11万地理信息数据库坐标转换方法培训

国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心11:1万基础地理信息数据坐标转换方法国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心韩买侠高级工程师二0一三年七月国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心2内容1.2000国家大地坐标系定义2.采用基准3.高精度高分辨率格网坐标转换改正量计算4.1:1万基础地理信息数据坐标转换方法5.省级基础地理信息数据坐标软件介绍国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心3一、2000国家大地坐标系定义原点：包括海洋和大气的整个地球的质量中心；Z轴：由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向；X轴：由原点指向格林尼治参考子午线与赤道面(历元2000.0)的交点；Y轴：与Z轴、X轴构成右手正交坐标系；2000国家大地坐标系采用椭球简称CGCS2000椭球。􀂄长半轴a=6378137m扁率ƒ=1/298.257222101地心引力常数GM=3.986004418×1014m3s-2地球自转角速度ω=7.292115×10-5rads-1国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心4二、采用基准采用大地基准2000国家大地坐标系（以下简称2000系）；1980西安坐标系（以下简称80系）。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心5三、高精度高分辨率格网坐标转换改正量计算3.180系向2000系转换改正量计算方法经过反复试算与研究，高分辨率格网80系向2000系转换改正量计算采用移动拟合转换法。采用移动拟合转换法其基本思想为：在椭球面上以各个高分辨率格网点为中心，采用一定的距离为半径画圆，形成一个搜索范围，选择该范围内的控制点，求取各控制点的大地坐标改正量，然后采用适当的模型计算80系向2000系转换的高精度高分辨率格网改正量（dB、dL），进而获得格网点的2000系的大地坐标。3.280系向2000系转换改正量计算模型反距离加权平均法是计算以80系格网点（B80,L80）为中心，取合适半径以内n个80系与2000系重合控制点大地坐标差的加权平均数。其模型为：国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心6三、高精度高分辨率格网坐标转换改正量计算3.280系向2000系转换改正量计算模型(续)dLLLdBBB802000802000式中：B2000、L2000为2000系大地坐标；B80、L80为80系格网点的大地坐标；dB、dL为80系格网点（B80、L80）向2000系坐标转换大地坐标改正量，用下式计算：niiniiiPPBdB11)(niiniiiPPLdL11)((i=1,2,…n)其中为80系与2000系重合控制点大地坐标差用下式计算：Bi、Li，BT、LT为80系与2000系重合控制点的大地坐标。28080280)(1CosBLLBBPiiiSTiSTiBBBLLL国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心7三、高精度高分辨率格网坐标转换改正量计算3.380系向2000系转换改正量计算格网分辨率的确定一般来说，格网的分辨率越高，内插值越接近于真值，但分辨率太高，数据量巨大，就会影响转换速度；另外，一、二、三、四等控制点的最大密度约为200m，也就是说，方圆100m以内只有1个控制点。因此，将格网分辨率设为3″×3″（约90m×90m）间隔,就能保证每个格网最多只有1个控制点，这样，离控制点100m以内的格网点基本就是该控制点的真值。因此，高精度格网改正量分辨率设为3″×3″间隔。改正量计算用已剔除局部变形点（粗差点）的一、二、三、四等控制点，采用反距离加权平均模型计算80系向2000系转换高分辨率（3″×3″间隔）格网改正量。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心8三、高精度高分辨率格网坐标转换改正量计算3.380系向2000系转换改正量计算(续)移动拟合法转换优点①能获得高精度的连续的转换改正量，克服了分区转换方法计算的改正量在相邻分区之间改正量不连续的不足；②不受成图比例尺与成图区域大小的限制，确保同一地理位置的转换改正量相同；③控制点上的转换改正量是真值；④不受GIS软件平台限制，可从底层开发软件实现坐标转换。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心9四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.1DLG数据1:1万DLG数据以文件形式和数据库形式存放（1:1万标准分幅图或区域），其存储方式不同，转换到2000系下方法有所不同，下面分别介绍。1:1万基础地理信息数据坐标转换改正量采用高分辨率高精度格网改正量。其数据以文件和数据库形式存放，存放方式不同，转换到2000系方法有所不同。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心10四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.1.1DLG数据转换流程数据相互拼接2000系1：1万标准分幅裁切重新生成2000系方里格网、图廓2000系1:1万标准分幅DLG数据修改元数据大地坐标转换为高斯平面坐标坐标转换高斯平面坐标转换到大地坐标80系标准分幅DLG数据2000系1:1万DLG数据库80系1:1万DLG数据库高分辨率高精度格网改正量国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心11四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.1.2文件形式转换方法①获取80系各要素的坐标，逐点计算其2000系下各要素的坐标；②将2000系下各要素的坐标写回原要素；③添加2000系下新的方里格网层，删除原方里格网数据层；④数据编辑、邻带之间接边、拓扑重建；⑤先进行数据相互拼接，再按2000系标准图幅范围进行数据裁切；⑥更新相关字段属性值；⑦在元数据中，增加2000系下4个图廓角点坐标，椭球长半径、椭球扁率、所采用的大地基准以及产品更新日期。