计算转换模型参数

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      我国现行采用的坐标系有基于参考椭球的国家大地坐标系统(参心坐标系)1954北京坐标系和1980西安坐标系,同时各个地方还采用地方坐标系作为基础地理信息数据的坐标框架。但是随着技术的进步和大地测量技术的发展,原有坐标系都不是基于以地球质量中心为原点的坐标系统,不能适应新时期国民经济和科学发展的需要。
      根据《中华人民共和国测绘法》,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(缩写为CGCS2000),是我国自主建立、适应现代空间技术发展趋势的地心坐标系。自启用2000国家大地坐标系,各地开展了省市级成果到2000国家大地坐标系的转换工作。
      由于1954北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系属于不同地球椭球基准下的坐标系,需要通过转换模型,将空间点从某一参考椭球基准下的坐标转换到另一参考椭球基准下。基准转换的过程就是转换参数的求解过程。得到转换参数之后再在同一椭球基准下进行坐标系转换,才能完成数据最终的转换,否则数据不能正确转换。

坐标转换技术流程
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      1、准备工作:收集和整理用于转换的重合点坐标资料,并分析选取用于转换的重合点,重合点的个数应满足要求,重合点应可靠、精度高,重合点应均匀布设覆盖整个测区。
      2、转换参数计算:根据已有重合点成果和转换要求,确定参数计算的转换模型。计算时应具有多余重合点,并用最小二乘法最为约束条件,计算转换参数。
      3、精度分析:根据转换参数计算目标坐标系重合点坐标,分析转换残差,转换残差,转换残差即重合点转换后坐标与已知坐标之差,计算坐标残差中误差来评估坐标转换精度,并根据残差限差(3倍残差中误差)剔除粗差。如转换精度评估不合格,应重新选取重合点坐标进行参数计算。
      4、坐标转换:根据最终合格的转换参数计算目标坐标系其他地物坐标。

      SuperMap iDesktop 9D 支持将不同坐标系控制点坐标与2000国家大地坐标系控制点坐标通过重合点选取、坐标转换模型、精度评价等操作获取坐标转换参数,从而利用该转换参数最终实现将数据成果到2000国家大地坐标系的转换。
      实例:用户有一份某区域的1980西安坐标系矢量数据,现在希望将其转为2000国家大地坐标系。该用户在测区内测得一些控制点,这些控制点有1980西安坐标,同时也有2000国家大地坐标。以下以该数据转换为例进行操作步骤的详细说明。
      准备工作:选取1980西安坐标系坐标和2000国家大地坐标系坐标的控制点作为重合点文件。
重合点的选取对于转换参数的计算至关重要,用户需选取两个坐标系下均有坐标成果的控制点作为重合点。
重合点选取的基本原则:等级高、精度高、分布均匀、覆盖整个转换区域、局部变形小。
重合点数量要求:一般情况,向2000系转换重合点的选取,不少于6,外部检核点不少于6,点位都要均匀分布覆盖整个城市区域。考虑到可能存在粗差点,需要多准备几个重合点作为备用。总之,重合点应尽可能多选取。
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操作步骤

  1. 在工作管理器中打开待转数据源,在“开始”选项卡的“数据处理”组中,单击“投影转换”下拉按钮,选择“转换模型参数计算”项,弹出“转换模型参数计算”对话框,如下图所示。
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  2. 设置坐标类型:在“坐标类型”中选择待转数据的坐标类型,程序支持设置地理坐标系或投影坐标系两种类型。
  3. 源坐标系设置:可在“源坐标系”处设置源数据的坐标系,坐标系设置有以下两种方式:
    (1)、投影设置:选择“投影设置”单选框,单击“设置…”按钮,在弹出的“投影设置”窗口中,选择程序提供的一种与源点数据相同的地理坐标系或投影坐标系,将其设置为当前坐标系。设置投影的具体操作,请参考“投影设置”窗口。
    (2)、导入投影文件:选择“导入投影文件”单选框,单击“选择”按钮,在弹出的“选择”窗口中,选择投影信息文件并导入即可。
  4. 目标坐标系设置:可在“目标坐标系”处设置 2000 坐标系下的坐标。设置方式与“源坐标系”投影设置方式一致。
  5. 重合点设置:选用具有源坐标系坐标和2000国家大地坐标系坐标的控制点作为重合点。
    X1、Y1、Z1为源坐标系下重合点坐标,X2、Y2、Z2为2000坐标系下重合点坐标。可通过直接添加点坐标和导入txt两种方式添加重合点:
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  6. 精度校验:利用未参与计算转换参数的重合点作为外部检核点,其点数不少于6个且均匀分布;采用内符合精度和外符合精度评定,依据计算转换参数的重合点残差中误差评估坐标转换精度,残差小于3倍点位中误差的点位精度满足要求。
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    7、精度校验合格后,单击坐标转换参数组合框中的导出按钮,即可将计算的转换参数导出为投影转换参数文件(.ctp)。
    8、将导出的投影转换参数文件(
    .ctp)对控制点区域的整个数据集进行投影转换,从而实现整个数据集的投影转换。
    转换后的数据与转换前数据叠加显示结果如下图所示:
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