[北京54坐标系转换西安80坐标系的方法探讨]西安80坐标系转换经纬度
时间：2019-03-30 03:31:58 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要:本文结合北京54坐标系与西安80坐标系的基本特点,在已知3以上公共点的基础上,详细介绍测量中常用的MapGIS和Cass软件,求算七参数,实现高效、完整地数据坐标转换。
关键词:北京54坐标 西安80坐标 MapGIS Cass
中图分类号:TD17 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0004-02
在城市测量中常用的大地坐标系分别是1954年北京坐标系和1980年西安坐标系;还有一些在工程建设规划、设计中常用的平面直角坐标系,如独立平面直角坐标系、建筑施工坐标系等。
北京54坐标系采用了克拉索夫斯基托球体参数,是与前苏联1942年坐标系进行联测的坐标系[1];为了适应我国经济发展、城市建设、国防需求,1972年至1982年建立了新的大地基准,称为西安80坐标系,它采用的椭球参数是1975年国际大地测量与地球物理联合会得推荐值,误差较小[2]。通常情况下,北京54坐标系比西安80坐标系大40m～50m。
1 数据转换
1.1 数据转换中存在的问题
在我国的城市测量中,为了让图形数据变形扭曲少,误差范围小,一般会采用1.5度带的坐标,而我国标准分带采用的是3度带和6度带,所以数据转换之前需要对图形进行换带处理,一般软件都会有这些图形换带功能。
首先转换过程中数据属性与参数的丢失;由于Cass中的图形数据结构与GIS软件中地理要素的空间信息存储表达不一致,转换后容易造成点线面要素变形和丢失;例如点注记的参数丢失,点注释不能正确显示,只显示一些不能识别的符号。线和面同样会发生参数丢失或缺少,转换后在颜色显示为缺省。
1.2 转换参数
北京54坐标转换为西安80坐标一般采用的是三参数、四参数、七参数的方法[3]。北京54坐标系与西安80坐标系其实是一种椭球参数的转换,作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换是不严密,因此不存在一套转换参数可以全国通用的,在每个地方会不一样,因为它们是两个不同的椭球基准[4]。
1.3 MapGIS转换
在MapGIS软件中的转换方法有三参数布尔莎模型、七参数布尔莎模型、小区域微分平展法、二维平面转换法和公共点操作求系数法,一般采用比较是七参数布尔莎模型。下面是在MapGIS软件的投影变换模块中具体步骤如以下几点。
(1)获取三个或三个以上的区域内的公共点坐标对,既54北京坐标系下的x、y、z对应的80西安坐标系下的x、y、z;一般是国土局或者测绘局提供。
(2)三个点的坐标对全部转换以弧度为单位。(菜单:投影转换—— 输入单点投影转换,计算出这三个点的弧度值并记录下来);如图1所示,红色部分需要逐个输入54坐标系和80坐标系的坐标和高程。
(3)求公共点操作系数(菜单:投影转换—— 坐标系转换)。单击“求转换系数”菜单下“求转换系数”命令,系统根据输入的3个公共点对坐标自动计算出7个参数,记录下来;如图2所示,红色部分是计算出来的7个参数。
(4)编辑坐标转换系数(菜单:投影转换—— 编辑坐标转换系数),最后进行投影变换,“当前投影”输入80坐标系参数,“目的投影”输入54坐标系参数。转换时系统会自动调用编辑过的坐标转换系数。添加点线面文件转换完成。
1.4 Cass转换
(1)坐标换带计算。
黄山市地形图数据采用的是1.5度带,中央子午线为118度30分,所以首先需要转换成3度带数据,中央子午线为117度。图3是进行图形数据换带的过程。
(2)已知公共点。
求算七参数一般需要3个点就足够,但是为了检验转换后的质量,通常情况下会利用第四个已知公共点进行验算,控制质量误差。表1是黄山市中心城区的4个已知控制点数据。
(3)七参数转换。
不同的软件计算同一组已知控制点,得出的七参数都是不一样的,如一些转换小软件COORD,GeodesyTools与Cass软件计算的七参数都不一样。图4是图形数据计算七参数,得出转换结果,理论误差是0.00029,实际误差在0.01m。
3 结语
由于现在城市测量中使用的大部分数据都是北京54坐标系的,因此有大量的数据需要转换,统一数据的标准;笔者通过大量的实际经验,得出,在地势平坦、范围小的图件数据转换中,采用四参数转换,可以满足误差要求;但在几十平方公里的范围内,必须采用七参数方法转换,转换完成以后,需要一个已知公共点进行检验误差,希望能对测绘同行有所帮助。
参考文献
[1] 潘正风,杨正尧,程效军.数字测图原理与方法[M].武汉大学出版社,2004.
[2] 孔祥元,梅是义.控制测量学[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2002.
[3] 南方测绘集团.南方CASS软件使用手册[Z].
[4] 熊介.椭球大地测量学[M].北京:解放军出版社,1988.
