企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)雙向轉(zhuǎn)換技術(shù)方案

1、企業(yè)內(nèi)空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)雙向轉(zhuǎn)換5.1 研究?jī)?nèi)容及總體技術(shù)方案5.1.1 可配置的坐標(biāo)雙向轉(zhuǎn)換應(yīng)用WGS84 坐標(biāo)系：即地球坐標(biāo)系，國(guó)際上通用的坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z 軸指向 BIH （國(guó)際時(shí)間服務(wù)機(jī)構(gòu)）1984.O 定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，X 軸指向 BIH 1984.0 的零子午面和 CTP 赤道的交點(diǎn)，Y 軸與Z 軸、X 軸垂直右手坐標(biāo)系，稱為 1984 年世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)。設(shè)備一般包含 GPS或者北斗獲取的為 WGS84 地理坐標(biāo)系,GCJ02 坐標(biāo)系：即火星坐標(biāo)系，是由中國(guó)國(guó)家制訂的地理信息系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。由 WGS84 坐標(biāo)系經(jīng)加密后的坐標(biāo)系，即加入

2、隨機(jī)的偏差。是由中國(guó)國(guó)家（G 表示 Guojia 國(guó)家，C 表示 Cehui 測(cè)繪，J 表示 Ju 局）制訂的地理信息系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的各種地圖系統(tǒng)（包括電子形式），必須至少采用 GCJ-02 對(duì)地理位置進(jìn)行首次加密。谷歌中國(guó)地圖和搜搜中國(guó)地圖采用的是 GCJ02 地理坐標(biāo)系; BD09 坐標(biāo)系：即坐標(biāo)系，GCJ02 坐標(biāo)系經(jīng)加密后的坐標(biāo)系; * 搜狗坐標(biāo)系、圖吧坐標(biāo)系等，估計(jì)也是在 GCJ02 基礎(chǔ)上加密而成的?？梢酝ㄟ^(guò)配置模式，實(shí)現(xiàn)多套坐標(biāo)系間進(jìn)行與公里網(wǎng)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換等；可對(duì)跨兩個(gè)分帶的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行跨帶坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，并能進(jìn)行手持 GPS 參數(shù)設(shè)置等?；跀?shù)據(jù)加密狀態(tài)下的坐標(biāo)雙向轉(zhuǎn)換應(yīng)用由于內(nèi)空

3、間數(shù)據(jù)必然存在安全問(wèn)題，電網(wǎng)企業(yè)將數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，如何減少加密對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的影響，是本項(xiàng)目需要解決問(wèn)題。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景提前對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行推算并，并存在緩沖容器中，當(dāng)調(diào)用時(shí)，快速?gòu)陌踩萜髦刑崛〕鰜?lái)，即保證安全性，同時(shí)保證轉(zhuǎn)換和應(yīng)用效率?；诙鄨D層架構(gòu)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換服務(wù)應(yīng)用將坐標(biāo)按地理信息、專業(yè)類型等進(jìn)行劃分，同時(shí)可以對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行重新組合，按新的業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行切換和重組，減少坐標(biāo)轉(zhuǎn)換帶性能問(wèn)題，同時(shí)提高轉(zhuǎn)換效率。6.地理空間轉(zhuǎn)換(坐標(biāo)轉(zhuǎn)換)6.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)介坐標(biāo)系統(tǒng)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換既包括不同的參心坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換，或者不同的地心坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，也包括參心坐標(biāo)系與地心坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換以及

4、相同坐標(biāo)系的直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，還有大地坐標(biāo)與平面坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換。 在兩個(gè)空間角直坐標(biāo)系中，假設(shè)其分別為 O-XYZ 和O-XYZ，如果兩個(gè)坐標(biāo)系的原來(lái)相同，通過(guò)三次旋轉(zhuǎn)，就可以兩個(gè)坐標(biāo)系重合；如果兩個(gè)直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)不在同一個(gè)位置，通過(guò)坐標(biāo)軸的平移和旋轉(zhuǎn)可以取得一致；如果兩個(gè)坐標(biāo)系的尺度也不盡一致，就需要再增加一個(gè)尺度變化參數(shù)；而對(duì)于大地坐標(biāo)和投影平面坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換，則需要通過(guò)投影正算和投影反算，通過(guò)使用子午線的經(jīng)度和不同的參考橢球以及不同的投影面的選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。6.2 動(dòng)態(tài)投影(ArcMap)所謂動(dòng)態(tài)投影指，ArcMap 中的 Data 的空間參考或是說(shuō)坐標(biāo)系統(tǒng)是默認(rèn)

