地圖的座標系統

空間座標系統的重要性

地理資訊系統中的地形、地物有共同的空間座標系統。這樣使不同主題、不同地點的地理資料能夠自動根據空間位置整合

不同主題的圖層垂直整合	不同區域的圖幅水平整合

地圖投影的流程

	選擇一個近似地球形狀的橢球體。

	以橢球體為根據，測量及紀錄地形地物的位置

	將橢球體及記錄的位置縮小。

	將球面投影到平面

	展開平面成地圖

地球形狀

地球的模型：

Sphere 球體

Ellipsoid 橢球體

Geoid 大地水準面

球體：和真實地球差異較大，用於小比例尺地圖

橢球體：和真實地球差異較小，形狀規則，可以用公式計算方向距離。

大地水準面：接近真實地球，但形狀不規則，無法用簡單公式，計算方向、距離。

Geoid 大地水準面上，具有相同的重力，在地陸地區，因為地殼密度較低，因此籠起，海洋地殼因密度較高因此凹陷。

資料來源：www.geod.nrcan.gc.ca/hm/images/ggm01-200.gif2

隨著技術的進步，對地球的形狀有更正確的測量。

一些常用的地球橢球體

名稱	赤道半徑 EQUATORIAL RADIUS	扁平率 FLATTENING	使用地區
Krassowsky (1940)	6,378,245	1/298.3	Russia
International (1924)	6,378,388	1/297	Europe
Clarke (1880)	6,378,249	1/293.46	France, Africa
Clarke (1866)	6,378,206	1/294.98	North America
Bessel (1841)	6,377,397	1/299.15	Japan
Airy (1830)	6,377,563	1/299.32	Great Britain
Everest (1830)	6,377,276	1/300.80	India
WGS 66 (1966)	6,378,145	1/298.25	USA/DoD
GRS 67 (1967)	6,378,160	1/298.25	Australia,South America
WGS 72 (1972)	6,378,135	1/298.26	USA/DoD
GRS 80 (1979)	6,378,137	1/298.26

多樣的經緯度


		套用不同的地球橢球體，同一個地點會測量到不同的經緯度。

地球的形狀

geodetic datum 大地基準

參考橢球必須和和地球對應

GPS採用的座標系統

ＷＧＳ８４坐標系

ＷＧＳ８４坐標系的地球橢球基本參數及主要幾何和物理常數如下：
（一）地球橢球基本參數：
長半徑ａ＝ 6378137ｍ
地球引力常數（含大氣層）ＧＭ＝3986005
　　　正常化二階帶諧係數Ｃ2.0＝ -484.16685*10-6
　　　地球自轉角速度ｗ＝ 7292115*10-11 rads -1

（二）主要幾何和物理常數：
短半徑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
　　　橢球正常重力位Ｕ0＝ 62636860.8497m2s-2
　　　赤道正常重力ｒ0＝ 9.9703267714ms-2

內政部地政司衛星測量中心

台北市全球衛星定位測量

台北市衛星控制點分佈圖

TWD67

ＴＷＤ９７

TWD67坐標系之橢球體如下：
地球橢球體參數（採用1967年新國際地球原子）：
長半徑ａ＝ 6378160ｍ
　　　扁率ｆ＝1/298.25

新國家坐標系統ＴＷＤ９７（１９９７臺灣大地基準），其建構係採用國際地球參考框架ＩＴＲＦ。
ＩＴＲＦ為利用全球測站網之觀測資料成果推算所得之地心坐標系統，其方位採國際時間局ＢＩＨ定義在1984.0時刻。
地球橢球體參數採用1980年國際大地測量學與物理學協會ＵＧＧ公布之參考橢球體ＧＲＳ８０，其橢球參數如下：
長半徑ａ＝ 6378137ｍ
　　　扁率ｆ＝1/298.257222101

測量問題錦集

台灣地區各種座標的轉換

台灣各時期地形圖測繪基準

地圖投影

　在製圖及日常生活中，將地球的曲面當成平面來使用較為方便。但是球面無法直接展開攤平。因此必須先將地球表面投影在一些可以展開成平面的幾何形狀上。

各種投影方式
圓柱投影	圓錐投影	方位投影

平面座標系統

投影後的圖形，常使用平面座標系統，而不是經緯度。　

TWD67 TM

TWD67坐標系之橢球體定義參數、大地基準及地圖投影如下：
（一）地球橢球體參數（採用1967年新國際地球原子）：
長半徑ａ＝ 6378160ｍ
　　　扁率ｆ＝1/298.25
（二）大地基準點以南投埔里之虎子山起算：
經度= 120。58，25.975” E
　　　緯度= 23。58，32.340” N
　　　對頭拒山之方位角= 323。57，23.135”
（三）高程基準面：
　　　臺灣本島以基隆平均海水面起算。
　　　澎湖以馬公平均海水面起算。
（四）地圖投影：
採用橫麥卡托投影比例尺大於（含）一萬分之一地圖坐標系統
，2。分帶，其中央子午線為121。，UTM坐標之原點位於中央
子午線與赤道交點，且橫坐標西移250,000ｍ，中央子午線之尺
比率為0.99990。

ＴＷＤ９７ TM

新國家坐標系統ＴＷＤ９７（１９９７臺灣大地基準），其建構係採用國際地球參考框架ＩＴＲＦ。
ＩＴＲＦ為利用全球測站網之觀測資料成果推算所得之地心坐標系統，其方位採國際時間局ＢＩＨ定義在1984.0時刻。
（一）地球橢球體參數採用1980年國際大地測量學與物理學協會
ＩＵＧＧ公布之參考橢球體ＧＲＳ８０，其橢球參數如下：
　　　長半徑ａ＝ 6378137ｍ
　　　扁率ｆ＝1/298.257222101

（二）地圖投影：
採用橫麥卡托投影比例尺大於(含)一萬分之一地圖坐標系統，
2。分帶，其中央子午線為121。，UTM坐標之原點位於中央子
午線與赤道交點，且橫坐標西移250,000ｍ，中央子午線之尺度
比率為0.99990。