测量与GIS常用坐标系及其转换
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GIS中常用坐标系的比较与转换作者:董绍轩来源:《硅谷》2013年第11期摘要 GIS中的坐标系是GIS系统的基础,正确认识并根据要求使用不同坐标系非常重要。
本文详细介绍了参心坐标系、地心坐标系和平面投影坐标系间的比较和转换关系。
关键词 gis;坐标系;坐标转换中图分类号:P22 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)11-0000-00在测量和GIS应用中,坐标系的概念是必不可少的,任何测量和绘图工作都要在一定参考系中进行。
一般常用坐标系包括地心坐标系、参心坐标系和平面投影坐标系。
建国之初,我国参照苏联的克拉索夫斯基椭球体建立了1954-北京坐标系,由于北京54坐标系的自身误差较大,我国又建立了1980-西安坐标系。
随着GPS技术的推广普及,WGS-84坐标系的应用也逐渐广泛,之后我国也建立了国家2000坐标系。
1 GIS常用坐标系1.1 参心坐标系参心坐标系建立在参考椭球的基础上,它以参考椭球的几何中心为原点,不同的参考椭球会建立不同的坐标系。
我国的北京54坐标系采用的是克拉索夫斯基椭球,西安80坐标系采用的是1975年国际大地测量协会推荐的椭球(ICA-75椭球)。
参心坐标系包括参心大地坐标系(L,B,H)和参心空间直角坐标系(X,Y,Z),椭球面上一点P点所在子午面与起始子午面所构成的二面角L叫做P点的大地经度,P点的法线与赤道面的夹角B叫做P点的纬度。
如果P点不在椭球面上,其位置的表示除了需要用(L,B)两个参数外,还要附加另一参数———大地高H。
1.2 地心坐标系地心坐标系是以地球质心为椭球中心,椭球短轴与地球自转轴重合而建立的大地坐标系。
同样包括地心大地坐标系和地心空间直角坐标系,WGS-84坐标系与我国2000坐标系都属于地心坐标系。
1.3 高斯-克吕格平面直角坐标系为了在平面上对地球表面现象进行表达和显示,需要进行投影变换。
目前最长用的是高斯-克吕格投影。
高斯-克吕格投影是一种等角投影,为了保证地图的精度,采用分带投影方法,投影后中央经线长度保持不变。
坐标转换经纬度方法
在不同的地图和GIS系统中,使用的坐标系可能会有所不同,如平面
坐标系、投影坐标系等。
为了能够在不同坐标系间进行位置的准确转换,
我们需要一些数学和地理学知识。
下面我将介绍几种常用的坐标转换经纬
度的方法。
1.WGS84转换方法:
WGS84坐标系是一种全球标准的地理坐标系,被广泛应用于地图制图
和导航系统中。
如果我们的原坐标系不是WGS84,需要将其转换为WGS84
坐标系,再进行经纬度的计算和转换。
2.地球椭球体模型方法:
地球不是完美的球体,而是稍微椭圆形状的。
因此,在进行坐标转换时,我们需要考虑地球的椭球体模型,以提高计算的准确性。
3.投影方法:
在地图制图和GIS系统中,常常需要将地球表面的三维坐标转换为二
维平面坐标。
这时,我们需要采用投影方法,将经纬度坐标投射到平面坐
标系中。
4.基准面转换方法:
在一些特殊的地理环境中,可能存在多个坐标基准面,如北京54坐
标系、西安80坐标系等。
当我们需要进行不同基准面之间的坐标转换时,需要特定的转换参数和数学模型。
5.GIS软件和工具方法:
在实际的坐标转换过程中,我们可以使用一些专业的GIS软件和在线工具来进行坐标的转换计算。
这些工具通常提供了多种常用的坐标系之间的转换方法,并能够以图形化的方式呈现转换结果。
