地理坐标系与投影坐标系区别
空间参考中主要包含大地水准面、地球椭球体、投影坐标系等几部分内容。地图投影就是把地球表面的任意点，利用一定数学法则，转换到地图平面上的理论和方法，一般有两种坐标系来进行表示，分别是地理坐标系和投影坐标系。如下图所示，描述了地理坐标系与投影坐标系之间的关系。
参考椭球体
表1 常见的参考椭球体及其参数
| 椭球名称 | 长半轴（米） | 短半轴（米） | 扁率的倒数 |
|---|---|---|---|
| Clarke1866 | 6378206.4 | 6356583.79999898 | 294.9786982 |
| Bessel1841 | 6377397.155 | 6356078.965 | 299.1528434 |
| International 1924 | 6378388 | 6356911.9 | 296.9993621 |
| Krassovsky 1940 | 6378245 | 6356863.01877305 | 298.2997381 |
| IAG75 | 6378140 | 6356755.28815753 | 298.257 |
| GRS 1980 | 6378137 | 6356752.31414036 | 298.257222101 |
| WGS 1984 | 6378137 | 6356752.31424518 | 298.257223563 |
| CGCS2000 | 6378137 | 6356752.31414036 | 298.257222101 |
基准面
基准面是在特定区域内与地球表面极为吻合的椭球体。
基准面 = 椭球体 + 本初子午线
表2 常见基准面
| 基准面名称 | 描述 | EPSG |
|---|---|---|
| China 2000 | 椭球体：CGCS2000 本初子午线：格林尼治0° | EPSG:1043 |
| World Geodetic System 1984 | 椭球体：WGS 84 本初子午线：格林尼治0° | EPSG:6326 |
| Xian 1980 | 椭球体：IAG 1975 本初子午线：格林尼治0° | EPSG:6610 |
| Beijing 1954 | 椭球体：Krassovsky 1940 本初子午线：格林尼治0° | EPSG:6214 |
| North American Datum 1927 | 椭球体：Clarke 1866 本初子午线：格林尼治0° | EPSG:6267 |
| North American Datum 1983 | 椭球体：GRS 1980 本初子午线：格林尼治0° | EPSG:6269 |
地理坐标系
地理坐标系 = 基准面 + 本初子午线 + 角度测量单位
表3 常见地理坐标系
| 地理坐标系名称 | 描述 | EPSG |
|---|---|---|
| Beijing 1954 | 基准面：Beijing 1954 本初子午线：格林尼治 0° 角度单位：0.0174532925199433弧度 单位：度 | EPSG:4214 |
| Xian 1980 | 基准面：Xian 1980 本初子午线：格林尼治 0° 角度单位：0.0174532925199433弧度 单位：度 | EPSG:4610 |
| WGS 84 | 基准面：WGS 1984 本初子午线：格林尼治 0° 角度单位：0.0174532925199433弧度 单位：度 | EPSG:4326 |
| China Geodetic Coordinate System 2000 | 基准面：China 2000 本初子午线：格林尼治 0° 角度单位：0.0174532925199433弧度 单位：米 | EPSG:4480 |
| North American 1927 | 基准面：North American 1927 本初子午线：格林尼治 0° 角度单位：0.0174532925199433弧度 单位：米 | EPSG:4267 |
| North American 1983 | 基准面：North American 1983 本初子午线：格林尼治 0° 角度单位：0.0174532925199433弧度 单位：米 |
投影方法
表4 常见的4种投影方法
| 投影方法 | 描述 | 适用范围 |
|---|---|---|
| Albers投影（等积正割圆锥投影） |  | 最适合于东西方向分布的大陆板块，不适合南北方向分布的大陆板块。 |
| Lambert兰伯特投影（等角正割圆锥投影） |  | 全球1:100万地形图的数学基础，适用于小于1：100万（包括1：100万)的地图。 |
| 墨卡托投影，Mercator（等角正切圆柱投影） |  | 恒定方位线是直的，有助于导航。 |
| 高斯-克吕格（横向墨卡托，等角横切圆柱投影） |  | 我国主要采用该投影，适用于1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺的地形图。 |
表5 高斯-克吕格（Gauss Kruger）与通用横轴墨卡托（UTM）区别
| 高斯-克吕格（Gauss Kruger） | 通用横轴墨卡托（UTM） | |
|---|---|---|
 |  | |
| 东偏移量 | 500000 | 500000 |
| 北偏移量 | 0 | 0 |
| 起始纬度 | 0 | 0 |
| 比例因子 | 1 | 0.9996 |
| 线性单位 | 米 | 米 |
高斯-克吕格和 UTM 投影都是横向圆柱投影。在高斯-克吕格图中，横向圆柱与中央子午线相切，而在 UTM 图中横向圆柱切割是椭球的，这将导致在距中央子午线约 180 公里处有两个穿透圆，它们被投影成真实的长度。UTM 中的中央经线以 0.9996 的比例因子投影。
投影坐标系
投影坐标系 = 地理坐标系 + 投影方式 + 线性单位
表6 常见投影坐标示例
| 投影坐标系名称 | 描述 |
|---|---|
| Beijing 1954 3 Degree GK CM 117E | 地理坐标系：Beijing 1954 投影方式：3度带高斯克吕格，以117度为中央子午线 单位：米 |
| Xian 1980 GK Zone 19 （坐标加带号） | 地理坐标系：Xian 1980 投影方式：6度带高斯克吕格，以19*6-3=111度为中央子午线 单位：米 |
| CGCS2000 GK CM 117E | 地理坐标系：China Geodetic Coordinate System 2000 投影方式：6度带高斯克吕格，以117度为中央子午线 单位：米 |
参考资料：
科学网—八类地图常用的投影方法 - 杨峰峰的博文 (sciencenet.cn)
List of map projections - Wikipedia
高斯-克鲁格映射和 UTM 映射有什么区别？ | 下萨克森州地理信息和州测量局 (niedersachsen.de)
《GDAL源码剖析与开发指南》