• GIS中图斑椭球面积的计算


    我们都知道投影就是将球面通过一定的规则展开成平面,方便浏览和计算,投影就会产生变化,无论是角度、面积还是长度。在实际工作中,经常要计算图斑面积,这里简单总结一下常用的计算方法。

    面积量算

    先来看一下ArcMap中不同坐标系统通过面积量算得到的结果。

    情况一:无空间参考,在空白地图中加载一个没有定义坐标系统的图斑(虽然没有坐标系统,但有坐标值,只不过坐标单位是未知单位),在加入时会弹出"未知的空间参考"的警告。

    使用测量工具能够量算距离和面积,虽然量测值,但是量测单位为未知,当然也就不能切换距离或面积单位了。

    情况二:地理坐标。我们将上述图斑文件定义正确的地理坐标,重新打开一个空白地图添加定义空间参考后的图斑文件,发现可以测量距离,坐标单位可以由度(数据本身的单位)切换成平面单位,但无法量测面积。

    情况三:投影坐标。我们将上述定义了地理坐标的文件投影成合适的投影坐标(38带),就可以正常量取距离和面积了。

    情况四:不同投影坐标。我们再将上述定义了地理坐标的文件投影另外一个投影带(30带),对比可看出它们二者的形变。

    通过计算几何,可看到它们的面积差距是有差距的。

    计算几何和通过!shape.Area!计算的结果都一样,都是投影面积。

    一般地,采用高斯3度投影,相邻的两个投影带计算的面积差距可能几十到几百平方不等。因此,这个面积只能是一个粗略值,在一些对面积精度要求比较高的项目中(如承包地)则不能采用投影面积。

    椭球面积

    那么,更准确一点的就是椭球面积,这里不讲椭球面积的计算公式,在二调项目时,国土资源部下发了《关于统一图幅理论面积与图斑椭球面积计算要求》的通知,对图幅理论面积与图斑椭球面积计算公式进行了细化,明确了面积计算方法,统一了公式中的有关参数,有兴趣的可以自行查询和编程实现。

    在ArcMap使用!shape.geodesicArea!即可计算,可以看出,面积1(38带)更接近椭球面积,而面积2(30带)则差距很大,因此选择一个正确的投影非常重要。

    值得注意的:

    (1)同一个数据,在其地理坐标系统和投影坐标系统下计算的椭球面积有细微差距,原因是投影坐标计算椭球面积时,要先将投影转换成地理坐标模型,这个转换会有误差。

    (2)如果需要生成指定单位的椭球面积,可以在后面@单位,如!shape.geodesicArea@SQUAREMETERS!,表示的单位是平方米,如果不定,则是坐标系统的默认单位。

    (3)未定义任何坐标系统的数据无法计算椭球面积。

    代码实现

    使用Python代码,利用ArcPy计算:

    # 投影面积计算
    arcpy.CalculateField_management(fc,"ProjectArea","!shape.Area!","PYTHON_9.3")
    # 椭球面积计算
    arcpy.CalculateField_management(fc,"GeoArea","!shape.geodesicArea@SQUAREKILOMETERS!","PYTHON_9.3")
    

    使用C#代码,利用ArcObject接口计算:

    线接口:IPolycurveGeodetic.LengthGeodetic

    面接口:IAreaGeodetic.AreaGeodetic

    private void GetArea(IFeatureClass featureClass)
    {
        IFeatureCursor featureCursor = featureClass.Search(null, true);
        IFeature feature = featureCursor.NextFeature();
        Console.WriteLine($@"序号          投影面积         正截面          测地线        等角航线        大椭圆面积");
        while (feature != null)
        {
            IArea area = (IArea)feature.Shape;
            IAreaGeodetic areaGeodetic = (IAreaGeodetic)feature.Shape;
            ILinearUnit linearUnit = new LinearUnitClass();
            double geodeticArea1 = areaGeodetic.AreaGeodetic[esriGeodeticType.esriGeodeticTypeNormalSection, linearUnit];
            double geodeticArea2 = areaGeodetic.AreaGeodetic[esriGeodeticType.esriGeodeticTypeGeodesic, linearUnit];
            double geodeticArea3 = areaGeodetic.AreaGeodetic[esriGeodeticType.esriGeodeticTypeLoxodrome, linearUnit];
            double geodeticArea4 = areaGeodetic.AreaGeodetic[esriGeodeticType.esriGeodeticTypeGreatElliptic, linearUnit];
            Console.WriteLine($@"{feature.OID}           {area.Area}         {geodeticArea1}         {geodeticArea2}         {geodeticArea3}           {geodeticArea4}");
            feature = featureCursor.NextFeature();
        }
    }
    

    作者:我也是个傻瓜
    出处:http://www.cnblogs.com/liweis/
    签名:成熟是一种明亮而不刺眼的光辉。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/liweis/p/15755201.html
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