总结起来,坐标转换经纬度的方法包括WGS84转换方法、地球椭球体模型方法、投影方法、基准面转换方法和GIS软件和工具方法。
根据不同的需求和环境,可以选择合适的方法来进行坐标转换,以获取准确的经纬度坐标。
平面坐标系之间转换计算平面坐标系之间的转换计算是地理信息系统(GIS)中的核心内容之一、在实际应用中,可能需要将一个地理坐标系(如大地坐标系)转换为另一个地理坐标系(如投影坐标系),或者将一个投影坐标系转换为另一个投影坐标系。
以下将介绍常见的一些平面坐标系之间的转换计算。
1.大地坐标系到投影坐标系的转换:在使用GIS处理空间数据时,经常需要将大地坐标系(如经纬度)转换为投影坐标系(如UTM坐标系)。
常用的方法有:(1)经纬度到UTM坐标系的转换:该转换将经纬度坐标转换为UTM坐标。
该转换涉及到大地椭球体参数的使用,如椭球体长半轴、短半轴和扁率等。
(2)经纬度到高斯-克吕格(Gauss-Krüger)坐标系的转换:该转换将经纬度坐标转换为高斯-克吕格坐标,该转换同样需要使用椭球体参数。
2.投影坐标系之间的转换:在GIS中,投影坐标系主要用于展示地理坐标系在平面上的表示。
常见的投影坐标系有UTM坐标系、高斯-克吕格坐标系和墨卡托投影坐标系等。
常用的方法有:(1)UTM坐标系之间的转换:UTM坐标系分为60个带,通过特定的转换方法可以将一个UTM坐标系转换为另一个UTM坐标系。
(2)高斯-克吕格坐标系之间的转换:高斯-克吕格坐标系的换带方式与UTM坐标系类似,通过换带可以将一个高斯-克吕格坐标系转换为另一个高斯-克吕格坐标系。
(3)墨卡托投影坐标系到UTM坐标系的转换:墨卡托投影坐标系是一种等角圆柱投影,将地球上的经纬度坐标投影到平面上,通常用于地图的展示。
3.坐标系之间的转换计算:在进行坐标系转换时,需要使用一些数学转换公式和转换参数。
例如,大地坐标系到投影坐标系的转换中,需要使用椭球体的参数,如长半轴、短半轴和扁率等;而投影坐标系之间的转换则需要使用一些坐标平移和缩放参数。
不同的坐标系转换方法会有不同的计算公式和转换参数,需要根据具体的转换方式进行计算。
4.常用的坐标系转换工具:在GIS软件中,通常会提供一些常用的坐标系转换工具,如ArcGIS、QGIS等。
测绘技术中的坐标系转换方法引言:测绘技术在各种领域中起着重要的作用,它涉及到地理空间信息的获取、处理和分析。
而在这个过程中,坐标系的转换是一项关键的技术。
本文将介绍测绘技术中常用的坐标系转换方法,探讨其原理和应用。
一、常用的坐标系在测绘技术中,常用的坐标系包括大地坐标系、投影坐标系和平面坐标系。
大地坐标系是以地球椭球体作为基准,通过经纬度来确定地点的坐标系统。
投影坐标系是将地球表面的经纬度坐标投影到平面上得到的坐标系统。
平面坐标系是将二维平面上的点用坐标表示的系统。
二、大地坐标系转换大地坐标系转换是将一个大地坐标系中的点的坐标转换到另一个大地坐标系中。
在转换过程中,需要考虑大地坐标系之间的参数差异,如椭球体参数和坐标基准的不同。
常用的大地坐标系转换方法包括七参数转换和四参数转换。
七参数转换是通过七个参数来描述两个椭球体之间的坐标转换关系。
这七个参数包括三个平移参数、三个旋转参数和一个尺度参数。
通过对原始坐标进行平移、旋转和缩放操作,可以将一个大地坐标系中的点坐标转换到另一个大地坐标系中。
四参数转换是通过四个参数来近似描述两个椭球体之间的坐标转换关系。
这四个参数包括平移参数和尺度参数。
相比于七参数转换,四参数转换方法更加简单,计算速度更快,但转换精度较低。
三、投影坐标系转换投影坐标系转换是将地球表面的经纬度坐标转换到平面坐标系中。
