一種綜合性地理空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及測繪領域，特別涉及一種綜合性地理空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)。
【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(shù)據(jù)和專題地理信息數(shù)據(jù)等資料，經(jīng)常需要將多源空間 數(shù)據(jù)通過坐標轉(zhuǎn)換至統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)標準，從而為建立統(tǒng)一的GIS空間數(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換，而轉(zhuǎn)化過程中又需要一個一個的輸入 控制點的坐標，不僅轉(zhuǎn)化速度慢，而且針對不同的坐標類型之間的轉(zhuǎn)換，需要進行多步復雜 轉(zhuǎn)換，大大降低了空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種綜合性地理空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換方法和系 統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術的坐標轉(zhuǎn)換方法和系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率慢，轉(zhuǎn)換過程復雜的技術問題。
[0004] 本發(fā)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(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換方 法，包括以下步驟：
[0005] 步驟1、根據(jù)待轉(zhuǎn)換點的格式和轉(zhuǎn)換要求，設定源坐標格式和目標坐標格式；
[0006] 步驟2、根據(jù)待轉(zhuǎn)換點的格式和轉(zhuǎn)換要求，設定源坐標系和目標坐標系；
[0007] 步驟3、選擇坐標轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換方式和轉(zhuǎn)換模型，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)換方式設定坐標轉(zhuǎn)換 的轉(zhuǎn)換參數(shù)；
[0008] 步驟4、輸入已知控制點在源坐標系的坐標數(shù)據(jù)和目標坐標系的坐標數(shù)據(jù)；以及 輸入待轉(zhuǎn)化控制點在源坐標系的坐標數(shù)據(jù)；
[0009] 步驟5、根據(jù)所述坐標轉(zhuǎn)換的參數(shù)類型和已知控制點的坐標數(shù)據(jù)，計算所述坐標轉(zhuǎn) 換的轉(zhuǎn)換參數(shù)；
[0010] 步驟6、根據(jù)所述坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，將所述待轉(zhuǎn)化的點在源坐標系的坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 目標坐標系的坐標數(shù)據(jù)。
[0011] 在上述技術方案的基礎上，本發(fā)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(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換方式包括坐標形式變換和/或坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，所 述坐標形式變換為同一坐標系下的坐標格式轉(zhuǎn)換，所述坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為不同坐標系下坐標 數(shù)值的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換、空地轉(zhuǎn)換和/ 或換帶轉(zhuǎn)換；所述坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換包括不同坐標系間的四參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換、不同坐標系間的七 參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換、不同坐標系間的布爾沙七參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換、鄰近點二維四參數(shù)轉(zhuǎn)換、鄰近點二 維七參數(shù)轉(zhuǎn)換或鄰近點布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)，所述坐標數(shù)據(jù)用于計算轉(zhuǎn)換參數(shù)；
[0016] 步驟4中，通過txt和/或xls格式文件輸入待轉(zhuǎn)換的坐標點數(shù)據(jù)；或者通過shp、 mdb、gdb和/或dxf格式文件輸入包括所述待轉(zhuǎn)換的坐標點數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換的坐標點數(shù)據(jù)的影像文件。
[0017] 進一步的，所述坐標轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換參數(shù)包括橢球基準參數(shù)、投影信息參數(shù)或/和中 央子午線的經(jīng)度。
[0018] -種綜合性地理空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括坐標系設定模塊、坐標格式設定模 塊、轉(zhuǎn)換方式設定模塊、坐標數(shù)據(jù)導入模塊、參數(shù)計算模塊和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換的源坐標系；
[0021] 所述轉(zhuǎn)換方式設定模塊用于選擇坐標轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換方式和轉(zhuǎn)換模型，并根據(jù)所述轉(zhuǎn) 換方式設定坐標轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換參數(shù)；
[0022] 所述坐標數(shù)據(jù)導入模塊用于導入控制點在源坐標系的坐標數(shù)據(jù)；
[0023] 所述參數(shù)計算模塊用于根據(jù)所述坐標轉(zhuǎn)換的參數(shù)類型和控制點的源坐標數(shù)據(jù)，計 算坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，并生成參數(shù)計算報告；
[0024] 所述轉(zhuǎn)換模塊用于根據(jù)所述坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，將所述待轉(zhuǎn)換的點在源坐標系的坐標 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為目標坐標系的坐標數(shù)據(jù)。
