一種綜合性地理空間數據坐標轉換方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及測繪領域，特別涉及一種綜合性地理空間數據坐標轉換方法及系統。
【背景技術】
[0002] 北京54、西安80、WGS84和2000國家大地坐標系為測繪領域常用的四種坐標系， 為了充分利用原有的基礎地理信息數據和專題地理信息數據等資料，經常需要將多源空間 數據通過坐標轉換至統一的空間數據標準，從而為建立統一的GIS空間數據庫、以及為智 慧城市提供各種智能化應用的基礎地理空間信息底圖服務。坐標轉換的方法有很多，其運 算非常復雜，通常需要運用軟件一個一個進行轉換，而轉化過程中又需要一個一個的輸入 控制點的坐標，不僅轉化速度慢，而且針對不同的坐標類型之間的轉換，需要進行多步復雜 轉換，大大降低了空間數據坐標轉換的效率。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種綜合性地理空間數據坐標轉換方法和系 統，解決了現有技術的坐標轉換方法和系統轉化效率慢，轉換過程復雜的技術問題。
[0004] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種綜合性地理空間數據坐標轉換方 法，包括以下步驟：
[0005] 步驟1、根據待轉換點的格式和轉換要求，設定源坐標格式和目標坐標格式；
[0006] 步驟2、根據待轉換點的格式和轉換要求，設定源坐標系和目標坐標系；
[0007] 步驟3、選擇坐標轉換的轉換方式和轉換模型，并根據所述轉換方式設定坐標轉換 的轉換參數；
[0008] 步驟4、輸入已知控制點在源坐標系的坐標數據和目標坐標系的坐標數據；以及 輸入待轉化控制點在源坐標系的坐標數據；
[0009] 步驟5、根據所述坐標轉換的參數類型和已知控制點的坐標數據，計算所述坐標轉 換的轉換參數；
[0010] 步驟6、根據所述坐標轉換參數，將所述待轉化的點在源坐標系的坐標數據轉換為 目標坐標系的坐標數據。
[0011] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0012] 進一步的，所述源坐標系和目標坐標系分別包括1954年北京坐標系、1980西安坐 標系、2000國家大地坐標系、WGS-84坐標系和/或用戶自定義坐標系；所述源坐標格式和目 標坐標格式分別包括平面坐標、大地坐標和/或空間直角坐標。
[0013] 進一步的，所述坐標轉換的轉換方式包括坐標形式變換和/或坐標系統轉換，所 述坐標形式變換為同一坐標系下的坐標格式轉換，所述坐標系統轉換為不同坐標系下坐標 數值的轉換。
[0014] 進一步的，所述坐標形式變換包括投影正算、投影反算、地空轉換、空地轉換和/ 或換帶轉換；所述坐標系統轉換包括不同坐標系間的四參數坐標轉換、不同坐標系間的七 參數坐標轉換、不同坐標系間的布爾沙七參數坐標轉換、鄰近點二維四參數轉換、鄰近點二 維七參數轉換或鄰近點布爾沙七參數轉換。
[0015] 進一步的，步驟4中，通過txt和/或xls格式文件輸入控制點在源坐標系的坐標 數據，所述坐標數據用于計算轉換參數；
[0016] 步驟4中，通過txt和/或xls格式文件輸入待轉換的坐標點數據；或者通過shp、 mdb、gdb和/或dxf格式文件輸入包括所述待轉換的坐標點數據的矢量文件；或者通過img 和/或TIFF格式文件輸入包括所述待轉換的坐標點數據的影像文件。
[0017] 進一步的，所述坐標轉換的轉換參數包括橢球基準參數、投影信息參數或/和中 央子午線的經度。
[0018] -種綜合性地理空間數據坐標轉換系統，包括坐標系設定模塊、坐標格式設定模 塊、轉換方式設定模塊、坐標數據導入模塊、參數計算模塊和轉換模塊，
[0019] 所述坐標系設定模塊用于設定目標坐標格式和待轉換的源坐標格式；
[0020] 所述坐標格式設定模塊用于設定目標坐標系和待轉換的源坐標系；
[0021] 所述轉換方式設定模塊用于選擇坐標轉換的轉換方式和轉換模型，并根據所述轉 換方式設定坐標轉換的轉換參數；
[0022] 所述坐標數據導入模塊用于導入控制點在源坐標系的坐標數據；
[0023] 所述參數計算模塊用于根據所述坐標轉換的參數類型和控制點的源坐標數據，計 算坐標轉換參數，并生成參數計算報告；
[0024] 所述轉換模塊用于根據所述坐標轉換參數，將所述待轉換的點在源坐標系的坐標 數據轉換為目標坐標系的坐標數據。
[0025] 進一步的，所述坐標數據導入模塊導入的坐標數據的文件格式包括txt、Xl S、img、 tiff、dxf、shp、mdb 或 gdb 格式。
[0026] 進一步的，所述源坐標系和目標坐標系分別包括1954年北京坐標系、1980西安坐 標系、2000國家大地坐標系、WGS-84坐標系和/或用戶自定義坐標系；所述源坐標格式和目 標坐標格式分別包括平面坐標、大地坐標和/或空間直角坐標。
