图20 使用ArcToolbox中“ProjectRaster”工具进行栅格数据的坐标系转换

在选择好输入数据，并定义好输出数据及其坐标系后，用户有可能被要求定义“Geographic Transformation”。这个“Geographic Transformation”被用于两个不同地理坐标系（大地测量系统）之间的转换。只有当输入坐标系和输出坐标系拥有不同的大地测量系统时，这个输入才被要求。在某些情况下，系统会从已有的“Geographic Transformation”中根据输入和输出坐标系自动选择出合理的“Geographic Transformation”（图20），而某些情况下则需要用户从已有的“Geographic Transformation”中进行选择（图19）。

坐标系转换理论上可以在任意两个覆盖了数据范围的坐标系之间进行。坐标系转换可以在地理坐标系与投影坐标系之间，可以在地理坐标系与地理坐标系之间，也可以在投影坐标系与投影坐标系之间。

坐标系转换包括了两种过程：

1）大地测量系统（地理坐标系）转换

2）投影（或反投影）

例如，将地理坐标系“GCS_WGS_1984”转换为投影坐标系“Xian_1980_GK_CM_117E”包括了两个过程：分别是一个将大地测量系统“D_WGS_1984”转换为大地测量系统“D_Xian_1980”的过程和一个将地理坐标系“GCS_Xian_1980”投影为投影坐标系“Xian_1980_GK_CM_117E”的过程。再例如，将投影坐标系“WGS_1984_Web_Mercator”转换为投影坐标系“WGS_1984_UTM_Zone_50N”包括了三个过程：分别是一个将投影坐标系“WGS_1984_Web_Mercator”转为地理坐标系“GCS_WGS_1984_Major_Auxiliary_Sphere”的过程（反投影），一个将大地测量系统“D_WGS_1984_Major_Auxiliary_Sphere”转换为大地测量系统“GCS_WGS_1984”的过程和一个将地理坐标系“GCS_WGS_1984”投影为投影坐标系“WGS_1984_UTM_Zone_50N”的过程。

栅格数据的坐标系转换与矢量数据的坐标系转换的一个重要不同是：栅格数据的坐标系转换需要设置栅格分辨率（图21）。如果是投影坐标系之间或地理坐标系之间的转换，系统一般会默认分辨率数值不变，如果是地理坐标系与投影坐标系之间的转换，系统会自动估计出一个合理的分辨率数值。例如第2节中提到的81.4520173米对应于0.00083333333度，也即地理坐标系中的0.00083333333度对应于投影坐标系中的81.4520173米。由于这里的转换是对数据的真实坐标系的永久性转换，和在地图显示中的“临时性坐标转换”不同，栅格数据的坐标系转换不但使栅格数据的分辨率数值改变，也使新数据在目标坐标系中显示时其每个栅格不再“倾斜”，尽管其整体轮廓可能还是“倾斜”的（图21）。

图21 使用“Project Raster”工具进行栅格数据的坐标系转换时需要设置栅格分辨率

同样，个人以为，“Project”和“Project Raster”的工具名用“Transfer ”替代“Project”也许更为贴切。因为这两个工具做的工作是坐标系转换（Transfer），而不是投影（Project）。另外，ESRI将用于栅格数据坐标系转换的工具命名为“Project Raster”，却不将用于矢量数据坐标系转换的工具命名为类似对应的“Project Feature”，不知有何考虑。

因此，ArcGIS中坐标系定义和转换的工具名称（包括Define Project、Project和Project Raster）可能对用户使用工具和理解坐标系的有关概念有一定误导。

3.4 坐标系猜测

坐标系猜测是指猜测数据的真实坐标系，并且把数据的属性坐标系设置为真实坐标系。这在不知道数据的坐标系或数据的属性坐标系是错误的时候是需要的。比如，给你若干点的坐标值，但是不告诉你这些坐标值是在什么坐标系下的坐标值。在这种情况下，最好的方式是向数据的提供方询问数据的真实坐标系是什么。

如果不得不猜测数据的真实坐标系，其基本原理是根据数据的坐标值特征来猜测。经验将会很重要。如果数据的坐标值看起来像是经纬度数值，那么认为其真实坐标系为地理坐标系“GCS_WGS_1984”将不会带来很大误差。如果数据的坐标值是地面长度（通常数值很大），那么可以基本认为其真实坐标系为投影坐标系。如果知道该数据大概的空间范围，可以找出该空间范围内的坐标系正确的任一“参考数据”，将其与属性坐标系未知的“目标数据”加载于同一地图中，并将地图坐标系设置为你怀疑的投影坐标系。

当目标数据与参考数据范围吻合时，可以猜测此怀疑的投影坐标系即为目标数据的真实坐标系，并可辅以其他手段进行验证。怀疑的投影坐标系可以有很多个，选择哪些投影坐标系作为怀疑对象，需要基于经验根据数据的坐标值特征进行判断。比如，加投影带号与不加投影带号的投影坐标系中的数据X坐标值的大小在很多时候是有明显差异的。

总结

在数据分析之前，进行以下有关坐标系的准备工作是一个良好的习惯：

1）使所有数据都有坐标系定义，也即使所有数据都有属性坐标系；

2）保证所有数据的坐标系都是正确的，也即使所有数据的属性坐标系都与其真实坐标系吻合；

3）统一所有数据的坐标系，利用坐标系转换实现。并且，这种统一的坐标系一般宜为投影坐标系，因为只有在投影坐标系下才能正确地进行距离、长度、面积、坡度等度量的计算。当然，有时我们做大尺度的工作，比如进行全球尺度的显示或分析时，一般就用地理坐标系，不用投影坐标系。