小范围地形图坐标系转换方法探讨

陈彬，卢立

(宜昌市测绘大队，湖北宜昌 443000)

小范围地形图坐标系转换方法探讨

陈彬∗，卢立

(宜昌市测绘大队，湖北宜昌 443000)

日常的测绘工作中，往往会遇到地形图坐标系不一致的问题，本文首先阐述了常用的一些坐标系转换方法；然后结合宜昌市某个涉及地形图坐标系转换的项目介绍了一种使用EPS进行地形图转换的方法，该方法能够很好地对DWG格式地形图和EDB格式地形图进行坐标系转换；最后通对地形图中点、线、面要素的转换精度进行了分析和比较。

坐标系；坐标转换；地形图

1 引 言

随着测绘行业技术的发展，地形图数字化程度越来越高，但不同部门使用地形图的坐标系统并不统一。目前广泛使用的有:1954年北京(简称北京54)坐标系、1980西安(简称西安80)坐标系、地方独立坐标系，也有部分单位使用WGS-84坐标系以及经国务院批准自2008年7月1日开始使用的CGCS2000国家大地坐标系。坐标系统的不一致，给部门之间地理信息数据共享带来很多问题，往往不同部门之间的地图数据还需要进行坐标系转换之后才能使用。因此，在日常工作中经常会遇到坐标系转换的问题。

2 坐标转换方法

2.1 常用坐标转换方法

通常使用的北京54坐标系、西安80坐标系、地方独立坐标系属于参心坐标系统，是采用传统地面测量技术建立起来的；WGS-84坐标系、CGCS2000国家大地坐标系属于地心坐标系统。根据要转换数据的源坐标系和目标坐标系的不同，应选择合适的转换方法来进行坐标系转换。

北京54坐标系与西安80坐标系之间的坐标转换一般采用四参数的方法，而北京54坐标系或西安80坐标系与WGS-84坐标系或CGCS2000国家大地坐标系之间的坐标转换一般采用七参数的方法[1，2]。

2.2 地形图坐标转换方法

目前许多软件都提供有坐标系转换的工具，例如: ArcGIS、MapGIS、EPS等，地方上地形图一般是以DWG格式存储的，也有很多人在CAD基础上进行开发对地形图进行坐标系转换。

ArcGIS对地形图进行坐标系转换，需要已知转换参数，要求地形图为Shap格式数据，且是按图层来对数据进行坐标系转换，对于使用DWG格式存储的地形图数据进行坐标系转换还需要对数据进行格式转换，比较繁琐。

MapGIS中主要提供点数据的坐标系转换，还不能进行线数据和面数据的坐标系转换。

EPS对地形图进行数据转换是全图层数据批量转换，需要已知转换参数或同名点在源坐标系和目标坐标系的坐标，数据格式为EDB。

3 EPS中地形图转换方法

3.1 数据格式转换

EPS中对地形图进行坐标系转换，如果是EDB数据，可以直接进行坐标系转换，DWG数据就需要对数据格式进行转换，通过编写脚本对数据进行自动转换数据格式。

DWG格式数据转换EDB格式数据脚本:

Sub OnClick()

SSProcess.ClearDataXParameter

SSProcess.SetDataXParameter"DataType"，"1"

SSProcess.SetDataXParameter"SaveAttrToMemoData"，"1"

SSProcess.PushUndoMark

SSProcess.ClearSelection

SSProcess.ClearSelectCondition

SSProcess.SetSelectCondition"SSObj_Type"，"="，"POINT"

SSProcess.SetSelectCondition"SSObj_Code"，"="，"0"

SSProcess.SelectFilter

SSProcess.UpdateObjAttrByFeatureCode"FeatureCodeTB_ Ex"，"('#'+Feature.Byname)='SSObj_Name'and Feature.Type=0 "，"SSObj_Code=Feature.Code，SSObj_Color=Feature.LineColor，SSObj_Name=，SSObj_MemoData="

SSProcess.ClearSelection

SSProcess.ClearSelectCondition

SSProcess.SetSelectCondition"SSObj_Type"，"="，"LINE"

SSProcess.SetSelectCondition"SSObj_Code"，"="，"1"

SSProcess.SelectFilter

SSProcess.UpdateObjAttrByFeatureCode"FeatureCodeTB_ Ex"，"Feature.Byname='[AcadSymbolName]'and Feature.Type＜＞0"，"SSObj_Code=Feature.Code，SSObj_Color=Feature.LineColor，SSObj_Reverse=Feature.Reverse，SSObj_Name=，SSObj_ MemoData="

SSProcess.ClearSelection

SSProcess.ClearSelectCondition

End Sub

EDB格式数据转换DWG格式数据脚本:

Sub OnClick()

SSProcess.ClearDataXParameter

SSProcess.SetDataXParameter"DataType"，"1"

SSProcess.SetDataXParameter"Version"，"2000"

SSProcess.SetDataXParameter"FeatureCodeTBName"，"FeatureCodeTB_500GUIGUAN"

SSProcess.SetDataXParameter"SymbolScriptTBName"，"SymbolScriptTB_500GUIGUAN"

