1:1万比例尺4D产品的坐标转换方法

摘要： 通过分析不同坐标转换模型的转换原理，指出了各模型的适用范围，阐述了1:1万比例尺4D产品的坐标转换方法，为测绘数据向2000国家大地坐标系的转换提供了行之有效的方案。

关键词 ： 坐标转换方法；转换模型；4D产品

Abstract: through the analysis of different coordinate transformation model of the conversion principle, points out that the scope of application of the model, this paper expounds the 1:1 scale all 4 D product of coordinate transformation method, surveying and mapping data for 2000 countries to coordinate transition the earth provides effective solutions.

Keywords: coordinate transformation methods; The transformation model; 4 D product

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1 坐标表示方法

目前大致有三种坐标表示方法：大地坐标，空间直角坐标和平面坐标。我们通常用的WGS-84坐标就是大地坐标，北京54坐标就是平面坐标。

2 坐标转换模型

在同一个椭球里的转换是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密的。在不同椭球的坐标系之间转换是不存在一套可以全国通用的转换参数。一般而言相对比较严密的转换方法是用七参数法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K。要求得一个地区的转换七参数就需要3个以上的重合点，如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km，则可以用三参数，即X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K视为0，所以三参数只是七参数的一种特例。常用的七参数坐标转换模型是Bursa七参数坐标转换模型。

Bursa七参数坐标转换模型

在一个椭球的不同坐标系中转换还会用到平面转换，一般分为四参数和平面网格拟合两种方法，四参数法应用较多。计算四参数只需要两个重合点。

平面四参数坐标转换模型

3 应用

随着国家2000坐标系的推行，对于我省之前建立的1980坐标系的1:1万4D产品数据库要向2000国家大地坐标系转换。应用上述的坐标转换模型可完成此项工作。

（1）DLG数据库转换

a）利用七参数转换，求得每个图幅的四个图廓点坐标改正量；

b）根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量，按双线性内插等方法计算图幅内各要素点的坐标改正量；

c）根据图幅内各要素点的原始坐标及坐标改正量，计算2000国家大地坐标系下的图幅内各要素点的坐标；

d）与周边图幅拼接；

e）按照2000国家大地坐标系下对应1:1万标准分幅添加2000国家大地坐标系下新的公里格网层；

f）完成图廓更改、数据编辑、换带接边、拓扑重建；

g）对空间数据库元数据相关条目进行更改；

h）数据入库等数据后处理工作。

（2）DRG数据库转换

a）根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量，按双线性内插等方法计算图幅内公里格网点的坐标改正量；

b）根据本图幅的四个图廓点及图幅内公里格网点的原始坐标及坐标改正量，计算2000国家大地坐标系下的四个图廓点及图幅内公里格网点的坐标，逐公里格网点纠正1:1万DRG数据；

c）修改元数据相关条目。

（3）DEM数据库转换

利用生产DEM所使用的矢量特征点线完成数据转换。

a）参照DLG数据的转换方法，将矢量特征点线数据转换成2000坐标系；

b）构造TIN；

c）按相关规范或规定内插DEM；

d）修改元数据条目。

（4）DOM数据库转换

原数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据，是连续的灰度或RGB栅格数据，在转换中应保持原影像分辨率。

a）在原DOM上叠加相应坐标系统的内图廓及公里格网；

b）根据选用的本图幅的四个图廓点坐标改正量，按双线性内插等方法计算图幅内公里格网点的坐标改正量；

c）根据本图幅的四个图廓点及图幅内公里格网点的原始坐标及坐标改正量，计算2000国家大地坐标系下的四个图廓点及图幅内公里格网点的坐标，逐公里格网点纠正1:1万DOM数据；

d）转换后，删除内图廓及公里格网；

e）修改元数据相关条目。

4 常用的坐标转换软件

目前，能够实现坐标转换的商业软件主要有以下几种：

arcgis：能实现针对矢量数据的任意两个椭球的七参数转换；

erdas：能实现针对栅格数据的wgs84坐标系到其它坐标系的七参数转换；

南方cass：能实现针对文本及cad数据的任意两个坐标系的平面四参数转换。

5 结束语

对于同一种坐标转换要求，有时可采用不同转换方法实现，但无论采用哪种坐标转换方法，都要进行检查点检查或转换精度评定，以保证转换结果的正确。

参考文献：

[1] 胡毓钜等.地图投影[M].武汉测绘科技大学，1997.

[2] 胡鹏，胡毓钜，吴艳兰等.地球数字产品的空间数学基础[J].地球信息科学，2001.

[3] 王卉，王家耀.无缝GIS 发展的两个关键技术.测绘通报，2002.

[4] 常燕卿.大型GIS 空间数据组织方法初探.遥感信息，2000.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。