在转换过程中,需要考虑地球椭球体的参数和投影方式的选择。
常用的投影坐标系转换方法包括高斯投影法和UTM投影法。
高斯投影法是一种将地球表面点的经纬度坐标映射为平面坐标的方法。
通过根据地球椭球体参数选择合适的高斯投影参数,可以实现经纬度坐标到平面坐标的转换。
UTM投影法是一种将地球表面点的经纬度坐标映射为平面坐标的方法。
其将地球表面划分为60个投影带,每个带都有一个中央子午线,通过选择合适的投影带和中央子午线,可以实现经纬度坐标到平面坐标的转换。
四、平面坐标系转换平面坐标系转换是将二维平面上的点用坐标表示,并进行相互转换。
测量坐标系怎么转换测量坐标系转换是在实际测绘和地理信息系统(GIS)工作中常见的任务之一。
它是将一个坐标系中的测量数据转换为另一个坐标系中的数据的过程。
在地球表面上,由于地球的曲率和不规则性,以及不同的测量方法和技术,存在许多不同的坐标系统。
因此,将数据从一个坐标系转换到另一个坐标系对于地理空间数据的一致性和可靠性非常重要。
坐标系简介在开始讨论坐标系转换之前,让我们先了解一些基本的坐标系概念。
在地理空间中,我们使用经纬度或投影坐标来表示地理要素的位置。
•经纬度坐标系:经纬度是地球表面上一点的度量,用于表示地球上的任何位置。
经度表示地球上的东西方向,纬度表示地球上的南北方向。
经纬度坐标通常使用度(°)、分钟(’)和秒(’’)或小数度来表示。
•投影坐标系:投影坐标系是将地球表面的经纬度坐标投影到一个平面上,以便于测量和分析。
不同的投影方法会产生不同的平面坐标系。
平面坐标通常使用米或英尺来表示。
坐标系转换方法坐标系转换可以通过不同的方法来实现,具体取决于所使用的测量数据和工具。
以下是常见的几种坐标系转换方法:1. 参数转换参数转换是一种基于数学模型的坐标转换方法。
该方法使用一组模型参数来转换测量坐标系和目标坐标系之间的坐标。
这些模型参数在转换过程中起到调整和校正的作用,以确保转换的准确性。
2. 公差转换公差转换是一种根据已知控制点坐标的方法来进行坐标转换的技术。
该方法基于已知控制点的地理位置和坐标,将测量坐标通过数学计算转换为目标坐标系中的坐标。
在这种方法中,控制点的准确性和可靠性对于整个转换过程的成功非常重要。
3. 大地测量学转换大地测量学转换是一种将测量坐标转换为大地坐标的方法。
大地坐标系统是一种基于地球椭球体的坐标系统,用于测量地球表面上的点的位置。
大地测量学转换使用椭球体参数和相关的转换公式来实现坐标转换。
4. 数据转换数据转换是通过使用地理信息系统软件或工具进行的坐标转换方法。
这种方法通常涉及到将数据从一个坐标系导入到地理信息系统中,然后使用软件的转换功能将数据转换为目标坐标系。
两种七参数坐标转换方法七参数坐标转换方法是一种将不同坐标系之间的坐标进行转换的方法。
常用于地理信息系统(GIS)、大地测量学和空间测量学等领域。
以下介绍两种常见的七参数坐标转换方法:1.七参数最小二乘法:七参数最小二乘法是通过最小化两个坐标系之间的残差平方和来求解七个参数的方法。
假设有两个坐标系A和B,七个参数分别为平移量(ΔX,ΔY,ΔZ)、旋转角度(θX,θY,θZ)和尺度比例(k)。
通过找到最佳的七个参数值,使得在坐标系A和B之间的转换中,两个坐标系之间的差异最小。
2.矩阵变换法:矩阵变换法是将坐标系A和坐标系B之间的转换表示为一个矩阵的乘法运算。
这种方法将七个参数分别表示为一个3×3的旋转矩阵R和一个3×1的平移矩阵T。
具体的转换公式为:```BX=RX*AX+T```其中,BX和AX分别为坐标系B和坐标系A中的坐标值,RX为旋转矩阵,T为平移矩阵。
