坐标系统是GIS数据重要的数学基础，用于表示地理要素、图像和观测结果的参照系统，坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离，缺少坐标系统的GIS数据是不完善的，因此在ArcGIS软件中正确的定义坐标系统以及进行投影转换的操作非常重要。
1.地理坐标系和投影坐标系
GIS中的坐标系统分为地理坐标系和投影坐标系两种。地理坐标系(GCS) 基于三维球面，使用经纬度来表示球面上的点位。将球面坐标转化为平面坐标的过程称为投影，投影坐标系(PCS)实质是平面坐标系统，地图单位通常为米。从投影的定义可以知道，对数据进行投影的前提是数据要有地理坐标系，即：
投影坐标系=地理坐标系+投影方法
我们常说的WGS 1984、北京54、西安80、国家2000这些是地理坐标系，确定地理坐标后，将球面坐标通过投影转换成平面坐标，常用的投影方法有：高斯投影、UTM投影、兰伯特投影、Albers投影等等。两者的结合就构成了GIS数据的坐标系统，如WGS 1984 Albers。
2.ArcGIS中的定义投影和投影转换
ArcGIS中的投影工具在ArcToolbox的“投影和变换”工具集下。如图可以看到共有三个与投影相关的工具，即：投影栅格、投影、定义投影。三者的区别如下：
投影栅格栅格数据的投影变换
投影矢量数据的投影变换
定义投影无投影的矢量数据和栅格数据定义投影
3.动态投影问题
每一个投影坐标系统必须要求有地理坐标系统的参数（椭球和基准面）。先将拥有坐标系的shp文件加载进地图中，后面加载文件将自动关联上第一个shp文件的坐标系。若是后面的文件无投影或者投影不一致，会提示坐标系不一致，但在效果上会叠加显示，本身投影是不会发生改变的，这个属于ArcGIS的动态投影。
动态投影原理是：在ArcGIS中，每一个地理数据框架（MXD文件）可以有一个独立于数据的空间参考坐标系，而这个坐标系可以与数据的坐标系相同，也可以不相同；不同数据之间的坐标系也可以相同，也可以不同，只要是同一个地理空间范围的数据并定义了正确的坐标系，那么在同一个地理数据框架（MXD）文件中，他们就能正确的空间叠加显示和分析。当两个不同数据加载到同一个MXD图层框架中时，两个不同坐标系不同的数据图层能自动对齐。
当然，有时候如果同一个地理空间范围两个具有相同的坐标系的数据，不能同时显示，需要自行地理配准解决。
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