大地水准面 地球椭球体 大地基准面 地图投影理解

地球的自然表面是崎岖不平的，在地理课本上我们会看到对地球形状的描述：地球是一个两极稍扁，赤道略鼓的不规则球体。

大地水准面：

• 对不规则地球的第一层抽象
• 假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的曲面，这就是大地水准面。是一个重力等位面。

地球椭球体：

• 在大地水准面的基础上建立地球椭球模型。
• 大地水准面虽然十分复杂，但从整体来看，起伏是微小的，且形状接近一个扁率极小的椭圆绕短轴旋转所形成的规则椭球体，这个椭球体就是地球椭球体。
• 其表面是一个规则数学表面，可用数学公式表达，所以在测量和制图中用它替代地球的自然表面。

关系理解如下：

大地基准面

• 控制参考椭球体和地球的相对位置
• 参考椭球体是对地球的抽象，因此其并不能和地球表面完全重合，在设置参考椭球体的时候必然会出现有的地方贴近的好（参考椭球体与地球表面位置接近），有地地方贴近的不好的问题。
• 基准面是在椭球体的基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面。椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系。
• 分为地心基准面和参心基准面
• 把地球椭球体和基准面结合起来看:把地球比做是“马铃薯”，表面凸凹不平，而地球椭球体就好比一个“鸭蛋”，基准面就定义了怎样拿这个“鸭蛋”去逼近“马铃薯”某一个区域的表面,X、Y、Z轴进行一定的偏移，并各自旋转一定的角度，大小不适当的时候就缩放一下“鸭蛋”,那么通过如上的处理必定可以达到很好的逼近地球某一区域的表面。

地理坐标系

• 地理坐标系（大地坐标系）是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。
• 有了参考椭球和大地基准面两个因素就可以建立地理坐标系了。
• 地面点的位置用经度、纬度、和大地高度表示。

参考

1. 地理坐标系、大地坐标系与地图投影与重投影详解

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