[0025] 進一步的，所述坐標數(shù)據(jù)導入模塊導入的坐標數(shù)據(jù)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(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的綜合性地理空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換方法和系統(tǒng)可以 用于實現(xiàn)不同格式、不同坐標形式、比例尺及坐標系統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)之間的空間坐標轉(zhuǎn) 換，實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)成果，如單點、矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等在現(xiàn)行國家大地坐標系、地方坐 標系之間的轉(zhuǎn)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(xiàn)轉(zhuǎn)換參 數(shù)解算及精度評定，功能多樣；同時控制點的坐標數(shù)據(jù)輸入過程簡單，可以支持dxf、shp、 mdb、gdb、image、tiff等坐標數(shù)據(jù)格式文件，操作方法簡單，坐標轉(zhuǎn)化效率高，具體效果如 下：
[0028] 1、本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以支持目前所有通用坐標系統(tǒng)及任何自定義坐標系統(tǒng) 之間的空間坐標轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換功能強大，轉(zhuǎn)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(xiàn)所需要的地理空間坐標和地圖 服務奠定了基礎；
[0029] 2、本發(fā)明的方法可以根據(jù)用戶需求對對轉(zhuǎn)換過程中的所有參數(shù)進行靈活設置，能 夠個性化定制所有工作業(yè)務流程，功能強大，自動化程度高，適合互聯(lián)網(wǎng)+時代客戶的靈活 需要；
[0030] 3、本發(fā)明的方法使用參數(shù)動態(tài)計算的方法，有效解決了大區(qū)域地理空間數(shù)據(jù)的坐 標轉(zhuǎn)換后接邊問題，初步實現(xiàn)的轉(zhuǎn)換后的大區(qū)域地理空間數(shù)據(jù)的無縫拼接；
[0031] 4、本發(fā)明的方法支持主流的絕大多數(shù)地理信息數(shù)據(jù)格式，支持海量數(shù)據(jù)并發(fā)轉(zhuǎn) 換，轉(zhuǎn)換效率高。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明一種綜合性地理空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換方法的流程示意圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明一種綜合性地理空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0035] 如圖1所示，為本發(fā)明一種綜合性地理空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換方式和轉(zhuǎn)換模型，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)換方式設定坐標轉(zhuǎn)換 的轉(zhuǎn)換參數(shù)；
[0039] 步驟4、輸入已知控制點在源坐標系的坐標數(shù)據(jù)和目標坐標系的坐標數(shù)據(jù)；以及 輸入待轉(zhuǎn)化控制點在源坐標系的坐標數(shù)據(jù)；
[0040] 步驟5、根據(jù)所述坐標轉(zhuǎn)換的參數(shù)類型和已知控制點的坐標數(shù)據(jù)，計算所述坐標轉(zhuǎn) 換的轉(zhuǎn)換參數(shù)；
[0041] 步驟6、根據(jù)所述坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，將所述待轉(zhuǎn)換的點在源坐標系的坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 目標坐標系的坐標數(shù)據(jù)。
[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(zhuǎn) 換的轉(zhuǎn)換方式包括坐標形式變換和/或坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，所述坐標形式變換為同一坐標系下 的坐標格式轉(zhuǎn)換，所述坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為不同坐標系下坐標數(shù)值轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換、空地轉(zhuǎn)換和/或換帶轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)，采用上述格式文件，可以一次導入一個或者多個坐標數(shù)據(jù)，導入方法簡單，導入過 程快捷，可以大幅提高坐標轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。本實施例的步驟3中，所述坐標轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn) 換參數(shù)包括橢球基準參數(shù)、投影信息參數(shù)或/和中央子午線的經(jīng)度。
[0043] 本實施例中，所述坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換包括不同坐標系間的四參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換、不同坐標 系間的七參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換、不同坐標系間的布爾沙七參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換、鄰近點二維四參數(shù)轉(zhuǎn)換、 鄰近點二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換或鄰近點布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)換。本發(fā)明中，鄰近點轉(zhuǎn)換只用于坐標點 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換 參數(shù)來進行坐標轉(zhuǎn)換。在大面積范圍的坐標轉(zhuǎn)換應用中，使用鄰近點轉(zhuǎn)換，可以保證每個點 的轉(zhuǎn)換都有較高的精度。以下分別以布爾沙七參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換、鄰近點二維四參數(shù)轉(zhuǎn)換和鄰 近點二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換為例，對本發(fā)明的發(fā)明進行說明。
[0044] 所述布爾沙七參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換方法采用布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型，布爾沙七參數(shù)轉(zhuǎn)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(tǒng)間點位坐標轉(zhuǎn)換，換算公式為 布爾沙模型。所述布爾沙模型涉及七個參數(shù)，即三個平移參數(shù)，三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和一個尺度變 化參數(shù)，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(shù)。通過 在所述布爾沙模型轉(zhuǎn)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(shù)（1；，1；，1；， D，