零基础学GIS(3):地理坐标系之参考椭球体

从一次面试经历说起。

大概三年前吧,我去参加一家做巡检业务单位的面试,当时这家公司出了一套面试题,考察包括.NET基础,数据结构,Javascript等方面的知识。

其中有一道与GIS相关的题是这样的:已知A地的坐标为北纬30.67度,东经104.06度,B地坐标为北纬30.98度,东经104.27度,求从A地道B地的距离?我不怀好意的想是不是他们刚好遇见这个问题,然后就直接来考察面试者啊。(注:单纯只知道坐标,而不知道坐标对应的坐标系,是无法求解的)

当时看到这题时我就彻底迷糊了,这谁出的题啊,就给俩经纬度坐标就能够求距离?

要想彻底的想清楚这道题,首先你需要理解参考椭球体,然后理解地理坐标系后才能有可能对这道题进行解答或者是向出题者说明你的看法。

参考椭球体

地球是一个两极稍扁,赤道略鼓的不规则球体。由于高山、悬崖的存在,使得地球表面存在无数的凸起和凹陷。我们假定海水面静止时,其延伸到大陆内部的形成的一个闭合曲面,我们称其为大地水准面。

在大地水准面的基础之上,我们可以构建参考椭球体。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,这个椭球体称为参考椭球体。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。


参考椭球体从数学上来看主要有以下几个参数:

长半轴a:赤道半径

短半轴b:极半径

扁率f:(a-b)/a

只有理解了这些概念,才能够很好的理解地理坐标系,下一节将详解地理坐标系,并解答如何求解经纬度坐标之间的距离。

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