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 |
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| 不同主題的圖層垂直整合 |
不同區域的圖幅水平整合 |
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地圖投影的流程
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選擇一個近似地球形狀的橢球體。
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以橢球體為根據，測量及紀錄地形地物的位置
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將橢球體及記錄的位置縮小。
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將球面投影到平面 |
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展開平面成地圖
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地球形狀
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地球的模型：
Sphere 球體
Ellipsoid 橢球體
Geoid 大地水準面 |
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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。
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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。
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| 資料來源：www.geod.nrcan.gc.ca/hm/images/ggm01-200.gif2 |
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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
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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 |
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多樣的經緯度
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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。 |
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地球的形狀
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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
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ＷＧＳ８４坐標系
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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
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TWD67
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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
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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
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。
平面座標系統
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投影後的圖形，常使用平面座標系統，而不是經緯度。 |
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TWD67 TM
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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。 |
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ＴＷＤ９７ TM
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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。 |
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TWD67TM2/121 與 TWD97TM2/121的差異
| TWD 67和 TWD 97的簡易轉換 |
| TWD67 橫座標 ＝ TWD97 橫座標 ─ 828 公尺 |
| TWD67 縱座標 ＝ TWD97 縱座標 ＋ 207公尺 |
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