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2000国家大地坐标系转换方法和技巧(二)
作者:兰冶工业设计研究院    发布于:2018-09-28 15:45:13    文字:【】【】【

四、1:1万及1:5千基础地理信息数据库的转换

  (一)1:1万及1:5千格网点坐标转换改正量计算

  1、1980西安坐标系坐标转换改正量计算

  1:1万以上大比例尺一般按(2°×3°)进行分区,并对每个分区向外扩充约20′,分别解算出各分区的转换参数后,利用确定的转换方法与转换模型分别计算全国1:1万及1:5千格网点的2000国家大地坐标系坐标B2000,L2000,进而求出各点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的差值DB802000,DL802000(B2000-B80,L2000-L80),形成全国1:1万及1:5千格网点的1980西安坐标系与2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000,DL802000。

  2、1954年北京坐标系坐标转换改正量计算

  全国1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量计算采用两步法:首先计算1954年北京坐标系转换向1980西安坐标系转换改正量,其次计算1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换改正量,最后将两改正量叠加形成1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量。

  ①1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标改正量计算

  新旧坐标系统(1954年北京坐标系与1980年西安坐标系)的转换

  大地坐标改正量计算公式:

  式中: △a,△e2分别为IAG-75椭球与克拉索夫斯基椭球长半径,第一偏心率平方之差。即

  则各个点在1980西安坐标系中的大地坐标为:

  ● 根据转换的B80,L80,采用高斯投影正算公式计算相应的高斯平面坐标 X80,Y80。

  ● 求取全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量

  ● 平差改正量的计算

  1954年北京坐标系所提供的大地点成果没有经过整体平差,1980西安坐标系提供的大地点成果是经过整体平差的数据,所以新旧系统转换还要考虑平差改正量的问题。计算平差改正量比较麻烦,没有一定的数学模式,不同地区,平差改正量差别很大,在我国中部某些地区,平差改正量在1米以下,而在东北地区的某些图幅则在10米以上。在实际计算中,在全国均匀地选择一定数量的一、二等大地点,利用它们新(1980西安坐标系)旧(1954年北京坐标系)坐标系的坐标进行多种分析试算并剔除粗差点,然后分别计算它们的坐标差值,根据这些差值和它们的大地坐标分别绘制两张平差改正量分布图(即dX,dY分布图),这样在分布图上可以直接内插出全国1:1万以大比例尺格网点的平差改正量DX2,DY2。

  ● 根据全国1:1万以大比例尺格网点的转换改正量DX1,DY1和平差改正量DX2,DY2按下列公式计算1954年北京坐标系向1980西安坐标系转换坐标转换改正量DX,DY。

  ● 将DX,DY换算成1:1万以大比例尺格网点大地坐标转换改正量DB5480,DL5480。

  ②1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换坐标转换改正量计算

  将全国1:1万以大比例尺格网点的1954年北京坐标系向1980西安坐标系的转换改正量DB5480与1980西安坐标系向2000国家大地坐标系的转换改正量DB802000叠加,得到全国1:1万以大比例尺格网点1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换的坐标转换改正量DB542000。

即: DB542000=DB5480+DB802000

DL542000=DL5480+DL802000

  (二)1:1万及1:5千DLG数据库转换

  转换流程如图1所示:

 

1 1:1万及1:5千基础地理信息数据库转换技术流程

  1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换

  (1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;

  (2)图幅内各要素点的坐标改正量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;

  (3)根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;

  (4)与周边图幅拼接;

  (5)按照2000国家大地坐标系下对应1:1万、1:5千标准分幅计算新的公里格网数据,即添加2000国家大地坐标系下新的公里格网层;

  (6)完成图廓更改、数据编辑、换带接边、拓扑重建;

  (7)对空间数据库元数据相关条目进行更改;

  (8)数据入库等数据后处理工作。

  2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DLG数据库转换

  (1) 每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;

  (2)~(8)参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DLG数据库转换的对应步骤进行。

  (三)1:1万及1:5千DRG数据库转换

  在保持原分辨率不变的情况下,利用逐格网纠正的方法进行数据转换。

  1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换

  (1)在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DRG数据;