通过确定旋转矩阵和平移矩阵的数值,可以将坐标系A中的坐标转换为坐标系B中的坐标。
这两种七参数坐标转换方法在实际应用中都有其优缺点。
七参数最小二乘法在计算过程中需要通过迭代方法来找到最优的参数值,计算量较大;而矩阵变换法相对来说计算较为简单。
然而,七参数最小二乘法在处理大数据集时可能会得到更精确的结果。
对于具体的应用场景,可以根据实际需求选择合适的方法。
此外,在实际应用中,还有一些常见的改进七参数坐标转换方法,例如七参数地面控制点法和七参数线性组合法等。
这些方法通过引入更多的控制点或采用线性组合的方式,可以提高坐标转换的精度和稳定性。
总的来说,七参数坐标转换方法是地理信息系统、大地测量学和空间测量学等领域中常用的一种坐标转换方法,通过确定平移量、旋转角度和尺度比例等参数,可以将不同坐标系之间的坐标进行转换。
在实际应用中,可以根据具体需求选择合适的转换方法,并根据实际情况进行适当的改进。
测绘中常用的坐标系统及转换方法导读:在测绘领域中,坐标系统的运用至关重要,它能够有效地描述和定位地球上各个点的位置信息。
本文将介绍测绘中常用的坐标系统及其转换方法,帮助大家更好地了解和应用于实际工作中。
一、经纬度坐标系统经纬度坐标系统是最常见的一种坐标系统,它通过经度和纬度来描述地球上任意一点的位置。
经度是指地球表面上某点与本初子午线之间的角度差,以东西向“0度”为基准,以东经为正,西经为负;纬度则是指地球表面上某点到地球赤道的角度,以南北向“0度”为基准,以北纬为正,南纬为负。
经纬度坐标系统能够提供全球范围内的位置信息,适用于大范围的测绘工作。
二、高斯-克吕格坐标系高斯-克吕格坐标系是一种局部坐标系统,它在特定地理区域内广泛应用。
该坐标系将地球表面划分为多个几何体,每个几何体都有自己的映射关系。
当我们需要对局部区域进行高精度的测绘时,常常会选用高斯-克吕格坐标系。
该坐标系能够提供相对准确的位置信息,适用于工程测绘、地方测绘等领域。
三、UTM坐标系统UTM坐标系统全称为通用横轴墨卡托投影坐标系统(Universal Transverse Mercator),它根据地球表面的椭球形状进行投影,将地球表面划分为多个投影带,每个投影带都有自己的中央经线。
UTM坐标系统的特点是误差小、操作简单,适用于中小范围的测绘工作。
UTM坐标系统广泛应用于土地测绘、城市规划等领域。
四、坐标系统的转换方法在实际测绘工作中,我们经常需要在不同的坐标系统之间进行转换。
以下介绍几种常用的坐标系统转换方法。
1. 七参数法:七参数法是一种基于旋转、平移和尺度变换的坐标系统转换方法。
它利用已知相对控制点的坐标信息,在两个坐标系统之间进行坐标转换。
这种方法适用于大范围、高精度的测绘工作。
2. 四参数法:四参数法是一种基于平移和尺度变换的坐标系统转换方法。
它通过确定两个坐标系统之间的平移和尺度变化关系,将坐标值从一个系统转换到另一个系统。
测绘技术中的坐标系选择与转换方法讲解测绘技术在现代社会中扮演着至关重要的角色。
它不仅为建设工程、导航系统和地理信息系统等提供了必要的空间数据,还广泛应用于资源勘探、环境监测和城市规划等领域。
而在测绘过程中,一个重要的环节就是坐标系的选择与转换。
本文将深入讲解测绘技术中的坐标系选择与转换方法。
一、坐标系的选择坐标系是测量与表示空间位置的基本工具。
在测绘中,常用的坐标系有经纬度坐标系、平面直角坐标系和高斯克吕格坐标系等。
1. 经纬度坐标系经纬度坐标系是以地球为基准的坐标系。
经度表示地球表面上某点与本初子午线的角度关系,纬度表示某点与赤道平面的角度关系。
