一种CGCS2000坐标转换方法与流程

本发明属于国家基础测绘参心坐标系向地心坐标系转换，具体涉及一种cgcs2000坐标转换方法。

背景技术：

1、为适应国家经济发展的需要，便于资源和成果的共建共享，避免基础设施建设中由于各部门基准不统一造成重大的建设失误与经济损失，经国务院批准，我国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系—英文名称为china geodetic coordinate system 2000，英文缩写为cgcs2000。根据《国家测绘局启用2000国家大地坐标系公告》(2008年第2号)和《关于印发启用2000国家大地坐标系实施方案的通知》(国测国字(2008)24号)，规定2000国家大地坐标系与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为8年至10年；2008年7月1日后新生产的各类测绘成果应采用2000国家大地坐标系。自然资源部也于2018年底发布关于停止提供1954年北京坐标系和1980西安坐标系基础测绘成果的公告，致使大量的参心坐标系成果需要转换至2000国家大地坐标系下，以确保国家基础成果在2000国家大地坐标系的正常使用。

2、存量参心坐标系成果主要包括dlg数据、栅格数据、dem数据和文本数据。现有的技术条件下坐标转换针对使用广泛的arcgis平台下的gdb数据、栅格数据(img、tiff)和文本数据(txt、xls)。坐标转换参数利用四参数或七参数模型计算。

3、现有技术缺陷主要存在以下缺陷：

4、1、转换模型采用四参数或七参数，坐标转换适用范围较小；

5、2、无法实现全国统一无缝转换，不同区域数据转换后，需要重新接边；

6、3、地理信息平台众多，矢量数据格式多样，现有技术适用格式具有局限性；

7、4、现有技术不支持dem数据坐标转换；

8、5、针对具有国家标准投影的矢量数据(shp、mdb、gdb、mpj)和栅格数据(img、tiff)，无法实现转后数据自动添加投影。

技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、本发明为了实现存量基础地理信息数据从参心坐标系向2000国家大地坐标系的转换，本发明要解决的技术问题是针对全国各类型、各格式的数据，确定坐标转换模型和坐标转换方法，提供一种快速、高效、无缝的基础地理信息数据坐标转换系统。

3、(2)技术方案

4、本发明的目的是提供一种cgcs2000坐标转换方法，包括如下步骤：

5、步骤1：获取源数据坐标系及坐标类型；

6、步骤2：根据数据类型，选择坐标转换模块；

7、步骤3：设置坐标转换参数(选择数据格式、源坐标系、目标坐标系，设置源坐标系信息、目标坐标信息)；

8、步骤4：选择待转换数据；

9、步骤5：遍历待转换数据和元素集；

10、步骤6：调用全国统一的高精度高分辨率格网改正量逐点转换；

11、步骤7：更新各数据元素坐标；

12、步骤8：判断是否更新到最后数据的最后一个元素，不是最后一个继续遍历；

13、步骤9：更新到最后数据的最后一个元素，即得到目标坐标系。

14、进一步的，所述步骤6：调用全国统一的高精度高分辨率格网改正量逐点转换，采用的是移动拟合转换法。所述坐标转换改正量，用反距离加权平均模型计算：

15、

16、其中，(b0,l0)为格网点大地坐标，(δbi,δli)为各控制点坐标转换改正量，用下式计算：

17、δbi＝bt-bs

18、δli＝lt-ls

19、式中，(bt,lt)分别为目标坐标系大地坐标，(bs,ls)分别为源坐标系大地坐标。

20、进一步的，所述步骤3中坐标转换类型包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换；同一坐标系下坐标正反算、高斯平面坐标换带(3度分带、6度分带、任意带)。

