关于地理坐标系和地图投影相关的问题及相关数据处理的疑问。希望大家一起讨论

ゞ真永远ǒ

自己非地理科班出生，对有些地理上的问题思考不是很深入透彻，坛里高手很多，也很热心。最近在处理一遥感，气象相关数据的时候碰到了一些关于地理坐标系和地图投影的困惑。希望大家能够一起讨论，帮忙解答。关于地理坐标系和地图投影，我先简单谈下自己的理解（因此涉及到对后面产品的理解），不知道对不对，希望错了大家帮忙指正。
关于地理坐标系： 这个概念的产生主要是由于地球是不规则的形体，因此为了方便表示地球上具体的某个位置，需要利用规则的椭球体去近似地球，将整个地球看成一个椭球体。有了椭球体后就可以用定义的经度和纬度去表示地球上某个具体的位置。因此地理坐标系又称为经纬度坐标系。我们常说的WGS-84,北京54，西安80都是地理坐标系，它们的区别在于采用的近似椭球体不一样。这是我对地理坐标系的理解
地图投影：这个概念的产生是由于在椭球面上计算角度距离十分麻烦，且地图通常是印刷在平面纸张上的，因此需要将地球椭球体通过一定的投影算法转成平面，这就是地图投影。转成了地图投影之后就有了平面坐标系，也就是通常说的XY坐标，地球上的某个具体位置可以用（x,y）单位为m或者km表示。从这个概念上看，必须要先有地理坐标系才有投影，也就是投影是基于先将地球用一定的椭球体近似之后，再展开成平面。常用的投影有UTM，高斯克吕格，等角，等积，等距等。这是我对地图投影的理解。
OK，下面谈具体的问题-----------------------------------------------
我处理过一些遥感的，模型模拟和再分析的数据。现在通常我们面临的一个问题是：需要将这些产品进行比较和验证来判断这些产品的可靠性。然而不同的产品不仅数据格式不一样，其分辨率、投影方式也不一样。要想对它们进行比较，首先要把它们处理到一个相同的基准（如同分辨率，同投影方式），才好进行比较。同时如何找到对应的地面实测值（真值）进行验证也是我们通常需要处理的问题。在这个过程中，我遇到了一些困惑，希望坛里高手帮忙解答或者讨论。
1. 是不是按照国际惯例，现在所有的产品（比如遥感MODIS,AMSR-E，模型模拟VIC,Noah，再分析ECMWF等）默认的地理坐标系就是WGS-84？包括很多地面实测值，比如站点给出的经纬度坐标也是基于的WGS-84？（需要说明的是，有很多时候这些产品或者实测值并没有提及使用的地理坐标系）。
2. 我有处理过一些固定投影的产品，比如NASA AMSR-E的亮温产品，它有两种产品。一种的投影方式为EASE-GRID，产品分辨率为25 km。这个好理解，根据投影的定义，可以用Km来表示距离，相当于一个像素的大小为25km*25km。它的另外一种产品投影方式表示为“Quarter-degree“（四分之一度），分辨为0.25度（http://nsidc.org/data/docs/daac/nsidc0301_amsre_gridded_tb.gd.html）。而0.25度，0.5度，0.125度，1度等也通常是很多其他产品空间分辨率的表示方法。这种分辨率最大的优势我感觉在于：在找对应的地面实测值（比如站点观测值）的时候比较方便找到站点所落在的产品对应的格网。比如一个产品分辨率为0.25度的话，那么在全球范围内便是720行，1440列。已知某个观测站点的坐标为（**纬度，**经度），可以计算出该站点对应落在哪一行哪一列。这样方便进行产品的验证。但是我困惑的是，给出分辨率为0.25度或**度的产品，他们究竟是进行了投影还是没有进行投影而仅有地理坐标系？如果进行了投影，这种投影算什么投影方式（等距？）？是不是我的理解有误区（我的理解就是进行了投影之后，分辨率应该用米或者km等表示，我意识里经纬度的表示是仅针对地理坐标系的）？
3. 我见过一些文章在对不同产品进行对比时，为了统一，将产品重采样到了一个空间分辨率。比如都统一成0.25度（我自己也根据网站提供的程序进行过转换）。我再想比如讲上述提到的投影方式为EASE-GRID 分辨率为25Km的产品重采样到0.25度，那么这个新的产品的投影方式是什么？重采样的过程是否自动考虑了投影的转换？比如ARCGIS里就有重采样的工具，里面只涉及到了分辨率的填写，并没有涉及到投影方式的选择。
4. 如果已知一种产品的投影方式和分辨率，这种投影方式比较陌生（官网并未提供相关转换程序），如何批处理实现把这种产品（长时间序列）转成为0.25度或**度分辨率的产品？我相信坛里很多人处理过，有什么比较简便的批处理方法吗？
上面有些表达可能不是太准确，希望能够交流讨论，谢谢！

