坐标系统是 GIS 数据重要的数学基础，用于表示地理要素、图像和观测结果（如通用地理框架内的 GPS 位置）的参照系统，坐标系统的定义能够保证地理数据在软件中正确的显示其位置、方向和距离，缺少坐标系统的 GIS 数据是不完善的。

下面以ArcGIS为例论述坐标系统的运用，在 ArcGIS 软件中正确定义坐标系统以及进行投影转换的操作非常重要。

ArcGIS 中预定义了两套坐标系统：地理坐标系（Geographic coordinate System）和投影 坐标系（Projected coordinate System）。

一、地理坐标系

地理坐标系统中用经纬度来确定球面上的点位，经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。ArcGIS 中，中国常用的坐标系统为 GCS_Beijing_1954（Krasovsky_1940），GCS_Xian_1980（IAG_75），GCS_WGS_1984（WGS_1984），GCS_CN_2000（CN_2000）。

二、投影坐标系

投影坐标系的实质是平面坐标系统，始终基于地理坐标系，即“投影坐标系=地理坐标系+投影算法函数“。我国的投影坐标系主要采用高斯-克吕格投影，分为 6 度和 3 度分带投影。在ArcGIS中打开Coordinate Systems\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger目录，可以选择需要的投影，如Beijing1954坐标系（图2-12）

ArcGIS 中所有地理数据集均需要有用于显示、测量和转换地理数据的坐标系，该坐标系在 ArcGIS 中使用。如果某一数据集的坐标系未知或不正确，可以使用定义坐标系统的工具来指定正确的坐标系，使用此工具前，必须已获知该数据集的正确坐标系。

该工具为包含未定义或未知坐标系的要素类或数据集定义坐标系，位于ArcToolbox—Data management tools—Projections and transfomations—Define Projections，如图2-13所示。其中Input Dataset设置要定义投影的数据集成或要素类；Coordinate System选择为数据集定义的坐标系统。

图2-13 ArcGIS中定义坐标系

在数据的操作中，我们经常需要将不同坐标系统的数据转换到统一坐标系下，方便对数 据进行处理与分析，软件中坐标系转换常用以下两种方式。

一、直接采用已定义参数实现投影转换

ArcGIS 软件中已经定义了坐标转换参数时，可直接调用坐标系转换工具，直接选择转换参数即可。工具位于ArcToolbox—Data management tools—Projections and transfomations—Feature—Project（栅格数据投影转换工具 Raster—Project raster），在工具界面中输入以下参数（图2-14）。

Input dataset：要投影的要素类、要素图层或要素数据集；

Output Dataset：已在输出坐标系参数中指定坐标系的新要素数据集或要素类；

out_coor_System：已知要素类将转换到的新坐标系；