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# ArcMap 台灣常見座標轉換流程

###### tags: `ArcGIS` `ArcMap` `座標轉換`

在ArcToolbox中有個 「**Create Custom Geographic Transformation**」 工具，可以提供使用者自訂座標系統轉換參數。台灣的使用者可以透過該工具自訂TWD67、TWD97、WGS84三種常見座標系統的轉換參數，設定好的轉換參數檔案(\*.gtf)預設放在以下目錄，使用者可以自行複製到其他電腦使用。

**C:\\Users\\<user>\\AppData\\Roaming\\ESRI\\Desktop<版本>\\ArcToolbox \\CustomTransformations**

設定完畢之後，定義為TWD67、TWD97、WGS84座標系統的地理資料，就可以使用 「**Project**」 工具，套用設定好的轉換參數進行座標系統轉換。因此使用ArcMap進行座標轉換流程可分為以下兩大步驟：

1.使用 「Create Custom Geographic Transformation」 建立轉換公式

2.使用 「Project」 對地理資料進行座標系統轉換

以下將針對上述兩步驟進行詳述。

## 建立轉換公式

### 建立TWD67 -- TWD97 座標轉換參數

1. 在ArcToolbox中開啟 「Create Custom Geographic Transformation」 工具，工具位於**Data Management Tools** > **Projections and Transformations**底下


2. 依照以下資料輸入對應的參數值，並點選 「OK」 即可建立完成

| 參數名稱 | 參數值 |
|------------------------------------- |-------------------- |
| Geographic Transformation Name | TWD67 -- TWD97 |
| Input Geographic Coordinate System | TWD_1967_TM_Taiwan |
| Output Geographic Coordinate System | TWD_1997_TM_Taiwan |
| Method | Coordinate Frame |

【轉換參數】

| X Axis Translation (meters) | X軸平移量(公尺) | 730.160 |
|----------------------------- |----------------- |------------------------------------ |
| Y Axis Translation (meters) | Y軸平移量(公尺) | 346.212 |
| Z Axis Translation (meters) | Z軸平移量(公尺) | 472.186 |
| X Axis Rotation (seconds) | X軸旋轉量(秒) | 7.968009465325332199694565793688 |
| Y Axis Rotation (seconds) | Y軸旋轉量(秒) | 3.5498173155125282722429064796627 |
| Z Axis Rotation (seconds) | Z軸旋轉量(秒) | 0.40634166830677981965825251394163 |
| Scale Difference (ppm) | 尺度參數 | 0.99998180 |


### 轉換方法與參數說明

本文所提及的轉換方法是根據Help中的說明，Coordinate Frame法與台灣地區常用的Bursa-Wolf法在程式引擎當中是一樣的，所以在設定時選擇Coordinate Frame法。


轉換參數則是使用史天元老師等人於**測量工程第41卷第3期**所發表的 「TWD67與TWD97大地基準轉換方法研究」 一文中所提及的七參數Bursa-Wolf基準轉換參數，並將旋轉量單位徑換算為秒（因為Create Custom Geographic Transformation工具需要輸入秒）後所得的數值。在 「TWD67與TWD97大地基準轉換方法研究」 一文中，有提到**經計算所得的七參數會有誤差，因此轉換結果也會有誤差**。

### 建立TWD97 – WGS84 座標轉換參數

1. 在ArcToolbox中開啟 「Create Custom Geographic Transformation」 工具，工具位於***Data Management Tools* > *Projections and Transformations***底下


2. 依照以下資料輸入對應的參數值，並點選 「OK」 即可建立完成

| 參數名稱 | 參數值 |
|------------------------------------- |------------------------ |
| Geographic Transformation Name | TWD97 -- WGS84 |
| Input Geographic Coordinate System | TWD_1997_TM_Taiwan |
| Output Geographic Coordinate System | GCS_WGS_1984 |
| Method | GEOCENTRIC_TRANSLATION |

【轉換參數】

| Name | Value |
|----------------------------- |------- |
| X Axis Translation (meters) | 0 |
| Y Axis Translation (meters) | 0 |
| Z Axis Translation (meters) | 0 |

### 轉換方法與參數說明

由EPSG 7.1版資料庫中查詢得知TWD97與WGS84的轉換方式名稱為 「TWD97 to WGS84」 ，編號是 「3830」 ，使用地區為 「台灣，中華民國，近陸與近海，台灣島、澎湖（澎湖群島）島」 ，轉換精度為 「1」 公尺。



註記當中說明了 「近似值有正負一公尺的水準，假設TWD97近似於WGS84的話」 。資料來源為 「OGP（International Association of Oil & Gas producers，國際油氣製造業協會）。


座標轉換方法名稱 「地理中心轉移」 。轉換參數有三個， 「X軸轉移為0」 、 「Y軸轉移為0」 、 「Z軸轉移為0」 ，且該轉換是可進行逆向轉換的。


由以上描述內容可得，TWD97經緯度基本上等同於WGS84經緯度，因為X軸、Y軸、Z軸的平移皆為0

## 座標轉換

1. 在ArcToolbox中開啟 「Project」 工具，工具位於 ***Data Management Tools \\ Projections and Transformations*** 底下


2. 只要 「Input Coordinate System」 與 「Output Coordinate System」 互為`TWD67`、`TWD97`、`WGS84`，就可以在 「Geographic Transformation」 的下拉選單中，選擇建立好的轉換公式。



3. 按下 「OK」 完成座標轉換


### 在ArcMap中加入不同座標系統的地理資料

使用ArcMap時如果加入不同座標系統的地理資料，ArcMap一般會跳出警告訊息，如下圖。


如果此時按下 「Transformation」 按鈕，也可以指定要使用的轉換參數


## TWD97與TWD67轉換結果比較

當比例尺要放到很大，會發現TWD97與TWD67地理資料會有誤差。利用 「Measure」 工具量測，視地區不同，誤差約一公尺左右。