地球空間坐標框架

所謂數字地球坐標框架，是指定義、規範和度量運行在數字地球環境下的海量多維時空信息的坐標參照系統。

基本介紹

• 中文名：地球空間坐標框架
• 類型：坐標參照系統
• 學科：地理
• 主要內容：地球參考橢球體、空間坐標系統等

基本定義

主要內容包括地球參考橢球體、空間坐標系統等內容。正像骨骼對人體的 連線和支撐作用一樣，數字地球坐標框架是組織和管理浩如煙海的數字地球中全方位、多平 台、多格式空間地理信息的數學基礎。

作用

由現代大地測量學可知,地球是一個兩極略扁的旋轉橢球體，表面具有極不規則的自然地形 ，其內部結構和質量分布複雜易變，周圍由大氣環繞，外部受太空月亮、太陽等天體吸引， 這些因素決定了地球的大小、形狀及重力場分布的複雜性，人們很難用簡單的數學方法來準 確描述真實地球的情況，而只能採取近似的方法來表示。

提出原因

為了用數學語言描述地球，人們需要將地球表面用規則的幾何體來替代，從地球自然表面、 大地水準面、旋轉橢球面直到用簡單數學函式表達的參考橢球體，以便通過地圖投影將三維 曲面轉化成二維平面。但是由於地球表面不同地區的地形起伏差異很大，採用單一橢球體時 勢必造成某地區的誤差小而其他地區誤差很大的結果。因此從本世紀開始，不同國家、不同 地區先後採用了逼近本國或本地區地球表面的橢球，如美國的海福特橢球體、英國的克拉克 橢球體、白塞爾橢球體和原蘇聯的克拉索夫斯基橢球體等。但是這樣就造成了目前世界各國 的地理信息沒有統一的空間坐標體系，因而這些數據很難共享與交換。為了實現數字地球計 劃中不同國家的空間數據信息共享，必須規範和統一世界上不同國家和地區的地球參考橢球 體。數字地球參考幾何體的目標是充分研究地球表面的形態特徵，並根據現有地區和全球范 圍的地球橢球體的數學模型計算出適合數字地球需要的地球參考幾何體。它既可以涵蓋已有 的地球參考橢球體，同時又能完成不同國家和地區的參考橢球體之間的坐標變換，此外它還 可根據具體的地學套用主題、地理區域、範圍和比例尺條件等因素自動選擇最佳的地球參考 幾何體。