美国国家平面坐标系
描述
美国国家平面坐标系 (SPCS) 不是一种投影（也称为 SPC、美国国家平面或美国国家）。该坐标系将美国的 50 个州、波多黎各和美国维尔京群岛分割为 120 多个带编号的部分（称作区）。每个区都具有已指定的编号，该编号定义区的投影参数。
为何使用美国国家平面？
美国政府组织以及与其一起工作的团体主要使用美国国家平面坐标系。通常，这些是县或市数据库。使用 SPCS 的优势是数据与其他覆盖相同区域的数据库在共同的坐标系中。
什么是美国国家平面？
美国国家平面坐标系设计用于美国的大比例制图。它由美国海岸和大地测量局在二十世纪三十年代开发，用来为测量员和制图员提供共同的参考系。目的是为具有最大比例变形（万分之一）的国家/地区设计等角制图系统，另外要考虑测量精度的限制。
选择了三个等角投影：兰勃特等角圆锥投影用于东西范围较长的州（如田纳西州和肯塔基州）；横轴墨卡托投影用于南北范围较长的州（如伊利诺斯州和佛蒙特州）；洪特尼斜轴墨卡托投影用于阿拉斯加州的狭长地带，因为该位置存在一定角度。
要保持万分之一的精度，有必要将许多州分割为若干区。每个区具有其中央经线或标准纬线以保持所需级别的精度。这些区沿县的边界划分。较小的州（如康涅狄格州）只需一个区，而阿拉斯加州由 10 个区组成，并使用全部三个投影。
此处所指的坐标系称为美国国家平面坐标系 1927 (SPCS 27)。它是基于大地控制点的网络，称作北美洲基准面 1927（NAD 1927 或 NAD27）。
美国国家平面和北美洲基准面
过去 50 年的技术发展已带来了距离、角度以及地球大小和形状的测量方法的改进，再加上基准面的原点从堪萨斯州的 Meades Ranch 移到地球的质心实现了与卫星系统的兼容，这就使得有必要重新定义 SPCS 27。重新定义的且已更新的系统称为美国国家平面坐标系 1983 (SPCS 83)。SPCS 27 和 SPCS 83 的点的坐标不同。其中有多种原因。对于 SPCS 83，由 NGS 所发布的所有美国国家平面坐标以米为单位，地球的椭圆体的形状稍有不同，有些州已更改了其区的定义，并且经度和纬度的值稍微有所更改。
正式情况下，SPCS 区由其 NGS 编码标识。当 Esri 实现 NGS 编码后，它们是所推荐的联邦信息处理标准 (FIPS) 的一部分。为此，Esri 将 NGS 区标识为 FIPS 区。该推荐的标准已被撤消，但 Esri 为保证连续性而保留了 FIPS 名称。
有时人们使用较旧的美国土地管理局 (BLM) 系统。BLM 系统已过时，并且不包含一些新区的编码。数值也有重叠的情况。应该始终使用 NGS/FIPS 编码。
以下区从 SPCS 27 更改到了 SPCS 83。下面列出的区编号是 FIPS 区编号。此外，多数区的东偏移量和北偏移量或原点已更改。
- 加利福尼亚州 - 加利福尼亚州区 7（SPCS 27 FIPS 区 0407），已消除并包含在加利福尼亚州区 5（SPCS 83 FIPS 区 0405）中。
- 蒙大纳州 - 蒙大纳州的三个区（SPCS 27 FIPS 区 2501、2502 和 2503），已消除并由单一区（SPCS 83 FIPS 区 2500）取代。
- 内布拉斯加州 - 内布拉斯加州的两个区（SPCS 27 FIPS 区 2601 和 2602），已消除并由单一区（SPCS 83 FIPS 区 2600）取代。
- 南卡罗来纳州 - 南卡罗来纳州的两个区（SPCS 27 FIPS 区 3901 和 3902），已消除并由单一区（SPCS 83 FIPS 区 3900）取代。
- 波多黎各和维尔京群岛 - 波多黎各和维尔京群岛（圣托马斯岛、圣约翰岛和圣克罗伊岛）的两个区（SPCS 27 FIPS 区 5201 和 5202），已消除并由单一区（SPCS 83 FIPS 区 5200）取代。
长度单位
SPCS 27 的标准测量单位是美国测量英尺。对于 SPCS 83，最常用的测量单位是米。在美国使用两个标准以在英尺和米之间转换。支持英尺和米的那些州已对他们使用哪种英尺到米的转换方法进行了立法。两者的差别只是百万分之二，但当数据集以双精度存储时差别会变得明显。美国测量英尺等于 1,200/3,937 米或 0.3048006096 米。国际英尺为 0.3048 米。
区定义示例
下面是 SPCS 83 参数的两个示例：
|
状态 |
阿拉巴马州东部 |
田纳西州 |
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ZONE |
3101 |
5301 |
|
FIPS 区 |
0101 |
4100 |
|
投影 |
横轴墨卡托 (Transverse Mercator) 投影 |
兰勃特等角圆锥投影 |
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标准纬线 |
35°15' 36°25' | |
|
中央经线 |
-85°50' |
-86°00' |
|
在中央经线处比例因子减小 |
1:25,000 |
1:15,000 |
|
起始纬度 |
30°30' |
34°20' |
|
起始经度 |
-85°50' |
-86°00' |
|
东偏移量 |
200,000 |
600,000 |
|
北偏移量 |
0 |
0 |
用途和应用
用于标准的 USGS 7½ 和 15 四边形分幅。
用于美国多数联邦、州和地方性的大比例制图项目。
参数
Workstation
- 使用 ZONE 或 FIPSZONE 子命令来指定美国国家平面区。