21、进一步的，所述步骤4中待转换数据包括文本数据、dlg数据、dem数据、栅格数据，具体数据格式包括以下内容：

22、文本数据：格式包括txt、xlsx和xls。

23、dlg数据：格式包括shp、mdb、gdb、dwg、dxf、mpj、sdb。具有正确投影信息的shp、mdb、gdb数据，可自动添加转换后坐标系投影信息。

24、dem数据：格式包括tif、img、asc、grid、dem。此外，具备asc、dem两种格式坐标转换后相邻图形间的接边检查功能。

25、栅格数据：格式包括tif和img。具有正确投影信息的tif、img数据，可自动添加转换后坐标系投影信息

26、进一步的，所述文本数据转换包括如下步骤：

27、步骤501、获取源坐标系文本数据；

28、步骤502、按要求整理坐标；

29、步骤503、读取源坐标系坐标，利用全国统一的高精度高分辨率格网改正量计算目标坐标系坐标；

30、步骤504、将目标坐标系坐标写入文本；

31、步骤505、得到目标坐标系文本数据。

32、进一步的，所述dlg数据转换包括如下步骤：

33、步骤601、获取源坐标系dlg数据；

34、步骤602、获取源要素类的投影信息；

35、步骤603、获取各要素的节点坐标；

36、步骤604、将源坐标系高斯平面坐标转换到大地坐标；

37、步骤605、逐点计算其目标坐标系下各要素的节点坐标；

38、步骤606、将目标坐标系大地坐标转换为高斯坐标；

39、步骤607、目标坐标系下逐要素写入要素类；

40、步骤608、目标坐标系数据图廓整饰；

41、步骤609、添加目标坐标系投影信息；

42、步骤610、得到目标坐标系dlg数据。

43、进一步的，所述dem数据转换包括如下步骤：

44、步骤701、读取源坐标系dem数据；

45、步骤702、将dem数据转换为ascii文本格式；

46、步骤703、获取源坐标系下dem坐标，计算其目标坐标系下坐标；

47、步骤704、将主块与周边相邻块dem数据进行拼接；

48、步骤705、计算起算点格网点坐标，参考像素分辨率，重新生成dem数据；

49、步骤706、得到目标坐标系dem数据。

50、进一步的，所述栅格数据转换包括如下步骤：

51、步骤801、获取源坐标系影像数据坐标范围；

52、步骤802、依据区域大小、区域形状、精度要求高低等技术参数均匀内插部分格网点

53、步骤803、计算其目标坐标系下的坐标；

54、步骤804、用源坐标系与目标坐标系坐标进行配准，完成数据的坐标转换；

55、步骤805、依据源数据像素大小，对转换后栅格数据进行重采样，更改数据头文件中定位坐标；

56、步骤806、得到目标坐标系下栅格数据。

57、进一步的，所述步骤5中坐标转换包括单个和批量文件转换，批量文件转换时将选定文件夹下的指定类型文件全部转换，转换前后文件格式、文件名及目录结构不变。

58、12、进一步的,所述步骤6中逐点转换，是以各个转换点为中心，以适当的搜索半径，搜索出计算该点转换改正量所需的重合点，采用合适的转换方法计算该点由源坐标系向目标坐标系转换的坐标改正量(db、dl)，进而获得该点的目标坐标。

59、进一步的，大地测量数据常用计算工具，包括同一坐标系下高斯坐标正算(xy与bl互转)、高斯平面坐标换带(不同分带xy转换)、大地坐标与空间直角坐标相互换算(xyz与blh互转)和图幅号与西南图廓点经、纬度计算。

60、(3)本发明的优点

61、本发明提供这种坐标转换方法有益效果在于：1、利用全国控制点，计算高精度高分辨率格网改正量，实现全国统一无缝转换；2、扩展矢量数据坐标转换格式，主要包括autocad2008平台下的dxf、dwg格式数据，arcgis10.2平台下的shp、mdb、gdb格式数据，mapgis67平台下的mpj工程格式数据，supermap 6r平台下的sdb格式数据；3、增加dem数据坐标转换和接边检查功能，主要支持tif、img、asc、grid、dem的坐标转换，asc、dem的接边检查；4、对于具有国家标准投影的矢量数据(shp、mdb、gdb、mpj)和栅格数据(img、tiff)，实现转后数据投影自动更新；5、提供常用计算工具(高斯坐标正反算、高斯平面坐标换带、大地坐标与空间直角坐标相互换算、图幅号计算)，便于进行坐标计算；6、本发明可支持批量数据坐标转换，转换效率高。