chende2008x

1.数据要显示出来必须要有坐标系统
2.坐标系包括地理坐标系、投影坐标系……
3.地理坐标系即每个数据点都对应唯一的经纬度坐标，数据必须有地理坐标系统
4.投影坐标系是为了解决二维图显示空间数据的问题（地球表面是球面），常用的有墨卡托投影（经线平行不相交）、兰伯特投影（经线不平行）……
5.10*10km、2.5*2.5deg是分辨率，一般1deg约100km
6.要统一分辨率和研究区域才可比较数据，所以需要调整分辨率（重采样、空间插值）

我学应用气象，这些也是基础，楼主需要找相关书籍来看。

ゞ真永远ǒ

chende2008x 发表于 2015-5-29 21:40
1.数据要显示出来必须要有坐标系统
2.坐标系包括地理坐标系、投影坐标系……
3.地理坐标系即每个数据点都 ...

谢谢你耐心的答复。但是我还是不太明白，比如空间分辨率为0.25度的产品，它的投影方式到底是什么？我理解的一个产品如果有固定的投影，那么它的分辨率应该是以m或者千米这样的单位。不知道我的理解是不是有误。我总认为0.25度的产品没有投影，只是有地理坐标而已。
另外在对数据进行重采样的时候，比如我上面提到的把投影方式为EASE-GRID分辨率为25km的数据重采样成0.25度。那么这个重采样成0.25度的产品，它的投影方式又是什么？ARCGIS里有resample的工具，只需要输入分辨率，不涉及投影方式。这个我不太懂，也不太理解。
你在处理过这么多的产品或者数据里，有没有碰到过地理坐标不是WGS84的？
不知道能否解答下我的困惑，谢谢。

chende2008x

ゞ真永远ǒ 发表于 2015-5-29 22:36
谢谢你耐心的答复。但是我还是不太明白，比如空间分辨率为0.25度的产品，它的投影方式到底是什么？我理解 ...

空间分辨率只是表示像元代表的实际大小，例如0.25deg，就是代表25km。并不意味着投影坐标系统。

大部分公开数据都包含投影坐标系，方便使用者通过软件来查看（如果没有投影坐标系，ArcGIS会提示警告）。

你可以通过软件重新定义数据的投影坐标，至于用什么投影，自己决定。

ゞ真永远ǒ

chende2008x 发表于 2015-5-30 08:17
空间分辨率只是表示像元代表的实际大小，例如0.25deg，就是代表25km。并不意味着投影坐标系统。

大部 ...

你的意思是空间分辨率和产品是什么投影毫无关系是吗？比如UTM，高斯克吕格，等角，等积等投影的产品，它们的分辨率即可以是25km或10km或者0.25度？

chende2008x

ゞ真永远ǒ 发表于 2015-5-30 21:21
你的意思是空间分辨率和产品是什么投影毫无关系是吗？比如UTM，高斯克吕格，等角，等积等投影的产品，它 ...

可以这么说，分辨率与投影坐标无关。

ゞ真永远ǒ

chende2008x 发表于 2015-5-30 21:23
可以这么说，分辨率与投影坐标无关。

谢谢。那有的文章写的将产品从空间分辨率为**公里转换成**度，是不是产品还是保持了原有的投影方式和地理坐标，而只仅仅改变了空间分辨率？也就是投影信息是没有变的。是这样吗？

chende2008x

ゞ真永远ǒ 发表于 2015-6-2 15:54
谢谢。那有的文章写的将产品从空间分辨率为**公里转换成**度，是不是产品还是保持了原有的投影方式和地理 ...

yes。that's all。

ゞ真永远ǒ

chende2008x 发表于 2015-6-3 08:12
yes。that's all。

谢谢，最后一个小问题。你在批处理许多数据进行分辨率的转换时，比如**km转成**度，一般用的是什么方法？是编程呢还是有固定的软件可以实现这种批处理？
另外关于我的这个问题你说需要看看相关的书籍，请问有什么书籍可以推荐下呢？
再次感谢哈

chende2008x

《地理信息系统导论》，《ENVI遥感影像处理》……