详细讲解ArcMap中的中央子午线

首先将两幅地理坐标系都一样的（都是GCS_WGS_1984）世界地图加载到ArcMap中，由于数据框的坐标系由第一个加载进来的数据坐标系决定，为此查看数据框可以知道其坐标系是GCS_WGS_1984。但是其中一个世界地图“世界大洲”是投影坐标系（基于GCS_WGS_1984地理坐标系进行的投影），另外一个“country”是地理坐标系GCS_WGS_1984，没有进行投影，如下图所示：

在这里多嘴说一下，投影坐标系（平面）是在地理坐标系（曲面）的基础上经过转换运算（拍扁）得到的，此时在数据框中两个数据的空间位置分别如下图所示：

图 1country

图 2世界大洲

提出问题：为什么两个不同坐标系的数据在数据框中的空间位置是一样的呢？

首先数据框的坐标系被第一个加载进来的数据“country”决定了，为此数据框和“country”的坐标系是一样的，此时“country”显示的空间位置形态就是其真正的空间位置形态。至于“世界大洲”，其坐标系是投影坐标系WGS_1984_Web_Mercator_Auxiliary_Sphere，理应不是这种空间位置形态，但是由于数据框的存在，“世界大洲”的坐标系就得迎合数据框的规定，也就是说，任何具有正确坐标系的空间数据加载到数据框中都会暂时地转换到和数据框一样的坐标系，不会改变原始数据的坐标系，目的就是为了统一显示数据。

不改变数据框的坐标系，改变数据本身坐标系的中央子午线。

这时候重新创建*.mxd工程文件，我将“世界大洲”数据单独放到一个数据框中，其原始正确的空间位置如下图所示，由于是墨卡托投影，整个地图像一个竖着的长圆柱展开一样。

图 3世界大洲正确空间位置

接下来我们对“世界大洲”使用【数据管理】|【投影和转换】|【定义投影】工具，选中其原始坐标系，右键选中“复制和修改”

在新弹出的界面将“世界大洲”的中央子午线设置为90°，如下图所示：

“世界大洲”在更改中央子午线之后，其在数据框的空间位置已经变成了如下图4所示分布，其原先正确的中央子午线位置已经被替换为了西经90度经线，相对向东运动了90度，也就是说在该数据中，国际日期变更线经度（真实经度是东经180度）变成了西经90度，后面我还设置为了-90度，其空间位置如下图5所示，0度经线穿过了孟加拉湾（真实经度是东经90度）。

图 4中央子午线为90°               图 5中央子午线为-90°

这时候我试试使用【数据管理】|【投影和转换】|【投影】对“世界大洲”未进行【定义投影】的原始备份文件分别进行投影，右键选中“复制和修改”，在新弹出的界面分别设置中央子午线为90°和-90°，如下图所示：

输出结果其实和原始数据的空间位置是一模一样的，只不过分别在西经90度经线和东经90度经线上出现了一条分界线，如下图所示：

图 6中央子午线为90°            图 7中央子午线为-90°

提出问题：为什么两个工具一样的操作产生的结果不一样呢？

首先我们得明白这两个工具分别是什么作用，【定义投影】一般用于没有定义坐标（坐标系为Unknown）或坐标系不正确的矢量数据定义正确的坐标系，【投影】一般用于有正确坐标系（不管是地理坐标系还是投影坐标系，也有人说要投影坐标系才可以，但是我试过地理坐标系也可以转了）的矢量数据转换到其他坐标系，【定义投影】不会产生新文件，【投影】会产生新文件。

我们使用【定义投影】确确实实成功将“世界大洲”的投影坐标系整体进行了一个大翻转，这个我个人理解是工具认为“世界大洲”没有坐标系，然后将自定义中央子午线为180度的投影坐标系重新作为该数据的新的正确坐标系。至于【投影】为什么不会发生变化我真不知道，可能更深层理论的东西还不知道，欢迎各位大佬批评指正！！！

地理坐标系下无法进行中央子午线的修改，要注意只有投影坐标系才有中央子午线这个说法，两者具体差别可以参考*.prj文件，所以我在修改中央子午线时使用的是坐标系为投影坐标系的“世界大洲”数据。

前面说到了，数据框坐标系可以暂时按照当前指定坐标系进行数据显示，那么我只改变数据框坐标系的中央子午线是不是也可以让地图以不同的空间位置显示在视图中？答案是可以的。

我们可以直接在数据框属性中修改坐标系的中央子午线，分别将数据框坐标系中央子午线设置为90度和-90度，数据还是“世界大洲”的原始数据，结果如下图所示：

图 8中央子午线为90°              图 9中央子午线为-90°

细心的同学可以发现一个问题，数据框中设置中央子午线为90度，视野中心变成了东经90度，而对数据本身通过【定义投影】设置中央子午线为90°视野中心却是在西经90°，设置中央子午线为-90°视野中心却是在东经90°，两者刚好相反。

我是这样理解的，数据框就相当于一个观察地图的移动窗口，数据本身相当于一幅周期性的连续不断的地图。当设置数据框的中央子午线为90度时相当于窗口向东移动了90度，而所观察的地图静止不动，为此视野中心会随之移动。对数据本身进行【定义投影】设置中央子午线为90度就相当于窗口不动，地图向东移动了90度，所以我们看到的视野中心是地图的西经90度。