ArcGIS基础知识
1、概念
坐标系统，是描述物质存在的空间位置（坐标）的参照系，通过定义特定基准及其参数形式来实现。坐标是描述位置的一组数值，按坐标的维度一般分为一维坐标（公路里程碑）和二维坐标（笛卡尔平面直角坐标、高斯平面直角坐标）、三维坐标（大地坐标、空间直角坐标）。为了描述或确定位置，必须建立坐标系统，坐标只有存在于某个坐标系统才有实际的意义与具体的位置。坐标系统（CoordinateSystem），在ArcGIS中也被称为“空间参考（SpatialReference）。
地球是一个球体，球面上的位置，是以经纬度来表示，它称为“球面坐标系统”或“地理坐标系统”。投影坐标系经由地理坐标系投影的过程，把球面坐标换算为平面直角坐标，便于印刷与计算角度与距离。
地理坐标系是球面坐标，参考平面是椭球面，坐标单位是经纬度；
投影坐标系是平面坐标系，参考平面是水平面，坐标单位是米、千米等。
地理坐标系转换到投影坐标系的过程理解为投影，即将不规则的地球曲面转换为平面。
2、地理坐标系（GeographicCoordinateSystem）
（1）参考椭球体
地球表面是一个凸凹不平的表面，而对于地球测量而言，地表是一个无法用数学公式表达的曲面，这样的曲面不能作为测量和制图的基准面。假想一个扁率极小的椭圆，绕地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体。
地球椭球体与地球形体非常接近，是一个形状规则的数学表面，在其上可以做严密的计算，而且所推算的元素（如长度、角度）同大地水准面上的相应元素非常接近。
在满足地心定位和双平行条件下，确定椭球参数（长半轴、扁率）使它在全球范围内与大地体最密合的地球椭球，称为总地球椭球。
在局部区域，具有确定的椭球参数，经过局部定位和定向，同某一地区的国家大地水准面最佳拟合的地球椭球，称为参考椭球。总地球椭球和参考椭球示意图如图所示。
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参心坐标系是以参考椭球的几何中心为原点，椭球定位与局部区域的大地水准面最为密合而建立的坐标系。其定义为：原点o位于参考椭球的中心，z轴平行于参考椭球的旋转轴，x轴指向起始大地子午面和参考椭球赤道的交点，y轴垂直于xoz平面，构成右手坐标系。
地心坐标系是以地球质量中心为原点的坐标系，其椭球中心与地球质心重合，且椭球定位与全球大地水准面最为密合。其定义为：原点o与地球质心重合，z轴指向地球北极，x轴指向格林尼治子午面与地球赤道的交点，y轴垂直于xoz平面，构成右手坐标系。
无论是参心坐标系还是地心坐标系均有两种表现形式：空间直角坐标系（以x、y和z表示坐标元素）和大地坐标系（以纬度b、经度l和高度h表示坐标元素）。如图所示。
编辑
地心地理坐标系统：椭球的球心=地球的质心
参心地理坐标系统：椭球的球心≠地球的质心
常用地心地理坐标系：WGS84和CGCS。
常见参心坐标系：北京54和西安80，它们的椭球体分别是克拉索夫斯基椭球体和IUGG椭球体。
（2）大地基准面
确定了一个规则的椭球表面以后，我们会发现还有一个问题，参考椭球体是对地球的抽象，因此其并不能去地球表面完全重合，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，因此这里还需要一个大地基准面来控制参考椭球和地球的相对位置。这是地球表面的第三级逼近。
大地基准面是在特定区域内与地球表面极为吻合的椭球体。
大地基准面=椭球体+本初子午线
基准面主要有两类：
地心基准面：由卫星数据得到，使用地球的质心作为原点，使用最广泛的是WGS。
区域基准面：特定区域内与地球表面吻合，大地原点是参考椭球与大地水准面相切的点，例如Beijing54、Xian80。我们通常称谓的Beijing54、Xian80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。
（）地理坐标系
地理坐标系=基准面+本初子午线+角度测量单位
编辑注：WKID即WellKnownID，众所周知的ID号的意思。EPSG是管理这些ID号的一个组织，故WKID也常称为EPSG代号。
（4）ArcGIS中的地理坐标系
在ArcGIS中地理坐标系由三个参数来定义：角度单位（AngularUnit）、本初子午线（PrimeMeridian）和大地测量系统（Datum）。地理坐标系“GCS_WGS_”使用的角度单位为“度（Degree）”，0.4这个数字等于“π/”，使用的本初子午线为0.0度经线，即格林威治皇家天文台（Greenwich）所在位置的经线，使用的大地测量系统则为“D_WGS_”。地测量系统的最重要的参数是“椭球（Spheroid）”。椭球相同，大地测量系统不一定相同，因为原点（origin）和方位（orientation）可以不同。“D_WGS_”大地测量系统使用的椭球为“WGS_”，而“WGS_”椭球的“长半轴（SemimajorAxis）”和“短半轴（SemiminorAxis）”分别为.0和.，其“反扁率（InverseFlattening）”为.，等于SemimajorAxis/(SemimajorAxis-SemiminorAxis)。