SSProcess.SetDataXParameter"NoteTemplateTBName"，"NoteTemplateTB_500GUIGUAN"

SSProcess.SetDataXParameter"ExportPathName"，""

SSProcess.SetDataXParameter"DataBoundMode"，ExportMode

SSProcess.SetDataXParameter"ExportLayerCount"，"0"

SSProcess.SetDataXParameter"LayerUseStatus"，"0"

SSProcess.SetDataXParameter"ColorUseStatus"，"0"

SSProcess.SetDataXParameter"ZeroLineWidth"，"15"

SSProcess.SetDataXParameter"FontWidthScale"，WidthScale

SSProcess.SetDataXParameter"FontHeightScale"，HeightScale

SSProcess.SetDataXParameter"ThicknessExportMode"，"0"

SSProcess.SetDataXParameter"ExplodeObjLayerStatus"，"0"

SSProcess.SetDataXParameter"ExplodeObjColorStatus"，"0"

SSProcess.SetDataXParameter"ExportLZValue"，Exportgc

SSProcess.SetDataXParameter"ExportAZValue"，Exportgc

SSProcess.SetDataXParameter"ExportNZValue"，Exportgc

SSProcess.SetDataXParameter"ExportPZValue"，"1"

SSProcess.SetDataXParameter"SymbolExplodeMode"，"1"

SSProcess.SetDataXParameter"LineExportMode"，"1"

SSProcess.SetDataXParameter"AcadLineScaleMode"，"1"

SSProcess.SetDataXParameter"AcadblockScaleMode"，"0"

SSProcess.SetDataXParameter"AcadDwtFilename"，SSProcess. GetSysPathName(1)＆"数化.Dwt"

SSProcess.ExportData

End Sub

3.2 地形图坐标系转换

EPS中地形图转换提供两种方法:四/七参数转换法、最小二乘法。如图1、图2所示。

图1 四/七参数坐标转换窗口

图2 最小二乘法坐标转换窗口

4 实 例

4.1 转换地形图概况

选取的需要进行坐标系转换的地形图面积为: 9.37 km2。源坐标系为北京54坐标系，中央子午线经度为111°00′00″，投影面高程80m；目标坐标系为西安80坐标系，中央子午线经度为111°45′00″，投影面高程0m。

4.2 转换参数计算

通过实测得到图幅范围内部及周边的7个同名控制点坐标，如表1所示。

选取其中的3个同名控制点计算四参数，以另外4个同名控制点作为检查点，剔除其中有问题的控制点，最后根据地形图的图形选取A11、A3、A8，3个同名点计算四参数。流程如图3所示。

图3 地形图转换流程

4.3 转换精度分析

为了对转换后的地形图精度进行评定，分别通过对地形图上转换的点位、线状地物、面状地物分别做比较，得到地形图转换的精度。

其中，选取地形图上转换点的坐标与CORS测坐标进行比较，如表2所示。

地形图点位转换精度比较 表2

比较地形图坐标转换前后线状地物长度，如表3所示。

地形图线状地物长度比较 表3

对地形图中面状地物的面积进行转换见后的比较，如表4所示。

地形图面状地物面积比较 表4

5 结 论

通过上述的表2、表3、表4中对地形图转换的精度分析，可以看出，无论从点位坐标、保持图形的正确行均能达到要求。虽然在对DWG格式地形图转换时，需要对数据进行格式转换，但能够通过脚本全自动对数据格式进行转换，提高了地形图转换的效率；且此方法比通过在CAD软件上进行二次开发的工具转换要可靠，很好保持了地形图的原始状态[3]。

[1] 施一民.现代大地控制测量[M].北京：测绘出版社，2003.

[2] 孔祥元，郭际明，刘宗泉.大地测量学基础「M].武汉：武汉大学出版社，2001.

[3] 李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].北京：中华书局，2005.

[4] 边少锋，柴洪洲，金际航.大地坐标系与大地基准[M].北京：国防工业出版社，2005.

[5] 徐绍铨，张华海，杨志强等.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉大学出版社，2008.

[6] 孔祥元，郭际明.控制测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2006.

[7] 李芳珍，徐伦辉.DXF文件格式及其外部接口的研究[J].软件开发与应用，2008，27(7)：83～85.

Discussion on the Small-scale Topographic M ap Coordinate System Conversion M ethod

Chen Bin，Lu Li
(Yichang Surveying and Mapping Detachment，Yichang 443000，China)

Day-to-day work of surveying and mapping，often encounter the problem of inconsistent topographic map coordinate system，the paper first describes the common coordinate system conversion method；then combined Yichang City，a topographic map coordinate system conversion project involves a useEPS topographic map conversion method DWG format topographic maps and EDB format topographic map coordinate system conversion；Finally，through analysis and conversion accuracy of themidpoint of the topographic map，line，surface elements.

coordinate system；coordinate transformation；topographicmaps

1672-8262(2013)03-134-03

P226+.3

B

2012—10—22

陈彬(1962—)，男，高级工程师，长期从事城市规划测量、工程测量工作。