5、為第一加載到當(dāng)前工作區(qū)的那個(gè)文件的坐標(biāo)系統(tǒng)，后加入的數(shù)據(jù)，如果和當(dāng)前工作區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)不相同，則 ArcMap 會(huì)自動(dòng)做投影變換，把后加入的數(shù)據(jù)投影變換到當(dāng)前坐標(biāo)系統(tǒng)下顯示！但此時(shí)數(shù)據(jù)文件所的數(shù)據(jù)并沒(méi)有改變，只是顯示形態(tài)上的變化！因此叫動(dòng)態(tài)投影！表現(xiàn)這一點(diǎn)最明顯的例子就是，在 Export Data 時(shí)，會(huì)讓你選擇是按 this layers source data（數(shù)據(jù)源的坐標(biāo)系統(tǒng)導(dǎo)出），還是按照 the Data （當(dāng)前數(shù)據(jù)框架的坐標(biāo)系統(tǒng)）導(dǎo)出數(shù)據(jù)。6.3 坐標(biāo)系統(tǒng)描述(ArcCatalog)大家都知道在 ArcCatalog 中可以一個(gè)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)說(shuō)明！即在數(shù)據(jù)上鼠標(biāo)右鍵-Properti

6、es-XY Coordinate System 選項(xiàng)卡，這里可以通過(guò) modify，Select、Import 方式來(lái)為數(shù)據(jù)選擇坐標(biāo)系統(tǒng)！但有許多人認(rèn)為在這里改完了，數(shù)據(jù)本身就發(fā)生改變了！但不是這樣的！這里縮寫的信息都對(duì)應(yīng)到該數(shù)據(jù)的.aux 文件！如果你去把該文件刪除了，重新查看該文件屬性時(shí)，照樣會(huì)顯示 Unknown！這里改的僅僅是對(duì)數(shù)據(jù)的一個(gè)描述而已。6.4 投影變換(ArcToolBox)當(dāng)數(shù)據(jù)沒(méi)有任何空間參考時(shí)， 顯示為 Unknown ！ 時(shí)就要先利用 DefineProjection 來(lái) 給 數(shù) 據(jù) 定 義 一 個(gè) CoordinateSystem ， 然 后 在 利 用Featu

7、re-Project 或 Raster-Project Raster 工具來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行投影變換！由于我國(guó)經(jīng)常使用的投影坐標(biāo)系統(tǒng)為54,西安 80！由這兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)變換到其他坐標(biāo)系統(tǒng)下時(shí)，通常需要提供一個(gè) Geographic Transformation，因?yàn)?Datum已經(jīng)改變了！這里就用到說(shuō)常說(shuō)的轉(zhuǎn)換 3 參數(shù)、轉(zhuǎn)換 7 參數(shù)了！而國(guó)家的轉(zhuǎn)換參數(shù)是的！因此可以自己計(jì)算或在數(shù)據(jù)時(shí)向國(guó)家測(cè)繪部門索要！知道轉(zhuǎn)換參數(shù)后，可以利用 Create Custom Geographic Transformation 工具定義一個(gè)地理變換方法， 變換方法可以根據(jù) 3 參數(shù)或 7 參數(shù)選擇基于GEOCENTR

8、IC_TRANSLATION 和 COORDINATE_方法！這樣就完成了數(shù)據(jù)的投影變換！數(shù)據(jù)本身坐標(biāo)發(fā)生了變化！當(dāng)然這種投影變換工作也可以在 ArcMap 中通過(guò)改變Data 的 Coordinate System 來(lái)實(shí)現(xiàn)，只是要在做完之后在按照 Data 的坐標(biāo)系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)即可！方法一：在 Arcmap 中轉(zhuǎn)換：1、加載要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，右下角為2、點(diǎn)擊視圖數(shù)據(jù)框?qū)傩宰鴺?biāo)系統(tǒng)3、導(dǎo)入或選擇正確的坐標(biāo)系，確定。這時(shí)右下角也顯示坐標(biāo)。但數(shù)據(jù)沒(méi)改變4、右擊圖層數(shù)據(jù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)5、選擇第二個(gè)（數(shù)據(jù)框架），輸出路徑，確定。6、此方法類似于投影變換。方法二：在 forestar 中轉(zhuǎn)換：1、用正確的坐標(biāo)系和范

9、圍新建圖層 aa2、打開要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，圖層輸出與原來(lái)類型一致，命名 aa，追加。方法三：在 ArcToolbox 中轉(zhuǎn)換：1、管理工具投影（project），選擇輸入輸出路徑以及輸出的坐標(biāo)系2、前提是原始數(shù)據(jù)必須要有投影6.5ArcGIS 中的坐標(biāo)系統(tǒng)定義與投影轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)是 GIS 數(shù)據(jù)重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，用于表示地理要素、圖像和觀測(cè)結(jié)果的參照系統(tǒng)，坐標(biāo)系統(tǒng)的定義能夠保證地理數(shù)據(jù)在中正確的顯示其位置、方向和距離，缺少坐標(biāo)系統(tǒng)的 GIS 數(shù)據(jù)是不完善的，因此在 ArcGIS中正確的定義坐標(biāo)系統(tǒng)以及進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換的操作非常重要。6.5.1ArcGIS 中的坐標(biāo)系統(tǒng)ArcGIS 中預(yù)定義了兩套坐標(biāo)系統(tǒng)，

