WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)到北京54高斯投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換

1、6/6使用rcGIS實(shí)現(xiàn)WGS經(jīng)緯度坐標(biāo)到北京4高斯投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換張兢 王文瑞2 陳溪1（1。廣西第一測(cè)繪院廣西南寧 50023；2。南寧市勘測(cè)院 廣西南寧 30022）【摘要】本文針對(duì)從事測(cè)繪工作者普遍遇到的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題，簡(jiǎn)要介紹ArcIS實(shí)現(xiàn)WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)到北京4高斯投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理和步驟.【關(guān)鍵詞】 ArcIS 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 投影變換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)與高斯平面坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換。 在兩個(gè)空間角直坐標(biāo)系中,假

2、設(shè)其分別為OXYZ和O-XY，如果兩個(gè)坐標(biāo)系的原來相同，通過三次旋轉(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)和高斯投影平面坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換，則需要通過高斯投影正算和高斯投影反算，通過使用中央子午線的經(jīng)度和不同的參考橢球以及不同的投影面的選擇來實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換. 如何使用ArcGIS實(shí)現(xiàn)WS4經(jīng)緯度坐標(biāo)到54高斯投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換？這是很多從事工作或者測(cè)繪工作者普遍遇到的問題.本文目的在于幫助用戶解決這個(gè)問題. 我們通常說的WGS-84坐標(biāo)是指經(jīng)緯度這種坐標(biāo)表示方法，北

3、京4坐標(biāo)通常是指經(jīng)過高斯投影的平面直角坐標(biāo)這種坐標(biāo)表示方法。為什么要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換？我們先來看兩組參數(shù)，如表所示：表1 B4與WGS84基準(zhǔn)參數(shù)參考橢球體長(zhǎng)半軸短半軸扁率J5基準(zhǔn)參數(shù)aovsky_19063663.08893WG84基準(zhǔn)參數(shù)WGS 8675214298.7224 很顯然,WG84與BJ5是兩種不同的大地基準(zhǔn)面，不同的參考橢球體，因而兩種地圖下,同一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)是不同的,無論是三度帶六度帶坐標(biāo)還是經(jīng)緯度坐標(biāo)都是不同的。當(dāng)要把GPS接收到的點(diǎn)（WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)的)疊加到BJ54坐標(biāo)系統(tǒng)的底圖上，那就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些GPS點(diǎn)不能準(zhǔn)確的在它該在的地方,即“與實(shí)際地點(diǎn)發(fā)生了偏移.這就要求把這些G

4、PS點(diǎn)從WG84的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成B5的坐標(biāo)系統(tǒng)了。 有關(guān)GS84與BJ的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題,實(shí)質(zhì)是WGS84橢球體到B4橢球體的轉(zhuǎn)換問題。如果我們是需要把WGS的經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成BJ4的高斯投影坐標(biāo)，那就還會(huì)涉及到投影變換問題。因此,這個(gè)轉(zhuǎn)換過程,一般的GP數(shù)據(jù)處理軟件都是采用下述步驟進(jìn)行的：）(B，L）84-(X，Y，Z）84，空間大地坐標(biāo)到空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。 2)（X，Z)4-(X,Y，Z)54，坐標(biāo)基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，即Datum轉(zhuǎn)換。通常有三種轉(zhuǎn)換方法：七參數(shù)、簡(jiǎn)化三參數(shù)、oloesky。 3）（,，Z）54(B,）54，空間直角坐標(biāo)到空間大地坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換. ）（B,L）54-(x，y)54， 高斯

5、投影正算。 從以上步驟不難看出，轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵是第二步，轉(zhuǎn)換的參數(shù)。鑒于我國曾使用不同的坐標(biāo)基準(zhǔn)（BJ4、S80、Crrect4)，各地的重力值又有很大差異，所以很難確定一套適合全國且精度較好的轉(zhuǎn)換參數(shù)。在WGS4坐標(biāo)和北京54坐標(biāo)之間是不存在一套轉(zhuǎn)換參數(shù)可以全國通用的，在每個(gè)地方會(huì)不一樣。 必須了解,在不同的橢球之間的轉(zhuǎn)換是不嚴(yán)密的.那么,兩個(gè)橢球間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換應(yīng)該是怎樣的呢？一般而言比較嚴(yán)密的是用七參數(shù)法，即3個(gè)平移因子(平移，Y平移，Z平移）,3個(gè)旋轉(zhuǎn)因子（X旋轉(zhuǎn),Y旋轉(zhuǎn),Z旋轉(zhuǎn)），一個(gè)比例因子(也叫尺度變化）。國內(nèi)參數(shù)來源的途徑不多,一般當(dāng)?shù)販y(cè)繪部門會(huì)有。通行的做法是：在工作區(qū)內(nèi)找三個(gè)以上的

