GIS 与遥感入门笔记

这篇写给非科班的同事。坐标系、投影、矢量栅格看着吓人，抓住"球面怎么变平面"这条主线，大部分困惑就解开了。

一、两套坐标：地理坐标与投影坐标

地理坐标用经度、纬度表示位置，单位是度，描述的是球面（严格说是椭球面）上的点。GPS 直接输出的就是这一套。投影坐标是把椭球面按某种数学规则铺到平面上，单位是米，可以直接量距离、算面积。

常见的地理坐标系有两个：WGS84，全球通用，GPS 的原始基准；CGCS2000，我国现行国家大地坐标系，国内正式测绘成果基本用它。两者在常用精度下非常接近，可以近似当作一致，但严格讲不是同一个基准，高精度作业要做转换。

国内常用的投影有两类。高斯-克吕格，按经差分带（三度带或六度带），每带一条中央子午线，是我国基本比例尺地形图的老传统；UTM 也是六度带，国际数据更常见。两者都是横轴墨卡托，区别在分带与参数约定。记住一件事：投影必须带参数，说清几度带、哪一带。

二、EPSG 代码：坐标系的身份证

软件里选坐标系别靠名字，认代码。EPSG 是公开的编号体系，一个编号对应唯一一套参数。

代码不必背，但要会查。判断一个数据的坐标系，看三处：文件自带的坐标信息、坐标数值量级（一百多是经纬度，六七位是平面坐标）、来源说明。三者对不上，先别用。

三、点位为什么会"飘"

最常见的现象：野外用手机采的点，叠到网页地图上偏了几十米甚至几百米。原因通常有三个。

• 基准不同。北京 54、西安 80 与 CGCS2000 之间差几十米到上百米；老资料没注明基准，直接混用就会整体偏移。
• 投影参数不对。带号选错、中央子午线不一致、横坐标没加 500 公里的常数，数据会整片错位，而且错得很有规律。
• 底图加密偏移。国内互联网地图的公开底图经过加密处理，坐标系与 WGS84 不同。把 GPS 原始点直接叠上去，会出现系统性偏移，不是采集错了。

排查顺序建议固定：先确认两边的 EPSG，再确认投影参数，最后才怀疑采集精度。前两项占问题的大多数，而且改起来最快。

四、矢量与栅格怎么选

矢量用点、线、面表达离散对象，带属性表；栅格用规则网格表达连续分布，每个像元一个值。选择看三件事：对象是离散还是连续、要不要逐像元运算、成果要不要按属性汇总。

两者常互转：矢量转栅格做评价，栅格转矢量出图。注意像元大小，它决定转换后边界能精细到什么程度。

五、常用数据源

下面几个是入门够用的，都能公开获取，区别在分辨率、更新频率和适用范围。

• 天地图：国内官方地理信息服务平台，矢量底图、影像、注记齐全，合规性最好，适合做底图和成果展示。
• Landsat：多光谱影像，分辨率 30 米，存档时间长，适合看十几年尺度的变化。
• Sentinel-2：欧空局的多光谱影像，可见光与近红外最高 10 米，重访快，适合近期监测。
• SRTM 与 ASTER GDEM：全球高程数据，常见 30 米与 90 米两种，做地形、坡度、汇水的起点。
• OSM：开放街道地图，道路、建筑、设施齐全，但由志愿者贡献，质量不均，用前要抽样核对。

没有最优数据源，只有匹配：合规底图找天地图，长时序找 Landsat，近期高频看 Sentinel，地形上 DEM。

六、三个坑

坑一：坐标系混用。一半数据是经纬度，一半是平面坐标，直接叠在一起，结果不是偏一点，而是完全对不上。开工第一件事是把所有图层的坐标系列出来。

坑二：单位。度与米不是一回事。在经纬度数据上做 0.01 的缓冲，得到的是 0.01 度，约一公里，而不是 0.01 米。想在米制下算距离和面积，先投影。

坑三：精度与比例尺不匹配。30 米的影像判不出几米宽的田埂，1:10000 的图也不该用 90 米的高程去支撑。精度是由最粗的那个环节决定的，不是由最细的那个。

七、上手前的检查清单

开工前把七条过一遍，能省掉大部分返工。

最后一条最容易忽略：转换是有损的，原始数据一定留一份，出问题能回退。