10、地理坐標(biāo)系（Geographic coordinatesystem）和投影坐標(biāo)系（Projectedcoordinate system）。地理坐標(biāo)系 (GCS) 使用三維球面來(lái)定義地球上的位置。GCS 中的重要參數(shù)包括角度測(cè)量、本初子午線和基準(zhǔn)面（基于旋轉(zhuǎn)橢球體）。地理坐標(biāo)系統(tǒng)中用來(lái)確定球面上的點(diǎn)位，經(jīng)度和緯度是從地心到地球表面上某點(diǎn)的測(cè)量角。球面系統(tǒng)中的水平線是等緯度線或緯線，垂直線是等經(jīng)度線或經(jīng)線。這些線包絡(luò)著地球，了一個(gè)稱為經(jīng)緯網(wǎng)的格網(wǎng)化網(wǎng)絡(luò)。將球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為平面坐標(biāo)的過(guò)程稱為投影。投影坐標(biāo)系的實(shí)質(zhì)是平面坐標(biāo)系統(tǒng)，地圖通常為米。投影坐標(biāo)系在二維平面中進(jìn)行定義。與地理坐標(biāo)系不同，在二范圍內(nèi)

11、，投影坐標(biāo)系的長(zhǎng)度、角度和面積恒定。投影坐標(biāo)系始終基于地理坐標(biāo)系，即：“投影坐標(biāo)系=地理坐標(biāo)系+投影算法函數(shù)“。國(guó)家的投影坐標(biāo)系主要采用-投影，分為 6 度和 3 度分帶投影，1:2.5 萬(wàn)1:50 萬(wàn)比例尺地形圖采用經(jīng)差 6 度分帶，1:1 萬(wàn)比例尺的地形圖采用經(jīng)差 3 度分帶。具體分帶法是：6 度分帶從本初子午線（prime meridian）開始，按經(jīng)差 6度為一個(gè)投影帶自西向東劃分，全球共分 60 個(gè)投影帶，中國(guó)跨 13-23 帶；3 度投影帶是從東經(jīng) 1 度 30 分經(jīng)線（1.5）開始，按經(jīng)差 3 度為一個(gè)投影帶自西向東劃分，全球共分 120 個(gè)投影帶，中國(guó)跨 25-45 帶。6.6

12、ArcGIS 中定義坐標(biāo)系A(chǔ)rcGIS 中所有地理數(shù)據(jù)集均需要用于顯示、測(cè)量和轉(zhuǎn)換地理數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系在 ArcGIS 中使用。如果某一數(shù)據(jù)集的坐標(biāo)系未知或不正確，可以使用定義坐標(biāo)系統(tǒng)的工具來(lái)指定正確的坐標(biāo)系，使用此工具前，必須已獲知該數(shù)據(jù)集的正確坐標(biāo)系。該工具為包含未定義或未知坐標(biāo)系的要素類或數(shù)據(jù)集定義坐標(biāo)系，位于ArcToolboxDatamanagementtoolsProjectionsandtransfomationsDefine Projections:Input Dataset：要定義投影的數(shù)據(jù)集或要素類CoordinateSystem：為數(shù)據(jù)集定義的坐標(biāo)系統(tǒng)。6.7 基于

13、 ArcGIS 的投影轉(zhuǎn)換6.7.1 直接采用已定義參數(shù)實(shí)現(xiàn)投影轉(zhuǎn)換ArcGIS中已經(jīng)定義了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，可直接調(diào)用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工具，直接選擇轉(zhuǎn)換參數(shù)即可。工具位于 ArcToolboxData management toolsProjections andtransfomationsFeatureProject（柵格數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換工具 Rastroject raster），在工具界面中輸入以下參數(shù)：Inputdataset：要投影的要素類、要素圖層或要素?cái)?shù)據(jù)集OutputDataset：已在輸出坐標(biāo)系參數(shù)中指定坐標(biāo)系的新要素?cái)?shù)據(jù)集或要素類。out_coor_system：已知要素類將轉(zhuǎn)換到的新坐標(biāo)系GeographicTransformation:列表中為轉(zhuǎn)換參數(shù)，以 GCS_Beijing_1954 轉(zhuǎn)為GCS_WGS_1984 為例，各轉(zhuǎn)換參數(shù)含義如下：Beijing_1954_To_WGS_1984_115918鄂爾多斯盆地Beijing_1954_To_WGS_1984_215919黃海海域Beijing_1954_To_WGS_1984_315920海域-珠江口Beijing_1954_To_WGS_1984_415921塔里木盆地Beijing_1954_To_WGS_1984_515935北部灣Beijing_1954_To_WGS_198