经纬度坐标系适用于大范围区域的测量,特别是全球定位系统(GPS)的应用。
2. 平面直角坐标系平面直角坐标系也称笛卡尔坐标系,是直角坐标系的一种形式。
它以平面内一条直线为X轴,垂直于X轴的直线为Y轴,通过原点建立坐标系。
平面直角坐标系适用于小范围区域的测量,如城市规划和建筑工程等。
3. 高斯克吕格坐标系高斯克吕格坐标系是一种局部坐标系,常用于国家和地区的测绘工作。
它通过将地球表面分割成多个投影带,每个带采用高斯克吕格投影方式建立坐标系。
高斯克吕格坐标系具有高精度和较小误差的特点,适用于国家级的测绘工程。
二、坐标系的转换方法在测绘过程中,经常需要将不同坐标系下的数据进行转换。
以下是常用的坐标系转换方法。
1. 三参数转换三参数转换是一种简单的坐标系转换方法,适用于不同坐标系之间存在比较小的位置偏移的情况。
它通过平移、旋转和比例尺转换三个参数来实现坐标系之间的转换。
三参数转换的精度较低,适用于简单的测量任务。
2. 四参数转换四参数转换是一种更精确的坐标系转换方法,常用于大范围区域的测量。
它除了包含三参数转换的平移、旋转和比例尺转换外,还增加了一个参数用于处理坐标系之间的错切变换。
四参数转换能够准确地处理较大的位置偏移情况。
3. 七参数转换七参数转换是一种高精度的坐标系转换方法,适用于较精细的测绘工作。
坐标系转换方法-回复如何进行坐标系转换?在地理信息系统(GIS)和数学中,坐标系转换是将一个坐标系中的坐标转换为另一个坐标系的过程。
由于地球是一个三维球体,不同的地理位置使用不同的坐标系统来表示其地理位置信息。
在进行坐标系转换时,我们需要了解待转换的坐标系和目标坐标系,以及所使用的转换方法。
下面将介绍一些常见的坐标系转换方法。
1. 七参数转换法七参数转换法是一种常用的坐标系转换方法,适用于平面坐标系和高程坐标系的转换。
这种方法通过引入七个参数(平移参数、旋转参数和尺度参数)来实现坐标系之间的转换。
通过使用这些参数,可以将一个坐标系的坐标转换为另一个坐标系的坐标。
七参数转换法比较灵活,适用于不同的坐标系之间的转换。
2. 三参数转换法三参数转换法是一种简单的坐标系转换方法,适用于平面坐标系之间的转换。
这种方法通过引入三个参数(平移参数和尺度参数)来实现坐标系之间的转换。
三参数转换法常用于地图投影的转换,例如将高斯-克吕格投影转换为经纬度坐标系。
3. 四参数转换法四参数转换法是一种常用的坐标系转换方法,适用于二维平面坐标系的转换。
这种方法通过引入四个参数(平移参数)来实现坐标系之间的转换。
四参数转换法常用于地图的平移和旋转变换,可以将一个坐标系的坐标转换为另一个坐标系的坐标。
4. 常用坐标系转换软件和工具在进行坐标系转换时,可以使用各种软件和工具来辅助完成转换过程。
一些常用的坐标系转换软件包括ArcGIS、QGIS和MATLAB等。
这些软件提供了丰富的功能和工具,可以进行坐标系定义、转换参数设置和坐标转换等操作。
此外,还有一些在线坐标转换工具可供使用,如国家测绘地理信息局的坐标转换工具等。
5. 坐标系转换的注意事项在进行坐标系转换时,需要注意以下几个问题:- 坐标系的定义:了解待转换的坐标系和目标坐标系的定义,包括坐标原点、坐标单位和坐标轴方向等。
不同的坐标系可能使用不同的定义方式,因此在转换时需要准确理解坐标系的定义。
