計算轉換模型引數
我國現行採用的座標系有基於參考橢球的國家大地座標系統(參心座標系)1954北京座標系和1980西安座標系,同時各個地方還採用地方座標系作為基礎地理資訊資料的座標框架。但是隨著技術的進步和大地測量技術的發展,原有座標系都不是基於以地球質量中心為原點的座標系統,不能適應新時期國民經濟和科學發展的需要。
根據《中華人民共和國測繪法》,經國務院批准,我國自2008年7月1日起,啟用2000國家大地座標系(縮寫為CGCS2000),是我國自主建立、適應現代空間技術發展趨勢的地心座標系。自啟用2000國家大地座標系,各地開展了省市級成果到2000國家大地座標系的轉換工作。
由於1954北京座標系、1980西安座標系、2000國家大地座標系屬於不同地球橢球基準下的座標系,需要通過轉換模型,將空間點從某一參考橢球基準下的座標轉換到另一參考橢球基準下。基準轉換的過程就是轉換引數的求解過程。得到轉換引數之後再在同一橢球基準下進行座標系轉換,才能完成資料最終的轉換,否則資料不能正確轉換。
座標轉換技術流程
1、準備工作:收集和整理用於轉換的重合點座標資料,並分析選取用於轉換的重合點,重合點的個數應滿足要求,重合點應可靠、精度高,重合點應均勻佈設覆蓋整個測區。
2、轉換引數計算:根據已有重合點成果和轉換要求,確定引數計算的轉換模型。計算時應具有多餘重合點,並用最小二乘法最為約束條件,計算轉換引數。
3、精度分析:根據轉換引數計算目標座標系重合點座標,分析轉換殘差,轉換殘差,轉換殘差即重合點轉換後坐標與已知座標之差,計算座標殘差中誤差來評估座標轉換精度,並根據殘差限差(3倍殘差中誤差)剔除粗差。如轉換精度評估不合格,應重新選取重合點座標進行引數計算。
4、座標轉換:根據最終合格的轉換引數計算目標座標系其他地物座標。
SuperMap iDesktop 9D 支援將不同座標系控制點座標與2000國家大地座標系控制點座標通過重合點選取、座標轉換模型、精度評價等操作獲取座標轉換引數,從而利用該轉換引數最終實現將資料成果到2000國家大地座標系的轉換。
例項:使用者有一份某區域的1980西安座標系向量資料,現在希望將其轉為2000國家大地座標系。該使用者在測區內測得一些控制點,這些控制點有1980西安座標,同時也有2000國家大地座標。以下以該資料轉換為例進行操作步驟的詳細說明。
準備工作:選取1980西安座標系座標和2000國家大地座標系座標的控制點作為重合點檔案。
重合點的選取對於轉換引數的計算至關重要,使用者需選取兩個座標系下均有座標成果的控制點作為重合點。
重合點選取的基本原則:等級高、精度高、分佈均勻、覆蓋整個轉換區域、區域性變形小。
重合點數量要求:一般情況,向2000系轉換重合點的選取,不少於6,外部檢核點不少於6,點位都要均勻分佈覆蓋整個城市區域。考慮到可能存在粗差點,需要多準備幾個重合點作為備用。總之,重合點應儘可能多選取。
操作步驟
- 在工作管理器中開啟待轉資料來源,在“開始”選項卡的“資料處理”組中,單擊“投影轉換”下拉按鈕,選擇“轉換模型引數計算”項,彈出“轉換模型引數計算”對話方塊,如下圖所示。
- 設定座標型別:在“座標型別”中選擇待轉資料的座標型別,程式支援設定地理座標系或投影座標系兩種型別。
- 源座標系設定:可在“源座標系”處設定源資料的座標系,座標系設定有以下兩種方式:
(1)、投影設定:選擇“投影設定”單選框,單擊“設定…”按鈕,在彈出的“投影設定”視窗中,選擇程式提供的一種與源點資料相同的地理座標系或投影座標系,將其設定為當前座標系。設定投影的具體操作,請參考“投影設定”視窗。
(2)、匯入投影檔案:選擇“匯入投影檔案”單選框,單擊“選擇”按鈕,在彈出的“選擇”視窗中,選擇投影資訊檔案並匯入即可。 - 目標座標系設定:可在“目標座標系”處設定 2000 座標系下的座標。設定方式與“源座標系”投影設定方式一致。
- 重合點設定:選用具有源座標系座標和2000國家大地座標系座標的控制點作為重合點。
X1、Y1、Z1為源座標系下重合點座標,X2、Y2、Z2為2000座標系下重合點座標。可通過直接新增點座標和匯入txt兩種方式新增重合點:
- 精度校驗:利用未參與計算轉換引數的重合點作為外部檢核點,其點數不少於6個且均勻分佈;採用內符合精度和外符合精度評定,依據計算轉換引數的重合點殘差中誤差評估座標轉換精度,殘差小於3倍點位中誤差的點位精度滿足要求。
7、精度校驗合格後,單擊座標轉換引數組合框中的匯出按鈕,即可將計算的轉換引數匯出為投影轉換引數檔案(.ctp)。
8、將匯出的投影轉換引數檔案(.ctp)對控制點區域的整個資料集進行投影轉換,從而實現整個資料集的投影轉換。
轉換後的資料與轉換前資料疊加顯示結果如下圖所示: