作手册(1-7)台湾常见大地基准

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台湾常见的坐标系统为 WGS84、TWD67、TWD97。WGS84 世界测量坐标系统(World Geodetic System)为全球通用的地理坐标系统,为 GPS 采用的坐标系统。TWD67 为早期台湾制图时所采用的坐标系统,由于台湾地壳变动显著于 1997 重新定义大地基准 TWD97。

中国的坐标系统可以参考:

WGS84坐标系统

WGS84 由美国国防部制图局(Defense Mapping Agency)于 1980 年代所建立的地球参考坐标。以全球地心参考框架和一组相应模型(包括地球重力模型EGM 和WGS84 大地水平面)所组成,全球定位系统(GPS)所采用的坐标系统就是WGS84 坐标。定义如下:

(1)地球椭球基本参数:

长半径a= 6378137m 地球引力常数(含大气层)GM=3986005

正常化二阶带谐系数 C2.0= -484.16685*10-6 地球自转角速度w= 7292115*10-11 rads -1

(2)主要几何和物理常数

短半径 b= 6356752.3142 m 扁率 f=1/298.257223563 第一偏心率平方 e2= 0.00669437999013 第二偏心率平方 e’2 =0.006739496742227 椭球正常重力位 U0= 62636860.8497m2s-2

赤道正常重力 r0= 9.9703267714ms-2

TWD67坐标系统

内政部于民国六十九年完成三角点检测,并公布「中华民国台湾地区三角点成果表」,其测量原点为位于南投县埔里镇虎子山一等三角点,采用二度分带横麦卡托投影坐标系统,因采用椭球体为1967年新国际地球原子,称为TWD67坐标系统(TaiWan Datum 1967)。相关定义如下:

(1)地球椭球基本参数 参考椭球体:采用 1967 年国际大地测量及地球物理学会(InternationalUnion of Geodesy and Geophysics 简称 IUGG)公布之参考椭球体(Geodetic Reference System 1967 简称 GRS67),

椭球参数:

长半径: a = 6378160 公尺 扁 率: f = 1/298.25

测量原点:虎子山一等三角点

经度 λ=120°58' 25.975" 纬度 φ= 23°58' 32.340"

对头拒山之方位角=323°57' 23.135"

(2)地图投影 投影:二度分带横麦卡托投影 中央经线:东经 121 度 坐标原点:横坐标西移 250000 公尺后与赤道的焦点 中央子午线的尺度比例:0.9999

TWD97坐标系统

内政部为建立统一之国家坐标系统,并配合目前卫星定位测量广泛应用之潮流趋势,自民国八十二年起,采用GPS卫星定位测量技术,办理卫星追踪站及一、二等卫星控制点测量,并于民国八十七年公布新的国家坐标系统,由于为1997 年所公布的台湾大地基准,称为TWD97(TaiWan Datum 1997),其相关资料如下:

(1)地球椭球基本参数

参考框架:采用国际地球参考框架(International Terrestrial Reference Frame ,简称 ITRF)。ITRF 为利用全球测站网之观测数据成果推算所得之地心坐标系统,其方位采国际时间局(BureauInternational de I’Heure 简称 BIH)定义在 1984.0 时刻之方位。 参考椭球体:采用 1980 年国际大地测量及地球物理学会(IUGG)公布之参考椭球体(GRS80)

椭球参数为:

长半径:a = 6378137 公尺 扁 率:f = 1/298.257222101

(2)地图投影 投影:二度分带横麦卡托投影 中央经线:东经 121 度 坐标原点:横坐标西移 250000 公尺后与赤道的焦点 中央子午线的尺度比例:0.9999

表 1 WGS84、TWD67、TWD97坐标系统参数比较表

大地基准 WGS84 TWD67 TWD97
参考椭球体

WGS84

(全球性大地基准)

International 1967

(地区性大地基准)

GRS80

(地区性大地基准)

长半径(a)

6378137.000

6378160.000

6378137.000

短半径(b)

6356752.3142

6356774.7192

6356752.3141

扁率(f)

1/298.257223563

1/298.25

1/298.257222101

大地基准点

地球质量中心

南投埔里虎子山

内政部 8 个 GPS卫星追踪站坐标值

地图投影

无投影

TM 二度分带

TM 二度分带

单位

经纬度

公尺

公尺

备注
  • GPS 使用

  • TWD97 与 WGS84 近似

TWD97

与 WGS84 近似

表 2 台湾投影坐标系统比较表

大地基准 1967 台湾大地基准(TWD67) 1997 台湾大地基准(TWD97)
坐标投影 横麦卡托投影经度二度分带 横麦卡托投影经度二度分带
适用地区

①台湾、琉球屿、绿岛、兰屿、龟山岛 ②澎湖、金门、马祖

③东沙地区

④南沙地区

台湾地区
中央子午线 ① 121②119③117④115 121
原点向西平移 250000 250000

中央子午线的

尺度比

0.9999 0.9999

(摘自:黄敏郎、刘守恒,2005,地理信息系统基础操作实务,台北:松岗。)

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作者:,开源GIS的践行者。
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