  (2)修改元数据相关条目;

  (3)修改相关的图外整饰。

  2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千DRG数据库转换

  参照1954年北京坐标系到2000国家大地坐标系1:1万、1:5千DRG数据库转换的对应步骤进行。

  (四)1:1万及1:5千DEM数据库转换

  利用DEM生产过程中形成的矢量数据与DEM离散点数据完成数据转换。

  1、1954年北京坐标系下1:1万、1:5千DEM数据库转换

  (1)矢量数据与DEM离散点数据转换方法;

  a、每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1954年北京坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;

  b、图幅内各要素点的坐标改正量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;

  c、根据图幅四个图廓点坐标改正量和图幅内各要素点的坐标改正量,计算2000国家大地坐标系下的图幅四个图廓点坐标和图幅内各要素点的坐标;

  d、与周边图幅拼接。

  (2)构造TIN;

  (3)按相关规范或规定内插DEM;

  (4)对检查点坐标文件进行点对点坐标转换;

  (5)修改元数据条目。

  2、1980西安坐标系下1:1万、1:5千 DEM数据库转换

  (1)每个图幅的四个图廓点坐标改正量选用1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换方法计算;

  (2)~(5)参照1954年北京坐标系1:1万、1:5千 DEM数据库转换的对应步骤进行。

  (五)1:1万及1:5千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。

  1、在原DOM上叠加相应坐标系统的内图廓及公里格网,在2000国家大地坐标系下生成图廓坐标及公里格网,逐公里格网点纠正1:1万、1:5千DOM数据;

  2、转换后,删除内图廓及公里格网;

  3、修改元数据相关条目。

  

五、相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系建立联系的方法

  (一)相对独立的平面坐标系统控制点建立联系的方法

  可通过现行国家大地坐标系的平面坐标过渡,利用坐标转换方法将相对独立的平面坐标系统下控制点成果转换到2000国家大地坐标系下。

  选取相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系的重合点的原则如下:择优选取地方控制网的起算点及高精度控制点、周围国家高精度的控制点,大中城市至少选取5个重合点(城外4个,市内中心1个);小城市在城市外围至少选取4个重合点,重合点要分布均匀,包围城市区域,并在城市内部选定至少6个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核。

  建立相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系联系时,坐标转换模型要同时适用于地方控制点转换和城市数字地图的转换。一般采用平面四参数转换模型,重合点较多时可采用多元逐步回归模型。当相对独立的平面坐标系统控制点和数字地图均为三维地心坐标时,采用Bursa七参数转换模型。坐标转换中误差应小于0.05米。

  (二)相对独立的平面坐标系统下数字地形图转换

  采用点对点转换法完成相对独立的平面坐标系统下数字地形图到2000国家大地坐标系的转换,转换后相邻图幅不存在接边问题。具体步骤如下:

  利用控制点的转换模型和参数,对相对独立的平面坐标系统下数字地形图进行转换,形成2000国家大地坐标系地形图。

   根据转换后的图幅四个图廓点在2000国家大地坐标系下的坐标,重新划分公里格网线,原公里格网线删除。

  根据2000国家大地坐标系下的图廓坐标,对每幅图进行裁剪和补充。

  

六、坐标转换方法

  (一)坐标转换模型

  1、二维七参数转换模型

其中:

△B,△L---同一点位在两个坐标系下的纬度差、经度差,单位为弧度,

△a,△f ---椭球长半轴差(单位米)、扁率差(无量纲),

△X,△Y,△Z ---平移参数,单位为米,

εx,εy,εz---旋转参数,单位为弧度,

m---尺度参数(无量纲)。

  2、平面四参数转换模型

  属于两维坐标转换,对于三维坐标,需将坐标通过高斯投影变换得到平面坐标再计算转换参数。

  平面直角坐标转换模型:

  其中,x0,y0为平移参数,α为旋转参数,m为尺度参数。x2,y2为2000国家大地坐标系下的平面直角坐标,x1,y1为原坐标系下平面直角坐标。坐标单位为米。

  

脚注信息
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