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心12四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法80系高斯平面直角坐标（X、Y）高斯平面直角坐标（X、Y）转换到大地坐标（B、L）根据高分辨率格网改正量，计算从80系向2000系转换的坐标改正量db、dl2000系下大地坐标B2000=B+db、L2000=L+dl大地坐标B2000、L2000转换到高斯平面直角坐标X2000、Y200080系大地坐标（B、L）根据高分辨率格网改正量，计算从80系向2000系转换的坐标改正量db、dl2000系下大地坐标B2000=B+db、L2000=L+dl2000系坐标计算流程：国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心13四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.1.3数据库形式转换方法用ArcSDE连接后台数据库（可以是Oracle或Geodatabase），加载1:1万DLG空间数据库中每个要素类，读取各要素80系坐标，逐点计算2000系下各要素坐标，将2000系下的要素存储到空间数据库中新建的要素类，具体方法如如下。①新建一个与原要素类结构相同的新要素类；②获取各要素80系坐标，逐点计算2000系下各要素的坐标；③将2000系下要素写入新建要素类；④拓扑重建；⑤添加2000系下新的方里格网层，删除原方里格网数据层；⑥更新相关字段属性值。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心14四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.2DEM数据原数据为5米及6.25米分辨率栅格数据或文本数据。如果生产DEM成果的过程数据（等高线、高程点）存在，则将DEM从80系按DLG数据转换方法转换到2000系，可按CH/T1015.2-2007基础地理信息数字产品1:100001:50000生产技术规程第2部分:数字高程模型（DEM）重新生成DEM。如果生产的DEM原始数据不存在，只有DEM成果，数据以文件形式和数据库形式存放，其存储方式不同，转换到2000系下方法有所不同。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心15四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.2.1DEM数据转换流程按2000系标准分幅范围裁切2000系1:1万标准分幅DEM数据修改元数据2000系1:1万DEM数据库数据拼接、重新生成DEMDEM80系坐标转换到2000系高分辨率高精度格网改正量获取80系DEM平面坐标80系标准分幅DEM数据以编目形式组织管理80系1:1万DEM数据库转换为文本格式DEM国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心16四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.2.2文本形式DEM数据转换方法1：1万DEM数据保存格式有文本格式、栅格格式。转换方法如下:①将所有的DEM数据转换为文本格式；②获取80系DEM平面坐标，计算其2000系下坐标；③将主块与周边相邻块DEM数据进行拼接；④计算起格网点坐标，参考像素分辨率，重新生成DEM数据；⑤先进行数据相互拼接，再按2000系标准图幅范围及重叠像素进行数据裁切；⑥在元数据中，增加2000系起始格网单元左上角点经度、起始格网单元左上角点纬度、起始格网单元左上角点X坐标、起始格网单元左上角点Y坐标、椭球长半径、椭球扁率、所采用的大地基准以及产品更新日期；⑦有高程检测点的对高程检测点坐标进行转换。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心17四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.2.３数据库DEM数据转换方法若数据库中DEM数据采用编目形式组织管理，用ArcSDE连接后台数据库，按数据编目加载1:1万DEM空间数据，将编目中每幅DEM从数据库中导出保存为文本格式，在按文件形式DEM转换方法对其进行转换，转换完成后重新入库。4.３DＯM数据转换方法原始数据为航空或航天遥感获取的黑白或彩色影像数据，是连续的灰度（全色）或RGB（彩色）栅格数据，分辨率有多种方式。1:1万DOM数据以文件形式和数据库形式存放，其存储方式不同，转换到2000系下方法有所不同。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心18四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.3.1DOM数据转换流程DOM数据有分景数据、1:1万标准分幅数据，范围大小不同，其坐标转换方式也不同分景DOM数据转换流程80系分景DOM数据高分辨率高精度格网改正量2000系分景DOM数据修改元数据修改头文件坐标读80系坐标范围、均匀内插控制点用80系坐标及2000系坐标进行空间定位、重采样以编目形式组织管理2000系1:1万DOM分景数据库计算控制点2000系坐标以编目形式组织管理80系1:1万DOM分景数据库国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心19四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法分幅DOM转换流程80系标准分幅DOM数据高分辨率高精度格网改正量计算DOM中心点坐标改正量按照像素关系计算移动量（像素数）2000系下DOM拼接、标准分幅裁切2000系分幅DOM数据修改元数据修改头文件坐标以编目形式组织管理2000系1:1万DOM分幅数据库DOM数据匀色处理以编目形式组织管理80系1:1万DOM分幅数据库国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心20四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.3.2文件形式分景DOM数据转换方法①获取80系分景DOM影像数据坐标范围，可依据区域大小、区域形状、精度要求高低等技术参数均匀内插部分控制点（5公里），计算其2000系下的坐标；②用80系及2000系下坐标，通过工具软件进行空间定位，完成栅格数据的转换；③更改数据头文件中定位坐标；④修改元数据：增加2000系坐标范围，椭球长半径、椭球扁率、所采用的大地基准以及产品更新日期。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心21四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.3.3文件形式标准分幅DOM数据转换方法①对1:1万标准分幅DOM读取80系头文件中定位坐标，计算DOM中心点坐标“改正量”，按照像素关系计算移动量（像素数），避免图幅之间接边数据重新采样；②先进行数据相互拼接，再按2000系标准图幅范围及重叠像素进行裁切；③DOM数据匀色处理；④更改数据头文件中定位坐标；⑤在元数据中，增加2000系图廓坐标范围，椭球长半径、椭球扁率、所采用的大地基准以及产品更新日期。国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心22四、1:1万基础地理信息数据坐标转换方法4.3.5数据库DOM数据转换方法