地理坐标系

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地理坐标系一般是指由经度、纬度和相对高度组成的坐标系，能够标示地球上的任何一个位置[1]。经度和纬度常合称为经纬度，把球面上的经纬度显示在平面地图上需要采用某种地图投影[2]。

建模在扁椭球上的地理坐标系，其中 为经度，为大地纬度，它与地心纬度的关系是:
大地坐标系P(φ,λ,h)，在任意点P作直线PN， 它交椭球于点N并交赤道平面于点C，令其为参考椭球的法线。φ是椭球上点N的大地纬度，λ是经度，h是线段PN的长度。这个高度h不同于在大地水准面上的相对高度和在平均海平面上的海拔高度，PN的方向不同于铅垂线方向

为了与只选用经纬度的在扁球面或球面上的坐标系相区别，采用大地纬度的带有相对高度的三维地理坐标系也称为大地坐标系。采用的地心纬度定义的三维地理坐标系是一种球极坐标系。地理坐标系统还有采用三维笛卡尔坐标系的地心地固坐标系和本地切面坐标系（英语：Local tangent plane coordinates）。

大地测量系统

主条目：大地测量系统

由于地面高低的不同和地球形状的不正规，天体测量所得的信息不足用于明确地计算地理位置。一般采用某个标准的大地测量系统所规定的地理坐标系统，目前最常用的标准是WGS84，它被卫星导航系统如美国全球定位系统使用。

水平坐标

主条目：经度和纬度
 
0°
本初子午线，经度0°

经度是地球上一个地点离一根被称为本初子午线的南北方向走线以东或以西的度数。本初子午线的经度是0°，地球上其它地点的经度是向东到180°或向西到180°。不像纬度有赤道作为自然的起点，经度没有自然的起点而使用经过伦敦格林尼治天文台旧址的子午线作为起点。东经180°即西经180°，约等同于国际日期变更线，国际日期变更线的两边，日期相差一日。

 
0°
赤道，纬度0°

纬度是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角，其数值在0至90度之间。位于赤道以北的点的纬度叫北纬，记为N，位于赤道以南的点的纬度称南纬，记为S。

垂直坐标

主条目：相对高度和海拔
 
大地水准面起伏，红色表示此位置大地水准面高出参考椭球体而蓝色表示低于，以米为单位（基于EGM96（英语：EGM96）重力模型和WGS84参考椭球体[3]）

相对高度是某地点相对大地水准面的高度，海拔是指某地点相对海平面的高度，当二者基于相同基准面并同时使用时，前者指地表高度，后者指在地表之上的高度如飞机飞行高度。

经纬度表示及转换

 
地球的Hammer等面积投影地图，可见经线和纬线

经纬度以度数表示，一般可直接以小数点表示，但亦可把度数的小数点分为角分（1角分等于六十分之一度）和角秒（一角秒等于六十分之一角分）

  1. 度分秒表示（度:分:秒）－49°30'00"-123d30m00s
  2. 度分表示（度:分）－49°30.0'-123d30.0m
  3. 度数表示－49.5000°-123.5000d（一般会有四位小数）。

不少软件可把不同的经纬度表示方式转换。

经纬度书写顺序

经度在前，纬度在后采用

以下为经度在前，纬度在后的采用（经度,纬度），例：台北市以此写法为 121°38′E, 25°2′N。

  • OpenLayers
  • KML
  • GeoJSON
  • MongoDB
  • PostGIS

纬度在前，经度在后采用

以下为纬度在前，经度在后的采用（纬度,经度），例：台北市以此写法为 25°2′N, 121°38′E。

  • Leaflet
  • Google Maps API
  • ArangoDB
  • 维基百科的coord

经纬线与大洲、大洋的关系

纬线

纬线 与大洲的关系 与大洋的关系 附近主要的地理事物
北极圈 通过亚洲北部、欧洲东部、北美洲北部 通过挪威海、白令海峡 冰岛、格陵兰岛南部、阿拉斯加
60°N 通过欧洲北部、北亚中部、阿拉斯加南部 通过北大西洋北部、北太平洋北部 斯堪的纳维亚半岛南部、波罗的海
40°N 通过中国华北、新疆、中亚、欧洲南部、北美中部 通过北太平洋中部、北大西洋中部 中国北京、中国塔里木盆地、土耳其、地中海、美国纽约
30°N 通过中国中部、西亚、非洲北部、北美南部 同上 中国上海、日本鹿儿岛县、印度北部、伊朗、苏伊士运河、新奥尔良
北回归线 通过中国南部、南亚、西亚、北非中部、北美南部 通过北太平洋南部、北大西洋南部、印度洋之阿拉伯海 台湾、印度半岛、阿拉伯半岛、红海、撒哈拉沙漠、夏威夷群岛
赤道 通过非洲中部、东南亚、南美北部 通过太平洋、大西洋、印度洋 马来群岛、新加坡、马六甲海峡、刚果盆地、东非高原、亚马逊平原
南回归线 通过非洲南部、南美中部、澳大利亚大陆中部 通过南太平洋、南大西洋、南印度洋 马达加斯加、巴西里约热内卢
30°S 通过非洲南端、南美南部、澳大利亚大陆南部 同上
60°S （不通过任何大陆） 同上

经线

经线 与大洲的关系 与大洋的关系 附近主要的地理事物
0° 通过欧洲西部、非洲西部、南极洲 通过北冰洋、大西洋 英国、西班牙、阿尔及利亚、马里、加纳
20°E 通过北部、中欧、非洲中部、南极洲 通过北冰洋、大西洋与印度洋的分界线 波罗的海、波兰、匈牙利、巴尔干半岛、利比亚、中非、南非
60°E 通过欧洲东部、亚洲西部、南极洲 通过北冰洋、印度洋西部 乌拉尔山、咸海、伊朗高原、阿拉伯海
90°E 通过中国西部、印度半岛东部、南极洲 通过北冰洋、印度洋中部 叶尼塞河、中国新疆、中国西藏（青藏高原）、恒河平原
120°E 通过北亚东部、中国东部、澳大利亚西部、南极洲 通过北冰洋、印度洋东部 大兴安岭、渤海、中国长江三角洲、菲律宾、印度尼西亚、澳大利亚西部
160°E 通过北亚东部、太平洋西部（东西半球分界线）、南极洲 通过北冰洋、太平洋西部 堪察加半岛、所罗门群岛
180° 通过亚洲大陆东端、大洋洲岛屿、南极洲 通过北冰洋、太平洋中部 阿留申群岛、斐济群岛、汤加、新西兰东部
120°W 通过北美西部、南极洲 通过北冰洋、太平洋东部 西雅图、温哥华、圣弗朗西斯科、洛杉矶
75°W 通过北美东部、南美西部、南极洲 通过北冰洋、大西洋西部、太平洋东南部 费城、古巴、加勒比海中部、哥伦比亚、秘鲁
20°W 通过冰岛、南极洲 通过北冰洋、大西洋 冰岛

参见

引用

  1. ^ A guide to coordinate systems in Great Britain (PDF), D00659 v2.3, Ordnance Survey, Mar 2015 [22 June 2015], （原始内容 (PDF)存档于2015-09-24） 
  2. ^ Taylor, Chuck. Locating a Point On the Earth. [4 March 2014]. （原始内容存档于2016-03-03）. 
  3. ^ WGS 84, N=M=180 Earth Gravitational Model. NGA: Office of Geomatics. National Geospatial-Intelligence Agency. [17 December 2016]. （原始内容存档于2020-08-08）. 

外部链接