科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY2007年第17卷第8期文章编号:1005--6033(2007)08—0139—03测量与GIS常用坐标系及其转换康志军1,郭小亮2,张东升3(1.太原理工大学矿业工程学院,山西太原,030024;2.太原市勘测测绘研究院,山西太原,030002;3.晋中市国土资源测绘院,山西晋中,030600)摘要:在介绍测量及GIS中常用坐标系的基础上,讨论了常用坐标系之间的转换关系;同时针对GIS软件开发的特点,设计了VC.net中MM_LOMETRIC坐标映射方式下实现高斯坐标系的方法。
关键词:GIS技术;坐标系;坐标变换;坐标映射中图分类号:P22文献标识码:A在大地测量和地图制图的工作中,坐标系的概念是不可缺少的,任何测量和地图制图的工作都是在一定的参考坐标系中进行的。
常用的坐标系有大地坐标系、高斯一克吕格平面直角坐标系、WGS一84坐标。
建国之初,我国建立了统一的北京54坐标系。
由于北京54坐标系的固有的缺陷,我国又研究和应用了国家80坐标系。
随着GPS技术的发展,wGS一84坐标系的应用也越来越广泛。
同时GIS技术的不断发展,在计算机中如何表达常用坐标系也成为GIS技术发展的基础。
1我国常用坐标系l-1大地坐标系大地坐标系(见图1)的确定需要依托一个参考椭球,图l中P点的子午面NPS与起始子午面NGS所构成的二面角L叫做P点的大地经度,从起始子午面起算,向东为正,叫东经(Oo一180。
);向西为负,叫西经(00。
1800)。
P点的法线Pn与赤道面的夹角口叫做P点的纬度,从赤道面起算,向北为正,叫北纬(Oo~900);向南为负,叫南纬(O。
曲O。
)。
在该坐标系中,P点的位置由(L,鳓表示。
我国的北京54坐标磊采用的是克拉索夫斯基椭球,国家80坐标系采用的是1975年国际大地测量协会推荐的椭球(ICA一75椭球),如果点不在椭球面上,表示点的位置除了(L,曰)外,还要附加另一参数一大地高日。
ⅣS图1大地坐标系1.2商斯—克吕格平面直角坐标系高斯一克吕格平面直角坐标系是在利用大地坐标系等角投影(又称为正形投影)的基础上分带投影得到,见图2(a)。
想象一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面,并且与某一条子午线(此子午线称为中央子午线或轴子午线)相切,椭圆柱的中心轴通过椭球体中心,然后按一定投影方法,将中央子午线两侧在一定经差范围内的地区投影到椭圆柱上,再将柱面展开成投影面,见图2(b)。
我国规定按经差60和30进行投影分带。
高斯投影60带,自00子午线起每隔60自西向东分带,依次编号为l,2,3……。
我国6。
带中央子午线的经度,由69。
起每隔60而至135。
,共12带。
如果带号用r/,表示,中央子.S(a)图2高斯一克吕格投影收稿日期:20(0-11-240,l卜f.。
.、S’(b)午线经度用厶表示,则它们的关系是L,-'6a一3。
高斯投影3。
带是在6。
带的基础上形成的,它的中央子午线一部分(单数带)与6。
带中央子午线重合,另一部分(偶数带)与60带分界子午线重合。
如果用n’表示30带的带号,L表示30带中央子午线的经度,它们的关系是L=3n’。
在投影面上,中央子午线和赤道的投影都是直线,并且以中央子午线和赤道的交点0作为坐标原点,以中央子午线投影为纵坐标轴,以赤道的投影为横轴,这样便形成了高斯平面直角坐标系。
我国x坐标都是正的,Y坐标的最大值(在赤道上)约为330km。
为了避免出现负的横坐标,可在横坐标前加上50万m。
此外还应该在坐标前冠以带号。
这种坐标系称为国家统一坐标系。
例如,有一点Y=19123456.789m,则表示该点位于19带内,其相对于中央子午线而言的横坐标则是:首先去掉带号,再减去500km,最后得到忙一376543.211m。