[0027] 本發明的有益效果是：本發明的綜合性地理空間數據坐標轉換方法和系統可以 用于實現不同格式、不同坐標形式、比例尺及坐標系統的地理空間數據之間的空間坐標轉 換，實現地理空間數據成果，如單點、矢量數據、影像數據等在現行國家大地坐標系、地方坐 標系之間的轉換及投影、換帶、三維大地坐標與空間直角坐標相互變換等計算，實現轉換參 數解算及精度評定，功能多樣；同時控制點的坐標數據輸入過程簡單，可以支持dxf、shp、 mdb、gdb、image、tiff等坐標數據格式文件，操作方法簡單，坐標轉化效率高，具體效果如 下：
[0028] 1、本發明的方法和系統可以支持目前所有通用坐標系統及任何自定義坐標系統 之間的空間坐標轉換，轉換功能強大，轉換效率高，為新一代智慧地球時空基準的建立及推 廣使用提供了有效的解決方案，為智慧城管、智慧交通實現所需要的地理空間坐標和地圖 服務奠定了基礎；
[0029] 2、本發明的方法可以根據用戶需求對對轉換過程中的所有參數進行靈活設置，能 夠個性化定制所有工作業務流程，功能強大，自動化程度高，適合互聯網+時代客戶的靈活 需要；
[0030] 3、本發明的方法使用參數動態計算的方法，有效解決了大區域地理空間數據的坐 標轉換后接邊問題，初步實現的轉換后的大區域地理空間數據的無縫拼接；
[0031] 4、本發明的方法支持主流的絕大多數地理信息數據格式，支持海量數據并發轉 換，轉換效率高。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發明一種綜合性地理空間數據坐標轉換方法的流程示意圖；
[0033] 圖2為本發明一種綜合性地理空間數據坐標轉換系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并 非用于限定本發明的范圍。
[0035] 如圖1所示，為本發明一種綜合性地理空間數據坐標轉換方法的流程示意圖，包 括以下步驟：
[0036] 步驟1、設定源坐標格式和目標坐標格式；
[0037] 步驟2、設定源坐標系和目標坐標系；
[0038] 步驟3、選擇坐標轉換的轉換方式和轉換模型，并根據所述轉換方式設定坐標轉換 的轉換參數；
[0039] 步驟4、輸入已知控制點在源坐標系的坐標數據和目標坐標系的坐標數據；以及 輸入待轉化控制點在源坐標系的坐標數據；
[0040] 步驟5、根據所述坐標轉換的參數類型和已知控制點的坐標數據，計算所述坐標轉 換的轉換參數；
[0041] 步驟6、根據所述坐標轉換參數，將所述待轉換的點在源坐標系的坐標數據轉換為 目標坐標系的坐標數據。
[0042] 本實施例中，所述源坐標系和目標坐標系分別包括1954年北京坐標系、1980西安 坐標系、2000國家大地坐標系、WGS-84坐標系以及用戶自定義坐標系；所述源坐標格式和 目標坐標格式分別包括平面坐標、大地坐標和/或空間直角坐標。所述平面坐標順序為： x、 y ;空間直角坐標順序為：X、Y、Z ;大地坐標順序為：B、L、H或B、L。本實施例中，所述坐標轉 換的轉換方式包括坐標形式變換和/或坐標系統轉換，所述坐標形式變換為同一坐標系下 的坐標格式轉換，所述坐標系統轉換為不同坐標系下坐標數值轉換。本實施例中，所述坐標 形式變換包括投影正算、投影反算、地空轉換、空地轉換和/或換帶轉換；本實施例中，步驟 4中，通過txt、xls、img、tiff、dxf、shp、mdb或gdb格式文件輸入控制點在源坐標系的坐 標數據，采用上述格式文件，可以一次導入一個或者多個坐標數據，導入方法簡單，導入過 程快捷，可以大幅提高坐標轉換系統的轉換效率。本實施例的步驟3中，所述坐標轉換的轉 換參數包括橢球基準參數、投影信息參數或/和中央子午線的經度。
[0043] 本實施例中，所述坐標系統轉換包括不同坐標系間的四參數坐標轉換、不同坐標 系間的七參數坐標轉換、不同坐標系間的布爾沙七參數坐標轉換、鄰近點二維四參數轉換、 鄰近點二維七參數轉換或鄰近點布爾沙七參數轉換。本發明中，鄰近點轉換只用于坐標點 轉換，即輸入一批公共點在源坐標系和目標坐標系下的坐標。對每一個待轉換點（也需另 外輸入），找到跟它最鄰近的幾個公共點（可設置搜索半徑），使用公共點計算出來的轉換 參數來進行坐標轉換。在大面積范圍的坐標轉換應用中，使用鄰近點轉換，可以保證每個點 的轉換都有較高的精度。以下分別以布爾沙七參數坐標轉換、鄰近點二維四參數轉換和鄰 近點二維七參數轉換為例，對本發明的發明進行說明。
[0044] 所述布爾沙七參數坐標轉換方法采用布爾沙七參數轉換模型，布爾沙七參數轉換 模型主要用于不同地球橢球基準下的空間直角大地坐標系統間點位坐標轉換，換算公式為 布爾沙模型。所述布爾沙模型涉及七個參數，即三個平移參數，三個旋轉參數和一個尺度變 化參數，需要至少三個控制點在源坐標系和目標坐標系的坐標來求取布爾沙七參數。通過 在所述布爾沙模型轉換公式中輸入三個控制點在源坐標系的坐標（X 1, Y1, Z1)和所述三個控 制點在目標坐標系的坐標（&，乙，22)，構建方程組，即可求解所述布爾沙七參數（1；，1；，1；， D，