顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，先基于相同中央投影經(jīng)線將A參考橢球的投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)相似變換轉(zhuǎn)換B系統(tǒng)，然后進(jìn)行在B系統(tǒng)內(nèi)在其橢球參數(shù)內(nèi)進(jìn)行換帶計算到需要的經(jīng)度平面坐標(biāo)系統(tǒng)。本發(fā)明方便了地理空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，降低轉(zhuǎn)換技術(shù)難度，解決了普通二維平面的相似變換四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型精度較差的問題。
【專利說明】
顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及測繪地理空間坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別是一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)的推廣使用，現(xiàn)有城市坐標(biāo)系統(tǒng)大多基于1954北京坐標(biāo)、1980西安坐標(biāo)系建立，它們之間需要頻繁轉(zhuǎn)換，以及GPS測量及導(dǎo)航系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)成果進(jìn)行WGS1984到與其他需要的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。不同橢球之間的轉(zhuǎn)換一般采用的計算模型為七參數(shù)相似變換模型，是基于大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三維空間直角坐標(biāo)系后，進(jìn)行兩個三維坐標(biāo)系統(tǒng)之間進(jìn)行七參數(shù)相似變換模型轉(zhuǎn)換，該模型對坐標(biāo)點數(shù)值轉(zhuǎn)換還算方便，但對于地形圖等地理空間信息數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換由于需要將二維平面數(shù)據(jù)換算成三維空間直角坐標(biāo)系，計算過程復(fù)雜，耗費(fèi)計算資源，許多現(xiàn)有G I S數(shù)據(jù)處理軟件的計算功能難以支持?；趥鹘y(tǒng)二維平面的相似變換四參數(shù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)行兩個不同橢球之間投影的平面坐標(biāo)系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換，由于投影的中央經(jīng)線不同，帶來的變形規(guī)律不同，必然導(dǎo)致轉(zhuǎn)換誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，方便了地理空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，降低轉(zhuǎn)換技術(shù)難度，解決了普通二維平面的相似變換四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型精度較差的問題。
[0004]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，具體提供兩個參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng):A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)、B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)，其中，A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)的高斯投影中央經(jīng)線為La，B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)的高斯投影中央經(jīng)線為Lb;還包括以下步驟:
[0005]步驟SI:選擇數(shù)據(jù)區(qū)域地理范圍的中央經(jīng)線，設(shè)置統(tǒng)一經(jīng)線值L。，計算基于所述統(tǒng)一經(jīng)線值Lc的相似變換四參數(shù)；
[0006]步驟S2:將A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)從高斯投影中央經(jīng)線1^換帶計算到高斯投影中央經(jīng)線為Lc的平面坐標(biāo)系統(tǒng)；
[0007]步驟S3:將高斯投影中央經(jīng)線為Lc的A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)通過步驟SI求取的相似變換四參數(shù)轉(zhuǎn)換到B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)，此時高斯投影中央經(jīng)線為L。；
[0008]步驟S4:在步驟S3得到的B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)將高斯投影中央經(jīng)線Lc換帶計算到高斯投影中央經(jīng)線Lb平面坐標(biāo)系統(tǒng)。
[0009 ]進(jìn)一步地，所述相似變換四參數(shù)包括兩個平移、旋轉(zhuǎn)、縮放。
[0010]進(jìn)一步地，所述參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)為1954北京坐標(biāo)、1980西安坐標(biāo)系、WGS1984或CGCS2000。
[0011]進(jìn)一步地，所述統(tǒng)一經(jīng)線值Lc應(yīng)選擇在數(shù)據(jù)區(qū)中央，用以保證計算相同中央投影經(jīng)線的A、B參考橢球平面坐標(biāo)系統(tǒng)的相似變換轉(zhuǎn)換四參數(shù)的數(shù)據(jù)精度。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果:
[0013]1、改進(jìn)模型計算方法；
[0014]2、提高計算精度與速度；
[0015]3、降低坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)難度。
[0016]本發(fā)明顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，是在傳統(tǒng)二維平面的相似變換四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型基礎(chǔ)上，研究了不同參考橢球的投影變形規(guī)律基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)的一種改進(jìn)方法。顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法可以有效地保證轉(zhuǎn)換精度達(dá)到毫米級，并且可以有效利用現(xiàn)有ARCGIS、SUPERMAP、AUTOCAD等GIS軟件結(jié)合本方法開發(fā)地理空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換軟件。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法的投影中央經(jīng)線邏輯關(guān)系示意圖1。
[0018]圖2為本發(fā)明顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法的投影中央經(jīng)線邏輯關(guān)系示意圖2。
[0019]圖3是本發(fā)明顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法的基于統(tǒng)一經(jīng)線值的相似變換過程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021]本實施例提供了一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，具體提供兩個參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng):A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)、B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)，其中，A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)的高斯投影中央經(jīng)線為La，B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)的高斯投影中央經(jīng)線為Lb;還包括以下步驟:
[0022]步驟S1:選擇數(shù)據(jù)區(qū)域地理范圍的中央經(jīng)線，設(shè)置統(tǒng)一經(jīng)線值U，計算基于所述統(tǒng)一經(jīng)線值U的相似變換四參數(shù)；
[0023]步驟S2:將A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)從高斯投影中央經(jīng)線1^換帶計算到高斯投影中央經(jīng)線為U的平面坐標(biāo)系統(tǒng)；
[0024]步驟S3:將高斯投影中央經(jīng)線為L。的A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)通過步驟SI求取的相似變換四參數(shù)轉(zhuǎn)換到B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)，此時高斯投影中央經(jīng)線為L。；
[0025]步驟S4:在步驟S3得到的B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)將高斯投影中央經(jīng)線Lc換帶計算到高斯投影中央經(jīng)線Lb平面坐標(biāo)系統(tǒng)。
[0026]在本實施例中，所述相似變換四參數(shù)包括兩個平移、旋轉(zhuǎn)、縮放。
[0027]在本實施例中，所述參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)為1954北京坐標(biāo)、1980西安坐標(biāo)系、WGS1984或 CGCS2000。
[0028]在本實施例中，所述統(tǒng)一經(jīng)線值Lc應(yīng)選擇在數(shù)據(jù)區(qū)中央，用以保證計算相同中央投影經(jīng)線的A、B參考橢球平面坐標(biāo)系統(tǒng)的相似變換轉(zhuǎn)換四參數(shù)的數(shù)據(jù)精度。
[0029]為了更好地說明本本實施例的工作流程，以下結(jié)合附圖對一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行簡單描述:
[0030]1、如圖1、圖2所示，橢球圖形為參考橢球(代表A參考橢球或B參考橢球(與A參考橢球不同))示意圖。圖中abed構(gòu)成的閉合區(qū)域代表地球表面平面系統(tǒng)中的二維任意閉合區(qū)域(以下簡稱面abed)，為A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)下的圖形數(shù)據(jù)區(qū)域;面a’b’c’d’構(gòu)成的閉合區(qū)域為面abed基于相同投影中央經(jīng)線在B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)高斯投影下同名點構(gòu)成的閉合區(qū)域。Lc為面abed地理范圍的中央經(jīng)線，LaSA參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)高斯投影中央經(jīng)線，Lb為B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)高斯投影中央經(jīng)線(與A系統(tǒng)參考橢球不同)；
[0031]2、如圖3所示，通過A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)下的面abed與B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)同名點構(gòu)成的閉合區(qū)域面a’b’c’d’計算基于統(tǒng)一中央經(jīng)線值(L。)的相似變換四參數(shù)(兩個平移、旋轉(zhuǎn)、縮放)；
[0032]3、待坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)點或圖形數(shù)據(jù)在A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)下從高斯投影中央經(jīng)線1^換帶計算到高斯投影中央經(jīng)線Lc平面坐標(biāo)系統(tǒng);A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)高斯投影中央經(jīng)線L。通過求取的相似變換四參數(shù)(平移、旋轉(zhuǎn)、縮放)，轉(zhuǎn)換到B參考橢球系統(tǒng)(高斯投影中央經(jīng)線U) ;B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)將高斯投影中央經(jīng)線Lc換帶計算到高斯投影中央經(jīng)線Lb平面坐標(biāo)系統(tǒng)完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于:提供兩個參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng):A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)、B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)，其中，A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)的高斯投影中央經(jīng)線為La，B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)的高斯投影中央經(jīng)線為Lb;還包括以下步驟: 步驟SI:選擇數(shù)據(jù)區(qū)域地理范圍的中央經(jīng)線，設(shè)置統(tǒng)一經(jīng)線值L。，計算基于所述統(tǒng)一經(jīng)線值L。的相似變換四參數(shù)； 步驟S2:將A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)從高斯投影中央經(jīng)線La換帶計算到高斯投影中央經(jīng)線為L。的平面坐標(biāo)系統(tǒng)； 步驟S3:將高斯投影中央經(jīng)線為L。的A參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)通過步驟SI求取的相似變換四參數(shù)轉(zhuǎn)換到B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)，此時高斯投影中央經(jīng)線為L。； 步驟S4:在步驟S3得到的B參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)將高斯投影中央經(jīng)線Lc換帶計算到高斯投影中央經(jīng)線Lb平面坐標(biāo)系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于:所述相似變換四參數(shù)包括兩個平移、旋轉(zhuǎn)、縮放。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于:所述參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)為1954北京坐標(biāo)、1980西安坐標(biāo)系、WGS1984或 CGCS2000。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及相同中央投影經(jīng)線的不同參考橢球投影平面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于:所述統(tǒng)一經(jīng)線值U應(yīng)選擇在數(shù)據(jù)區(qū)中央，用以保證計算相同中央投影經(jīng)線的A、B參考橢球平面坐標(biāo)系統(tǒng)的相似變換轉(zhuǎn)換四參數(shù)的數(shù)據(jù)精度。
【文檔編號】G06T3/20GK105976314SQ201610303776
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】高昭良, 包忠聰
【申請人】福州市勘測院