6、已知點(diǎn)，利用已知點(diǎn)的BJ54坐標(biāo)和所測(cè)WGS84坐標(biāo),通過一定的數(shù)學(xué)模型，求解七參數(shù).若多選幾個(gè)已知點(diǎn)，通過平差的方法可以獲得較好的精度。如果區(qū)域范圍不大，最遠(yuǎn)點(diǎn)間的距離不大于0K(經(jīng)驗(yàn)值)，這可以用三參數(shù)，即只考慮個(gè)平移因子（X平移,Y平移，Z平移)，而將旋轉(zhuǎn)因子及比例因子（X旋轉(zhuǎn),Y旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，尺度變化）都視為0，所以三參數(shù)只是七參數(shù)的一種特例。北京54和西安0也是兩種不同的大地基準(zhǔn)面,不同的參考橢球體，他們之間的轉(zhuǎn)換也是同理。在rS中提供了三參數(shù)、七參數(shù)轉(zhuǎn)換法。而在同一個(gè)橢球里的轉(zhuǎn)換都是嚴(yán)密的,在同一個(gè)橢球的不同坐標(biāo)系中轉(zhuǎn)換需要用到四參數(shù)轉(zhuǎn)換，舉個(gè)例子，在深圳既有北京5坐標(biāo)又有深圳坐標(biāo),

7、在這兩種坐標(biāo)之間轉(zhuǎn)換就用到四參數(shù),計(jì)算四參數(shù)需要兩個(gè)已知點(diǎn). ArcGIS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換例子 2.1應(yīng)注意問題 使用ArcGIS如何實(shí)現(xiàn)WS84經(jīng)緯度坐標(biāo)到4高斯投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換呢?在ArcIS中，這個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換步驟簡(jiǎn)化了,用戶只需要兩個(gè)步驟就能夠直接從最初的WS4經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到J4高斯投影坐標(biāo)。這就是ArcIS的強(qiáng)大之處。 接下來，我們做一個(gè)例子。假設(shè)我們已經(jīng)知道了參數(shù)，應(yīng)該如何操作呢？在具體的操作前，請(qǐng)大家一定注意以下三點(diǎn): WGS84的經(jīng)緯度坐標(biāo)值是用度來表示,而不能是度分秒表示 七參數(shù)的平移因子單位是米,旋轉(zhuǎn)因子單位是秒，比例因子單位是百萬。在ArcI中，7參數(shù)法的名字是Corite_Fram

8、e 方法. 有人在用rcG進(jìn)行不同橢球體間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換出來的結(jié)果不對(duì),然后就寫文章說變形如何如何，很可能是由于他們沒有注意上面這三個(gè)關(guān)鍵的問題造成的。 2.2 轉(zhuǎn)換步驟 a、定義7參數(shù)的地理轉(zhuǎn)換(Create Custo Geogaphic Transforatin) 在Atool中打開CeteCstm Gograi Tranfomation工具，如圖1所示：圖1 在彈出的窗口中，輸入一個(gè)轉(zhuǎn)換的名字，如wgs84ToBJ54。在定義地理轉(zhuǎn)換方法下面，在Methd中選擇合適的轉(zhuǎn)換方法如 COORDINATEFRAE,然后輸入平移參數(shù)、旋轉(zhuǎn)角度和比例因子，如圖所示：圖2 b、投影變換 打開工具箱下的Pojectnsa TrasormationeaureProject，在彈出的窗口中輸入要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)以及tuCoordinate Sstem，然后輸入第一步自定義的地理坐標(biāo)系如84ToBJ54，開始投影變換,如圖3所示：圖3 點(diǎn)擊“確定，完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換. 3 結(jié)束語 我國現(xiàn)已啟用新的坐標(biāo)系統(tǒng)0國家大地坐標(biāo)系，20國家大地坐標(biāo)系與現(xiàn)行國家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、銜接的過渡期仍需一段較長(zhǎng)時(shí)期,在實(shí)際工作、工程中還遇到不同坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換，本文針對(duì)在生