1.3WGS一84大地坐标系WGS一84大地坐标系应用的椭球参数,是由第17届国际大地测量与地球物理联合会(IuGG)推荐的值,坐标原点位于地球的质心,:轴指向BIHll984.0定义的协议地球极方向,#轴指向BIHl984.0的起始子午面和赤道的交点,Y轴与菇轴和:轴构成右手系。
GPS卫星星历就是以WGS一84坐标系为依据而建立的。
1.4商程系统高程系统有大地高系统、正高系统、正常高系统。
其中大地高系统是以为参考椭球为基准面的高程系统;正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统;而正常高系统是以似大地水准面为基础的高程系统。
我国大陆地区通用的高程系统主要为正常高系统。
高程起算原点以黄海平均海平面为基准。
2我国常用坐标系的转换我国的北京54坐标系应用的是克拉索夫斯基椭球(1940年),并与前苏联1942年普尔科沃坐标系进行联测,但1954年北京坐标系的大地点高程是以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准,高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算值,按我国天文水准路线推算出来的。
我国的国家80坐标系应用的是由第16届国际大139 万方数据康志军,郭小亮,张东升测量与GIS常用坐标系及其转换本刊E-mail:bjb@mail.sxinfo.net科技研讨地测量与地球物理联合会(IuGG)(1975年)推荐的国际椭球,大地原点设在我国的中部陕西省泾阳县永乐镇。
椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。
高程系统基准是1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面。
同时,在GPS测量中必须用到WGS一84坐标,各坐标系的转换是经常要完成的工作。
2.1裔斯正反算与换带计算高斯正算是由(£,剐求(#,Y),高斯反算是由(z,y)求(L,曰)。
高斯投影必须满足3个条件,即中央子午线投影后为直线,中央子午线投影后长度不变,投影具有正形性质。
我国在比例尺1:25000|一-1:500000图上采用6。
分带,对比例尺为1:10000和大于1:10000的图采用30分带,所以常用到3。
带和60带间的换带计算,其换算过程见图3。
图3高斯正反算与换带计算高斯投影正算:【x声=RFI((£L,,曰B;高斯投影反算:f?却:(茹,):’(1=tp2tx·,,Jl---L一厶(f为经差)2.2WGS一84坐标和北京54坐标与国家80坐标的转换坐标转化流程分别采用7参数转换计算和4参数转换计算,RlJT_维平面坐标转换计算和三维坐标转换计算。
见图4。
WGS-84坐标系空间直角坐标系(*,),)山WGS-84坐标系空间大地坐标系(口,£)■WGS-84坐标系:北京54或国家80投影)空间直角坐标系(茗,,,)J北京54或国家80直角坐标系(x,Y)WGS一84坐标系空间直角坐标系(x,,,,=)0wGs一84坐标系空间大地坐标系(B,L,H)0WGS一84坐标系(北京54或国家∞投影)空间直角坐标系(#,,,,:)图4坐标转换流程其中7参数转化存在3个平移参数和3个旋转参数,因顾及两个坐标系尺度不同,加入一个尺度参数,共计7个。
相应得坐标变换公式为:『如1fl旬噌r1f置1f必o1hI-(1概)j嘞l嘞I|Yl|+|AYo(1)【磊JL研一研l儿zlJL蝎J式中:A凰,AY。