、投影坐标系（ProjectedCoordinateSystem）
地理坐标系经过投影后变成投影坐标系，投影坐标系因此由地理坐标系和投影组成，投影坐标系必然包括有一个地理坐标系。
投影坐标系=地理坐标系+投影方式+线性单位
（1）投影方式
国际间普遍采用的一种投影，是即横轴墨卡托投影（TransverseMecatorProjection），又称为高斯-克吕格投影（Gauss-KrugerProjection），在小范围内保持形状不变，对于各种应用较为方便。可以想象成将一个圆柱体横躺，套在地球外面，再将地表投影到这个圆柱上，然后将圆柱体展开成平面。圆柱与地球沿南北经线方向相切，这条切线称为“中央经线”。
我国主要采用该投影，适用于1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺的地形图。
高斯-克吕格和UTM(UNIVERSALTRANSVERSEMERCARTORGRIDSYSTEM，通用横墨卡托格网系统）投影都是横向圆柱投影。在高斯-克吕格图中，横向圆柱与中央子午线相切，而在UTM图中横向圆柱切割是椭球的，这将导致在距中央子午线约公里处有两个穿透圆，它们被投影成真实的长度。UTM中的中央经线以0.的比例因子投影。
（2）分度带计算
CGCS坐标系分度带带号计算
上图中展示的带号的分布，我们只需要知道当前数据的地理位置，在地图软件中（如百度地图、高德）等拾取该地方的地理位置经纬度。计算方法如下:
6度带带号=经度/6向上取整
6度带中央经线=（6度带带号*6）-
度带带号=（经度-1.5°）/向上取整
度带中央经线=度带带号*
如广州位于东经11.,北纬2.，按度带计算，带号为8度带，中央经线为°E。
选择CGCS投影坐标系：
CGCS__Degree_GK_CM_E（无带号）
CGCS__Degree_GK_Zone_8（有带号）
WGS坐标系UTM分度带带号计算
UTM是由美国制定，因此起始分带并不在本初子午线，而是在度，因而所有美国本土都处于0－0带内。UTM投影采用6度分带，从东经度（或西经度）开始，自西向东算起，因此1带的中央经线为-（--(-6)），而0度经线为0带和1带的分界，这两带的分界分别是-和度。纬度采用8度分带，从80S到84N共20个纬度带（X带多4度），分别用C到X的字母来表示。为了避免和数字混淆，I和O没有采用。UTM的“falseeasting”值为km，而南半球UTM带的“falsenorthing”为km
北半球地区，选择最后字母为“N”的带；带数=（经度整数位/6）的整数部分+1
如广州位于东经11.,北纬2.，按UTM分度带计算，带号为49度带。
选择WGS投影坐标系：WGS__UTM_Zone_49N
4、常用坐标系及其转换
（1）国内常用坐标系
WGS84(EPSG:):目前最流行的地理坐标系统，美国GPS就是使用的这个。一般的国外地图如谷歌地图、OpenStreetMap（OSM）均采用WGS84。
Pseudo-Mercator(EPSG:):投影坐标系。伪墨卡托投影，也称为球体墨卡托，WebMercator。它是基于墨卡托投影的，把WGS84投影到正方形。各大互联网地图公司以它为准。伪墨卡托非常适合显示数据、但不适合存储数据。一般用WGS84存储数据、用伪墨卡托显示数据。
CGCS():国家大地坐标系，类似于WGS84，是原始坐标系，与WGS84相近，除厘米级的高精应用外，一般可将WGS84和CGCS视为一样。国家背书的天地图采用CGCS。
xian80():年西安坐标系，又简称西安大地原点，二维坐标，现已退出历史舞台。年12月14日，自然资源部宣布自年1月1日起，全面停止向社会提供年北京坐标系和西安坐标系基础测绘成果。
beijing54():北京54坐标系(BJZ54)，二维坐标，现已退出历史舞台。年12月14日，自然资源部宣布自年1月1日起，全面停止向社会提供年北京坐标系和西安坐标系基础测绘成果。
GCJ02，又称火星坐标系，是我国测绘局（国测局，GCJ）制定的坐标系，由WGS84坐标系加密而成。一般的国内企业地图服务如高德地图、腾讯地图均采用GCJ02。
BD09，即百度坐标系，是百度地图在GCJ02的基础上进行二次加密后得到的坐标系。
（2）坐标系统转换
ArcGIS
首先确定原始数据的坐标系，如无则需要根据经验定义坐标系，然后根据需要选择栅格或矢量工具进行坐标转换。主要使用ArcToolsDataManagementToolsProjectionsandTransformatios中的工具。
在线转换工具
千寻：千寻知位
超图：坐标转换工具(supermapol.