,△磊为3个平移参数;甜,占r,&为3个旋转参数,m为尺度变化参数。
从式(1)中知至少需要3个公共点,当多于3个公共点时可以用最小二乘原理计算参数的最或然值。
4参数转换模型采用最/bz.乘原理将两个不同基准的共同点坐标可能内含的各种误差,通过最小二乘的转换。
尽可能地分配系统误差,以求得坐标系统之间的转换参数。
相应公式为:f纠=f畿】+(1+m)f篇裟jf菪je2)式中:△凰,Ay0为平移参数,a为旋转参数,m为尺度变化参数。
同样,当多于2个公共点时可以使用最小二乘原理计算参数的最或然值。
1403VC.net下的坐标映射方式与高斯坐标系统的转换VC.net中进行Windows应用程序设计时,可以采用不同的映射方式即不同的坐标系。
当前映射方式影响所有的绘图函数,不同的映射方式对应着不同的图形方式、文本的单位和坐标的增长方式。
在计算机上画一幅图时,计算机屏幕看到的区域只是图幅的一部分。
可以假设存在的一个与实际图幅相同大小的虚拟屏幕,也就是用来绘图的窗口。
与此窗口对应的坐标系是逻辑坐标系。
在缺省的映射方式MM_TEXT下,逻辑坐标向右为工正方向,向下为y的正方向,单位是像素。
缺省模式下逻辑坐标的原点在屏幕的左上角,但逻辑坐标系的原点可以移动。
绘图时能够在计算机屏幕上看到的区域是这个窗口的一部分,称为视口。
对应的坐标系是屏幕坐标系(又称为设备坐标)。
它是以屏幕的左上角为坐标原点,向右为x正方向,向下为y的正方向,单位是像素。
在图5中,ABCD表示屏幕,A点为屏幕坐标的原点。
abed表示当前图幅区域(窗口),口点为逻辑坐标的原点。
EFGH表示当前图幅的内边框,日点为当前图幅的西南角。
坐标系XOY为测量坐标系。
图5中的点P有3种坐标,即屏幕坐标(设备坐标)、逻辑坐标和测量坐标。
在鼠标按下时获取的是屏幕坐标,绘图函数使用的是逻辑坐标,用来绘图的数据是测量坐标。
因此需要建立三者的转换关系。
nEi一一二二汗?’|:,::n。
tY小·嗣u::口C冬l一鼍.一一……一一g一::D屿厂…………~图5计算机屏幕显示图下面用MM二]中ME咖c映射方式说明3种坐标的转换,在这种映射模式下,每个逻辑单位相当于0.1图幅的基本信息结构(MapInfo)的成员变量与图的对应关系如下:Maplnfo.dXsw=-H点的测量x坐标,m;Maplnfo.dYsw=H点的测量y坐标,m;Maplnfo.iMapHeight--EFGH矩形(图幅)的高度,mm;Maplnfo.iMapWidth=EFGH矩形(图幅)的宽度,toni;Maplnfo.iMapGap=abcd矩形与EFGH矩形间的距离,ram;Maplnfo.dSeale=当前需绘图比例尺分母(1)确定映射方式。
当打开图形时要确定映射方式和设置图幅的相关参数,在视类的初始化函数(DrawMapView.cpp)中添加。
VoidCDrawMapView::OnlnitialUpdata(){,股置映射方式,计算绘图区域CSizesizeTotal;CClientDCde(this);dc.SetMapMode(MM_LOMETRIC);sizeTotal.x=(Maplnfo.iMapHeight+2+Maplnfo.iMapGap)+10:,/结果单位为像素sizeTotal.y=(Maplnfo.iMapWidt^+2。
Maplnfo.iMapGap)*lO;//结果单位为像素SetScrollSizes(MMjDMETRIC,sizeTotal);}(2)屏幕坐标转换为逻辑坐标用CDC成员函数DPtoLP()实现。